Vad är sambandet mellan natriumbikarbonat och svavelsyra?

Natriumbikarbonat och svavelsyra är syrasaltet av en stark bas respektive en stark syra. Interaktionen mellan de två ämnena kallas kategoriskt en ”neutraliseringsreaktion”. Teoretiskt kommer att kombinera två molekyler natriumbikarbonat och en molekyl svavelsyra att producera en molekyl natriumsulfat och två molekyler kolsyra. I själva verket är kolsyran i den miljön instabil och förblir därför inte i lösning, utan dissocierar snabbt till vatten och koldioxidgas, varvid den senare flyr ut i atmosfären. Sammantaget skrivs reaktionen 2 NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2 H2O + 2 CO2↑.

Svavelsyra är bland de starkaste av de oorganiska eller ”mineraliska” syrorna. Till skillnad från många andra starka syror, såsom salpeter (HNO3) och saltsyra (HCl) syror, innehåller svavelsyra i sin struktur två väteatomer. I lösning tar dessa formen av vätejoner. När båda vätejonerna ersätts eller neutraliseras, är den resulterande produkten ett fullt salt, som till exempel kaliumsulfat (K2SO4). Om å andra sidan bara en vätejon byts ut är produkten ett halvsalt, ibland kallat ett syrasalt – i det här fallet kaliumvätesulfat (KHSO4), kanske mer känt som kaliumbisulfat.

Det kommer nu att stå klart att natriumbikarbonat är just ett sådant syrasalt eller halvsalt, och är resultatet av neutraliseringen av endast en tillgänglig vätejon som finns i dess moder, kolsyra (H2CO3). Denna syra genomgår den partiella neutraliseringsreaktionen NaOH + H2CO3 → NaHCO3 + H2O, snarare än 2 NaOH + H2CO3 → Na2CO3 + 2 H2O, den senare representerar fullständig neutralisering. Kopplingen mellan natriumbikarbonat och svavelsyra är således en av partiell neutralisering av ett syrasalt av en stark bas med en stark syra. En annan möjlighet är partiell neutralisering, inte av svavelsyra, utan av natriumbikarbonat, för att producera natriumbisulfat via reaktionsekvationen NaHCO3 + H2SO4 → NaHSO4 + H2O + CO2↑.

De två föreningarna, natriumbikarbonat och svavelsyra, är industriellt av stor betydelse. Svavelsyra används kommersiellt vid tillverkning av konstgödsel, i stål, i blybatterier och för petroleumraffinering. Natriumbikarbonat är i allmänhet säkert att hantera och är användbart vid hantering av syraspill, särskilt svavelsyraspill. Det är också av betydelse vid matlagning, vid hantering av vissa mindre bränder samt vid hygien och medicin. Den fullständiga neutraliseringsprodukten mellan natriumbikarbonat och svavelsyra, natriumsulfat, är en riklig biprodukt av vissa andra industriella processer.