Какая связь между серной кислотой и гидроксидом натрия?
Серная кислота является одновременно сильной кислотой и сильным дегидратором. Он сделан из производной элемента сера, его триоксид, SO 3 . Гидроксид натрия также может быть получен из его оксида Na 2 O из самого металла или с использованием ряда других процессов, включая электролиз. Металлический натрий является наиболее распространенным из щелочных металлов, а его гидроксид является сильным основанием. Комбинация серной кислоты и гидроксида натрия может привести к любому из двух соединений, кислому сульфату натрия, также называемому бисульфатом натрия, (NaHSO 4 ) или сульфату натрия (Na 2 SO 4 ).
Для получения бисульфата из серной кислоты и гидроксида натрия требуется молярное соотношение реагентов один к одному - один моль представляет собой молекулярную массу в граммах. Сульфат образуется путем объединения двух молей гидроксида натрия с одним молем серной кислоты. После ряда предварительных стадий, ведущих к его образованию, триоксид серы, иногда называемый ангидридом серной кислоты, может реагировать с водой с образованием серной кислоты SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 .
Гидроксид натрия готовят электролитически, в упрощенном уравнении записывается 2 NaCl + 2 H 2 O → 2 NaOH + Cl 2 ↑ + H 2 ↑. Реакция, приводящая к образованию сульфата кислоты, представляет собой NaOH + H 2 SO 4 → NaHSO 4 + H 2 O. Это соединение является как солью, так и кислотой, и может реагировать с дополнительным гидроксидом натрия следующим образом: NaHSO 4 + NaOH → Na 2 SO 4 + H 2 O.
Реакция серной кислоты и гидроксида натрия с образованием соли называется «кислотно-щелочной» реакцией - достижение pH, равного 7,0, подобно чистой воде, в диапазоне от 0 до 14 - называется «нейтрализацией». Образование бисульфата представляет собой неполную или частичную нейтрализацию. Хотя NaHSO 4 не такой кислый, как непрореагировавшая серная кислота, один молярный (1,0 м) водный раствор кислой соли имеет pH менее 1,0. По этой причине бисульфат натрия иногда выбирают для снижения pH. Бисульфат натрия также полезен для отделки металлов, очистки и травления.
Нейтральный сульфат натрия продается коммерчески как декагидрат (что означает «десять вод») глауберова соль (Na 2 SO 4 · 10H 2 O). Сульфат натрия также можно приобрести без воды в виде «безводной» соли. Это используется прежде всего в порошковых моющих средствах для стирки и в производстве текстиля; он также находит применение в бумажной промышленности. Не считается желательным, сульфат натрия является побочным продуктом при производстве вискозы. Хуже того, известно, что он атакует бетон и раствор, создавая риск для новых, а также для существующих конструкций.
Следует соблюдать осторожность при обращении с серной кислотой и гидроксидом натрия. Реагенты сами по себе опасны, и если они чистые или даже в концентрированном растворе, реакция бурная. Хотя это является результатом сочетания очень опасных химических веществ серной кислоты и гидроксида натрия, сульфат натрия не считается опасными отходами.