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Le carbonate de sodium est un composé basique, ce qui signifie qu'il libère des ions hydroxyde (OH-) lorsqu'il est dissous dans l'eau. L'acide chlorhydrique, quant à lui, est acide, ce qui signifie qu'il libère des protons (H +) lorsqu'il est dissous dans de l'eau. Lorsqu'ils sont combinés dans une solution aqueuse, ils interagissent dans une réaction acide-base. Les chimistes qualifient ce processus de neutralisation et l'utilisent pour déterminer la quantité d'acide ou de base dans une variété d'échantillons.
Carbonate de sodium
Le carbonate de sodium est un composé ionique hydrosoluble représenté par la formule Na 2 CO 3. Les chimistes le classifient comme ionique, car il contient des ions métalliques positifs (ion sodium, Na +) et des ions polyatomiques négatifs (ion carbonate, (CO3) 2-). Dans l'eau, il libère ses ions respectifs dans un processus appelé dissociation. L'ion carbonate est responsable du comportement fondamental du carbonate de sodium, car il génère des ions hydroxyde en extrayant un proton de deux molécules d'eau: (CO3) 2- + 2 H2O -> H2CO3 + 2 OH-.
Acide chlorhydrique
L'acide chlorhydrique (également appelé acide muriatique) est un acide fort dont la formule chimique est HCl. La désignation acide fort résulte de la dissociation complète de HCl en protons (H +, l'espèce responsable du comportement acide) et en ions chlorure (Cl-) en présence d'eau.
Chimie de la réaction acide-base
Lorsque les acides et les bases se combinent, ils produisent un sel (un composé ionique) et de l'eau. Dans le cas du carbonate de sodium et de l'acide chlorhydrique, le sel produit est du chlorure de sodium et l'eau résulte de la décomposition de l'acide carbonique (H2CO3). Cela peut être représenté par un processus en deux phases. La première est la réaction: 2 HCl + Na2CO3 -> 2 NaCl + H2CO3. La seconde est la décomposition de l'acide carbonique en eau et en dioxyde de carbone: H2CO3 -> H2O + CO2. La réaction globale peut donc être représentée par: 2 HCl + Na 2 CO 3 -> 2 NaCl + H 2 O + CO 2.
Titrage
Le titrage est une technique analytique dans laquelle la concentration d'une substance (la quantité de substance par millilitre de solution) est déterminée. Généralement, il s'agit d'une réaction chimique dans laquelle le titrant (une solution dont la concentration est connue avec précision) est placé dans un cylindre en verre appelé burette, utilisé pour déterminer les volumes de liquides avec une grande précision. L'analyte (la substance en cours d'analyse) est généralement placé dans un ballon ou un bécher sous la burette. Le réactif est ensuite ajouté à l'analyte jusqu'à la fin de la réaction. Pour déterminer le moment où la réaction est terminée, il faut normalement ajouter un indicateur à l'analyte. L'indicateur est un composé qui change de couleur lorsqu'une petite quantité de titrant n'ayant pas réagi est présente dans le flacon.
Les applications
La quantité de carbonate de sodium dans un échantillon peut être déterminée par titration avec de l'acide chlorhydrique en utilisant le vert de bromocrésol comme indicateur. Cet indicateur passe du bleu au vert lorsque le flacon de réaction contient un léger excès d’acide chlorhydrique. Une variante de cette technique est utilisée pour déterminer la quantité d'ion carbonate dans des échantillons d'eau de rivières, de lacs, de cours d'eau, de piscines et de réservoirs municipaux.