Kakšna je povezava med natrijevim karbonatom in žveplovo kislino?

Natrijev karbonat in žveplova kislina – pomembni kemikaliji posamezno in v kombinaciji – sta na nasprotnih straneh pH lestvice; natrijev karbonat (Na2CO3) je dokaj bazična sol, medtem ko je žveplova kislina (H2SO4) ena najmočnejših mineralnih kislin. Natančen pregled njegove kemične strukture razkrije, da se natrijev karbonat lahko proizvede iz natrijevega hidroksida (NaOH) in ogljikove kisline (H2CO3); sol tako šibke kisline s tako močno bazo ni nevtralna, ampak bazična. Enačba za to je 2 NaOH + H2CO3 → Na2CO3 + 2 H2O. Če je izpostavljen zraku, natrijev hidroksid zelo počasi absorbira ogljikov dioksid (CO2) iz ozračja, pri čemer upošteva razmerje 2 NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O. Kakorkoli že, reakcija med natrijevim karbonatom in žveplovo kislino je Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2, kjer je Na2SO4 kemična formula za natrijev sulfat.

Natrijev karbonat nosi zgodovinsko gospodinjsko ime “pralna soda”, saj zaradi svojih alkalnih ali bazičnih lastnosti izboljšuje delovanje detergentov za pranje perila. Drugo ime zanj je soda soda, saj je bil njen zgodnji primarni vir iz pepela dreves, morskih alg in drugih organskih snovi. Njegova najpomembnejša uporaba danes – kar predstavlja skoraj polovico celotne proizvodnje – je proizvodnja stekla. Skoraj 30 % njegove uporabe pa je za proizvodnjo kemikalij. Natrijev karbonat in žveplova kislina se v laboratoriju uporabljata kot standarda, glede na katerega se lahko ovrednotijo ​​druge snovi.

Žveplova kislina je med najpomembnejšimi industrijskimi kemikalijami po vsem svetu, zlasti v Aziji in Združenih državah Amerike, in je še posebej kritična za proizvodnjo fosfatnih gnojil. Rayon – prvotno nadomestek svile – pri svoji proizvodnji uporablja žveplovo kislino. Natrijev sulfat, glavni stranski produkt v proizvodnji rajona, na splošno ne nastane pri združevanju natrijevega karbonata in žveplove kisline. Namesto tega nastane, ko se za nevtralizacijo “izrabljene” kisline uporabi natrijev hidroksid (NaOH) – tako imenovana kavstična soda. Kislina se uporablja tudi v avtomobilskih baterijah, v proizvodnji jekla in pri proizvodnji eksplozivov.

Molekule vode se povežejo s preprosto molekulo Na2SO4 in tvorijo produkte hidracije, vključno s heptahidratom, ki škoduje zgradbam (Na2SO4·7H2O). Poškodbe nastanejo, ker lahko topne soli potujejo v pore in izvajajo stresni pritisk; na srečo se še en hidrat – glauberjeva sol (Na2SO4·10H2O), dekahidrat – ocenjuje za pozitivno uporabo pri latentnem skladiščenju toplote v sistemih za ogrevanje in hlajenje. Industrija celuloze uporablja natrijev sulfat v postopku Kraft za izdelavo papirja. V medicini se sol uporablja kot katarzično, diuretik in odvajalo.