Schwefelsäure ist sowohl eine starke Säure als auch ein starkes Entwässerungsmittel. Es besteht aus einem Derivat des Elements Schwefel, seinem Trioxid SO3. Natriumhydroxid kann ebenfalls aus seinem Oxid Na2O, aus dem Metall selbst oder mit einer Reihe anderer Verfahren, einschließlich der Elektrolyse, hergestellt werden. Metallisches Natrium ist das häufigste Alkalimetall und sein Hydroxid ist eine starke Base. Die Kombination von Schwefelsäure und Natriumhydroxid kann zu einer von zwei Verbindungen führen, Natriumsäuresulfat – auch Natriumbisulfat genannt (NaHSO4) – oder Natriumsulfat (Na2SO4).
Die Herstellung von Bisulfat aus Schwefelsäure und Natriumhydroxid erfordert ein Molverhältnis von eins zu eins der Reaktanten – ein Mol ist das Molekulargewicht in Gramm. Das Sulfat wird gebildet, indem zwei Mol Natriumhydroxid mit nur einem Mol Schwefelsäure kombiniert werden. Nach einer Reihe von Vorstufen zu seiner Bildung kann Schwefeltrioxid, manchmal auch als Schwefelsäureanhydrid bezeichnet, mit Wasser zu Schwefelsäure SO3 + H2O → H2SO4 umgesetzt werden.
Natriumhydroxid wird elektrolytisch hergestellt, die vereinfachte Gleichung lautet 2 NaCl + 2 H2O → 2 NaOH + Cl2↑ + H2↑. Die Reaktion, die zur Bildung des Säuresulfats führt, ist NaOH + H2SO4 → NaHSO4 + H2O. Diese Verbindung ist sowohl ein Salz als auch eine Säure und kann mit zusätzlichem Natriumhydroxid wie folgt umgesetzt werden: NaHSO4 + NaOH → Na2SO4 + H2O.
Die Reaktion von Schwefelsäure und Natriumhydroxid zu einem Salz wird als „Säure-Base“-Reaktion bezeichnet – das Erreichen eines pH-Werts von 7.0, ähnlich wie bei reinem Wasser, in einer Reihe von Möglichkeiten von 0 bis 14 – wird als „Neutralisation“ bezeichnet. Die Bildung des Bisulfats stellt eine unvollständige oder teilweise Neutralisation dar. Obwohl NaHSO4 nicht so sauer ist wie nicht umgesetzte Schwefelsäure, hat eine einmolare (1.0 m) wässrige Lösung des Säuresalzes einen pH-Wert von weniger als 1.0. Aus diesem Grund wird Natriumbisulfat manchmal für pH-senkende Anwendungen gewählt. Natriumbisulfat ist auch bei der Metallveredelung, beim Reinigen und als Beizmittel nützlich.
Neutrales Natriumsulfat wird im Handel als Decahydrat (bedeutet „zehn Wasser“) Glaubersalz (Na2SO4·10H2O) verkauft. Natriumsulfat kann auch – wasserfrei – als „wasserfreies“ Salz bezogen werden. Es wird vor allem in pulverförmigen Waschmitteln und bei der Herstellung von Textilien verwendet; auch in der Papierindustrie findet es immer weniger Verwendung. Natriumsulfat wird nicht als wünschenswert angesehen und ist ein Nebenprodukt bei der Herstellung von Rayon. Schlimmer noch, es ist bekannt, dass es Beton und Mörtel angreift und eine Gefahr für neue sowie bestehende Strukturen darstellt.
Beim Umgang mit Schwefelsäure und Natriumhydroxid ist Vorsicht geboten. Die Reaktanten sind an sich gefährlich, und wenn sie rein oder auch nur in konzentrierter Lösung vorliegen, ist die Reaktion heftig. Obwohl es durch die Kombination der sehr gefährlichen Chemikalien Schwefelsäure und Natriumhydroxid entsteht, gilt Natriumsulfat nicht als gefährlicher Abfall.