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Se você já misturou vinagre (que contém ácido etanoico) e bicarbonato de sódio, que é uma base, então você já viu uma reação de neutralização ácido-base. Assim como o bicarbonato e o vinagre, quando o ácido sulfúrico é misturado com uma base, os dois se neutralizarão. Esse tipo de reação é quimicamente chamada de neutralização.
Características
Os químicos definem ácidos e bases em três modos diferentes, mas a definição mais útil e conhecida descreve um ácido como uma substância que libera íons de hidrogênio, enquanto a base os recebe. os ácidos fortes são melhores para doação de íons e o ácido sulfúrico é, definitivamente, um ácido forte. Então, quando colocado na água, ele fica na forma quase que completamente desprotonada — na prática, todas as moléculas de ácido doaram seus dois íons de hidrogênio. Os íons doados são captados pelas moléculas de água, que, quando carregadas, se tornam moléculas de hidrônio. A fórmula de um íon de hidrônio é H30+.
Reação
Quando a base ou solução alcalina é adicionada ao ácido sulfúrico, ambos reagem e se neutralizam. A base retira íons hidrogênios das moléculas de água carregadas, liberando uma alta concentração de íons de hidróxido. Estes, junto ao hidrônio, reagem para formar mais moléculas de água e sal (o produto de uma reação ácido-base). Pelo fato do ácido sulfúrico ser forte, uma das duas coisas pode acontecer. Se a base também for forte, como o hidróxido de potássio, o sal resultante (o sulfato de potássio, por exemplo) será neutro. Em outras palavras, nem ácido nem básico. Por outro lado, se a base for fraca, como a amônia, o sal resultante será acídico, que age como um ácido fraco (e.g., sulfato de amônio). É importante ressaltar que, já que o sal possui dois íons hidrogênio que podem ser doados, uma molécula de ácido sulfúrico pode neutralizar duas moléculas de uma base como o hidróxido de sódio.
Ácido sulfúrico e bicarbonato de sódio
Já que o bicarbonato de sódio é frequentemente usado para neutralizar derramamentos de ácidos de pilhas e baterias ou em laboratórios, a reação do ácido sulfúrico com o bicarbonato é um exemplo comum que traz um pequeno contratempo. Quando o bicarbonato entra em contato com a solução de ácido sulfúrico, ele aceita os íons de hidrogênio para se transformar em ácido carbônico, que pode se decompor para liberar água e dióxido de carbono. Contudo, conforme o ácido sulfúrico e o bicarbonato reagem, a concentração de ácido carbônico se acumula rapidamente, favorecendo então a formação de gás carbônico. Uma massa fervente de bolhas se forma, conforme o dióxido de carbono escapa da solução. Essa reação é uma ilustração simples do princípio de Le Chatellier — quando mudanças de concentrações alteram um equilíbrio dinâmico, o sistema reage de modo a restaurar tal equilíbrio.
Outros exemplos
A reação entre o ácido sulfúrico e o carbonato de cálcio é, de certa forma, similar à reação com o bicarbonato — o dióxido de carbono sai na forma de bolhas, e o sal gerado é o sulfato de cálcio. A reação do ácido sulfúrico com uma base forte, como o hidróxido de sódio, produzirá sulfato de sódio, enquanto o ácido sulfúrico reagido com o óxido de cobre formará o composto azul chamado sulfato de cobre (II). O ácido sulfúrico é tão forte que pode até mesmo ser usado para colocar um íon de hidrogênio no ácido nítrico, formando o íon nitrônio. Essa reação é usada na produção de um dos explosivos mais famosos do mundo: o Trinitrotolueno ou TNT.