¿Cuál es la conexión entre el ácido sulfúrico y el hidróxido de sodio?
El ácido sulfúrico es tanto un ácido fuerte como un poderoso deshidratador. Está hecho de un derivado del elemento azufre, su trióxido, SO 3 . El hidróxido de sodio también puede estar hecho de su óxido, Na 2 O, del metal mismo, o mediante una serie de otros procesos, incluida la electrólisis. El sodio metálico es el más común de los metales alcalinos, y su hidróxido es una base fuerte. La combinación de ácido sulfúrico e hidróxido de sodio puede dar como resultado cualquiera de los dos compuestos, sulfato de ácido de sodio, también llamado bisulfato de sodio (NaHSO 4 ), o sulfato de sodio (Na 2 SO 4 ).
La preparación de bisulfato a partir de ácido sulfúrico e hidróxido de sodio requiere una relación molar uno a uno de reactivos: un mol es el peso molecular, en gramos. El sulfato se forma combinando dos moles de hidróxido de sodio con solo un mol de ácido sulfúrico. Después de una serie de pasos preliminares que conducen a su formación, el trióxido de azufre, a veces llamado anhídrido de ácido sulfúrico, puede reaccionar con agua para formar ácido sulfúrico SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 .
El hidróxido de sodio se prepara electrolíticamente, la ecuación simplificada se escribe 2 NaCl + 2 H 2 O → 2 NaOH + Cl 2 ↑ + H 2 ↑. La reacción que conduce a la formación del sulfato ácido es NaOH + H 2 SO 4 → NaHSO 4 + H 2 O. Este compuesto es tanto una sal como un ácido, y se puede hacer reaccionar con hidróxido de sodio adicional de la siguiente manera: NaHSO 4 + NaOH → Na 2 SO 4 + H 2 O.
La reacción del ácido sulfúrico y el hidróxido de sodio para formar una sal se denomina reacción "ácido-base", que alcanza un pH de 7.0, similar al agua pura, en un rango de posibilidades de 0 a 14, se denomina "neutralización". La formación del bisulfato representa una neutralización incompleta o parcial. Aunque el NaHSO 4 no es tan ácido como lo es el ácido sulfúrico sin reaccionar, una solución acuosa de un molar (1,0 m) de la sal ácida tiene un pH inferior a 1,0. Por esta razón, el bisulfato de sodio a veces se elige para aplicaciones de reducción del pH. El bisulfato de sodio también es útil en el acabado de metales, en la limpieza y como agente de decapado.
El sulfato de sodio neutro se vende comercialmente como la sal de Glauber decahidratada (que significa "diez aguas") (Na2SO4 · 10H2O). El sulfato de sodio también se puede comprar, sin agua, como la sal "anhidra". Se utiliza sobre todo en detergentes en polvo para ropa y en la fabricación de textiles; también encuentra un uso decreciente en la industria del papel. No se considera deseable, el sulfato de sodio es un subproducto en la fabricación de rayón. Peor aún, se sabe que ataca el concreto y el mortero, lo que representa un riesgo para las estructuras nuevas y existentes.
Se debe tener precaución al manipular ácido sulfúrico e hidróxido de sodio. Los reactivos son peligrosos en sí mismos, y si son puros, o incluso en solución concentrada, la reacción es violenta. Aunque resulta de la combinación de los químicos muy peligrosos ácido sulfúrico e hidróxido de sodio, el sulfato de sodio no se considera un desecho peligroso.