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Si vous avez mélangé du vinaigre (contenant de l'acide éthanoïque) et du bicarbonate de sodium, qui est une base, vous avez déjà assisté à une réaction de neutralisation acide-base. Comme le bicarbonate de soude et le vinaigre, lorsque l'acide sulfurique est mélangé à une base, les deux se neutralisent. Ce type de réaction est appelé chimiquement neutralisation.
Caractéristiques
Les chimistes définissent les acides et les bases de trois manières différentes, mais la définition la plus utile et la plus connue décrit un acide en tant que substance qui libère des ions hydrogène pendant que la base les reçoit. les acides forts sont meilleurs pour donner des ions, et l'acide sulfurique est certainement un acide fort. Ainsi, lorsqu'il est mis à l'eau, il se trouve sous une forme presque totalement déprotonée - en pratique, toutes les molécules d'acide ont donné leurs deux ions hydrogène. Les ions donnés sont capturés par les molécules d'eau qui, lorsqu'elles sont chargées, deviennent des molécules d'hydronium. La formule pour un ion hydronium est H30 +.
Réaction
Lorsque la solution basique ou alcaline est ajoutée à l'acide sulfurique, les deux réagissent et se neutralisent. La base élimine les atomes d'hydrogène des molécules d'eau chargées, libérant une concentration élevée d'ions hydroxydes. Celles-ci, à côté de l'hydronium, réagissent pour former plus de molécules d'eau et de sel (le produit d'une réaction acide-base). Parce que l'acide sulfurique est fort, l'une des deux choses peut arriver. Si la base est également forte, telle que l'hydroxyde de potassium, le sel résultant (sulfate de potassium, par exemple) sera neutre.En d'autres termes, ni acide ni basique. D'autre part, si la base est faible, telle que l'ammoniac, le sel résultant sera acide, ce qui agira comme un acide faible (par exemple, le sulfate d'ammonium). Il est important de noter que puisque le sel a deux ions hydrogène qui peuvent être donnés, une molécule d'acide sulfurique peut neutraliser deux molécules d'une base telle que l'hydroxyde de sodium.
Acide sulfurique et bicarbonate de sodium
Étant donné que le bicarbonate de sodium est souvent utilisé pour neutraliser les déversements d’acide provenant de batteries et en laboratoire, la réaction de l’acide sulfurique avec du bicarbonate est un exemple courant qui entraîne un léger recul. Lorsque le bicarbonate entre en contact avec la solution d'acide sulfurique, il accepte que les ions hydrogène se transforment en acide carbonique, lequel peut se décomposer pour libérer de l'eau et du dioxyde de carbone. Cependant, lorsque l'acide sulfurique et le bicarbonate réagissent, la concentration en acide carbonique s'accumule rapidement, ce qui favorise la formation de dioxyde de carbone. Une masse de bulles bouillante se forme lorsque le dioxyde de carbone s'échappe de la solution. Cette réaction est une illustration simple du principe de Le Chatellier: lorsque des changements de concentration modifient un équilibre dynamique, le système réagit pour rétablir un tel équilibre.
Autres exemples
La réaction entre l'acide sulfurique et le carbonate de calcium est quelque peu similaire à la réaction avec le bicarbonate: le dioxyde de carbone se présente sous forme de bulles et le sel généré est du sulfate de calcium. La réaction de l'acide sulfurique avec une base forte, telle que l'hydroxyde de sodium, produira du sulfate de sodium, tandis que l'acide sulfurique ayant réagi avec de l'oxyde de cuivre formera le composé bleu appelé sulfate de cuivre (II). L'acide sulfurique est si puissant qu'il peut même être utilisé pour placer un ion hydrogène dans l'acide nitrique, formant ainsi l'ion nitronium. Cette réaction est utilisée dans la production d'un des explosifs les plus célèbres au monde: le trinitrotoluène ou TNT.