Le bicarbonate de sodium et l’acide sulfurique sont respectivement le sel acide d’une base forte et d’un acide fort. L’interaction entre les deux substances est catégoriquement appelée réaction de neutralisation. Théoriquement, la combinaison de deux molécules de bicarbonate de sodium et d’une molécule d’acide sulfurique produira une molécule de sulfate de sodium et deux molécules d’acide carbonique. En réalité, cependant, l’acide carbonique dans cet environnement est instable et ne reste donc pas en solution, mais se dissocie rapidement en eau et en dioxyde de carbone gazeux, ce dernier s’échappant dans l’atmosphère. Globalement, la réaction s’écrit 2 NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2 H2O + 2 CO2↑.
L’acide sulfurique est parmi les plus forts des acides inorganiques ou minéraux. Contrairement à de nombreux autres acides forts, tels que les acides nitrique (HNO3) et chlorhydrique (HCl), l’acide sulfurique contient dans sa structure deux atomes d’hydrogène. En solution, ceux-ci prennent la forme d’ions hydrogène. Lorsque les deux ions hydrogène sont remplacés ou neutralisés, le produit résultant est un sel complet, comme par exemple le sulfate de potassium (K2SO4). Si, par contre, un seul ion hydrogène est remplacé, le produit est un demi-sel, parfois appelé sel acide – dans ce cas, l’hydrogénosulfate de potassium (KHSO4), peut-être mieux connu sous le nom de bisulfate de potassium.
Il sera maintenant clair que le bicarbonate de sodium est juste un tel sel acide ou demi-sel, et résulte de la neutralisation d’un seul ion hydrogène disponible trouvé dans son parent, l’acide carbonique (H2CO3). Cet acide subit la réaction de neutralisation partielle NaOH + H2CO3 → NaHCO3 + H2O, plutôt que 2 NaOH + H2CO3 → Na2CO3 + 2 H2O, cette dernière représentant une neutralisation complète. Le lien entre le bicarbonate de sodium et l’acide sulfurique est donc celui d’une neutralisation partielle d’un acide-sel d’une base forte par un acide fort. Une autre possibilité est la neutralisation partielle, non pas de l’acide sulfurique, mais du bicarbonate de sodium, pour produire du bisulfate de sodium via l’équation réactionnelle NaHCO3 + H2SO4 → NaHSO4 + H2O + CO2↑.
Les deux composés, le bicarbonate de sodium et l’acide sulfurique, ont une importance industrielle majeure. L’acide sulfurique est utilisé commercialement dans la fabrication d’engrais, dans l’acier, dans les batteries plomb-acide et pour le raffinage du pétrole. Le bicarbonate de sodium est généralement sans danger à manipuler et est utile pour traiter les déversements d’acide, en particulier les déversements d’acide sulfurique. Il est également important dans la préparation des aliments, dans la gestion de certains petits incendies, et dans l’hygiène et la médecine. Le produit de neutralisation complète entre le bicarbonate de sodium et l’acide sulfurique, le sulfate de sodium, est un sous-produit abondant de certains autres procédés industriels.