Kakšna je povezava med natrijevim bikarbonatom in žveplovo kislino?

Natrijev bikarbonat in žveplova kislina sta kislinska sol močne baze in močne kisline. Interakcija med obema snovema se kategorično imenuje “reakcija nevtralizacije”. Teoretično bo z združitvijo dveh molekul natrijevega bikarbonata in ene molekule žveplove kisline nastala ena molekula natrijevega sulfata in dve molekuli ogljikove kisline. Pravzaprav pa je ogljikova kislina v tem okolju nestabilna in tako ne ostane v raztopini, ampak se hitro disociira v vodo in plin ogljikov dioksid, slednji pa uide v ozračje. Na splošno je reakcija zapisana 2 NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2 H2O + 2 CO2↑.

Žveplova kislina je med najmočnejšimi anorganskimi ali “mineralnimi” kislinami. Za razliko od mnogih drugih močnih kislin, kot sta dušikova (HNO3) in klorovodikova (HCl) kislina, vsebuje žveplova kislina v svoji strukturi dva vodikova atoma. V raztopini so ti v obliki vodikovih ionov. Ko se oba vodikova iona zamenjata ali nevtralizirata, je nastali produkt polna sol, kot je na primer kalijev sulfat (K2SO4). Če pa se po drugi strani zamenja le en vodikov ion, je produkt pol-sol, občasno imenovana kislinska sol – v tem primeru kalijev hidrogen sulfat (KHSO4), morda bolj znan kot kalijev bisulfat.

Zdaj bo jasno, da je natrijev bikarbonat ravno takšna kislinska sol ali pol-sol in je posledica nevtralizacije le enega razpoložljivega vodikovega iona, ki ga najdemo v njegovi matični kislini, ogljikove kisline (H2CO3). Ta kislina je podvržena reakciji delne nevtralizacije NaOH + H2CO3 → NaHCO3 + H2O in ne 2 NaOH + H2CO3 → Na2CO3 + 2 H2O, pri čemer slednja predstavlja popolno nevtralizacijo. Povezava med natrijevim bikarbonatom in žveplovo kislino je torej delna nevtralizacija kislinske soli močne baze z močno kislino. Druga možnost je delna nevtralizacija, ne žveplove kisline, ampak natrijevega bikarbonata, da se proizvede natrijev bisulfat po reakcijski enačbi NaHCO3 + H2SO4 → NaHSO4 + H2O + CO2↑.

Dve spojini, natrijev bikarbonat in žveplova kislina, sta industrijsko velikega pomena. Žveplova kislina se komercialno uporablja pri proizvodnji gnojil, v jeklu, v svinčenih baterijah in za rafiniranje nafte. Natrijev bikarbonat je na splošno varen za rokovanje in je uporaben pri reševanju razlitja kisline, zlasti žveplove kisline. Pomemben je tudi pri pripravi hrane, pri gašenju nekaterih manjših požarov ter v higieni in medicini. Produkt popolne nevtralizacije med natrijevim bikarbonatom in žveplovo kislino, natrijev sulfat, je obilen stranski produkt nekaterih drugih industrijskih procesov.