العلاقة بين بيكربونات الصوديوم وحمض الكبريتيك

بيكربونات الصوديوم وحمض الكبريتيك هي، على التوالي، حمض مالح من قاعدة قوية وحمض قوي. ويسمى التفاعل بين المادتين بشكل قاطع “رد فعل التعادل”.

من الناحية النظرية، الجمع بين جزيئين من بيكربونات الصوديوم وجزيء واحد من حامض الكبريتيك تنتج جزيء واحد من كبريتات الصوديوم وجزيئين من حمض الكربونيك. مع ذلك في الواقع، فإن حمض الكربونيك في تلك البيئة غير مستقر، وهكذا لا تبقى في حل، ولكن بسرعة ينفصل في الماء وغاز ثاني أكسيد الكربون، وهذا الأخير يهرب إلى الغلاف الجوي. وعموما، يتم كتابة التفاعل2 NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2 H2O + 2 CO2↑.

حمض الكبريتيك هو من بين أقوى الأحماض غير العضوية أو “المعدنية”. على عكس العديد من الأحماض القوية الأخرى، مثل حمض النيتريك (HNO3) والأحماض الهيدروكلورية (HCI)، ويحتوي حامض الكبريتيك ضمن هيكله ذرات الهيدروجين.

في الحل، هذه تأخذ شكل أيونات الهيدروجين. عندما يتم استبدال أيونات الهيدروجين أو تحييدها، المنتج الناتج هو الملح الكامل، على سبيل المثال، كبريتات البوتاسيوم (K2SO4). إذاً من ناحية أخرى، يتم استبدال واحد فقط أيون الهيدروجين، والمنتج هو نصف الملح، وتسمى أحيانا ملح حامض – في هذه الحالة كبريتات الهيدروجين البوتاسيوم (KHSO4)، وربما يعرف باسم كبريتات البوتاسيوم.

سيكون من الواضح الآن أن بيكربونات الصوديوم هو مجرد ملح ملح أو نصف ملح، والنتائج من تحييد واحد فقط أيون الهيدروجين المتاحة وجدت في الأم، وحامض الكربونيك (H2CO3). هذا حامض يخضع للتحييد الجزئي رد فعل هيدروكسيد الصوديوم + H2CO3 → NaHCO3 + H2O، بدلا من 2 هيدروكسيد الصوديوم + H2CO3 → Na2CO3 + 2 H2O، وهذا الأخير يمثل تحييد الكامل.

وبالتالي فإن العلاقة بين بيكربونات الصوديوم وحمض الكبريتيك هي واحدة من تحييد جزئي من الملح الحمضي من قاعدة قوية من قبل حمض قوي. وثمة احتمال آخر هو التحييد الجزئي، وليس من حامض الكبريتيك، ولكن من بيكربونات الصوديوم، لإنتاج ثنائي كبريتات الصوديوم عن طريق معادلات التفاعل NaHCO3 + H2SO4 → NaHSO4 + H2O + CO2 ↑.

المركبين، بيكربونات الصوديوم وحمض الكبريتيك، ذات أهمية كبرى صناعياً. ويستخدم حمض الكبريتيك تجارياً في تصنيع الأسمدة، وفي الصلب، وفي بطاريات الرصاص الحمضية، وتكرير النفط. بيكربونات الصوديوم عموما آمنة للتعامل، ومفيد في التعامل مع تسرب النفط، وخاصة تسرب حمض الكبريتيك.

كما أنه من المهم في إعداد الطعام، في التعامل مع بعض الحرائق الصغيرة، وفي النظافة والطب. المنتج المحايد الكامل بين بيكربونات الصوديوم وحمض الكبريتيك، كبريتات الصوديوم، هو منتج ثانوي وفيرة من بعض العمليات الصناعية الأخرى.