Was ist der Zusammenhang zwischen Natriumcarbonat und Schwefelsäure?

Natriumcarbonat und Schwefelsäure – wichtige Chemikalien einzeln und in Kombination – befinden sich auf entgegengesetzten Seiten der pH-Skala; Natriumcarbonat (Na2CO3) ist ein ziemlich basisches Salz, während Schwefelsäure (H2SO4) eine der stärksten Mineralsäuren ist. Eine genaue Betrachtung seiner chemischen Struktur zeigt, dass Natriumcarbonat aus Natriumhydroxid (NaOH) plus Kohlensäure (H2CO3) hergestellt werden kann; das Salz einer so schwachen Säure mit einer so starken Base ist nicht neutral, sondern basisch. Die Gleichung dafür lautet 2 NaOH + H2CO3 → Na2CO3 + 2 H2O. Alternativ absorbiert Natriumhydroxid, wenn es der Luft ausgesetzt ist, sehr langsam Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre und folgt der Beziehung 2 NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O. So oder so, die Reaktion zwischen Natriumcarbonat und Schwefelsäure ist Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2, wobei Na2SO4 die chemische Formel für Natriumsulfat ist.

Natriumcarbonat trägt den historischen Namen „Waschsoda“, da es aufgrund seiner alkalischen oder basischen Eigenschaften die Funktion von Waschmitteln verbessert. Ein anderer Name dafür ist Sodaasche, da eine frühe Hauptquelle davon aus der Asche von Bäumen, Algen und anderem organischen Material stammte. Seine wichtigste Verwendung heute, die fast die Hälfte der Gesamtproduktion ausmacht, ist die Herstellung von Glas. Nahezu 30 % des Verbrauchs werden jedoch für die Herstellung von Chemikalien verwendet. Natriumcarbonat und Schwefelsäure werden im Labor als Standards verwendet, gegen die andere Substanzen bewertet werden können.

Schwefelsäure gehört weltweit zu den wichtigsten Industriechemikalien, insbesondere in Asien und den USA, und ist besonders wichtig für die Produktion von Phosphatdüngemitteln. Rayon – ursprünglich ein Seidenersatz – verwendet bei seiner Herstellung Schwefelsäure. Natriumsulfat, ein Hauptnebenprodukt bei der Kunstseideherstellung, entsteht im Allgemeinen nicht aus der Kombination von Natriumcarbonat und Schwefelsäure. Es entsteht vielmehr, wenn Natriumhydroxid (NaOH) – die sogenannte Natronlauge – verwendet wird, um „verbrauchte“ Säure zu neutralisieren. Die Säure wird auch in Autobatterien, in der Stahlherstellung und bei der Herstellung von Sprengstoffen verwendet.

Wassermoleküle assoziieren mit dem einfachen Na2SO4-Molekül, um Hydratationsprodukte zu bilden, einschließlich des gebäudeschädigenden Heptahydrats (Na2SO4·7H2O). Schäden treten auf, weil lösliche Salze in die Poren eindringen und Stress ausüben können; glücklicherweise wird ein weiteres Hydrat – Glaubersalz (Na2SO4·10H2O), das Decahydrat – auf einen positiven Einsatz als Latentwärmespeicher in Heiz- und Kühlsystemen evaluiert. Die Zellstoffindustrie verwendet Natriumsulfat im Kraft-Verfahren zur Papierherstellung. Medizinisch wird das Salz als Kathartikum, Diuretikum und Abführmittel verwendet.