Le carbonate de sodium et l’acide sulfurique – des produits chimiques importants individuellement et en combinaison – se trouvent sur des côtés opposés de l’échelle de pH; le carbonate de sodium (Na2CO3) est un sel assez basique, tandis que l’acide sulfurique (H2SO4) est l’un des acides minéraux les plus forts. Un examen attentif de sa structure chimique révèle que le carbonate de sodium peut être produit à partir d’hydroxyde de sodium (NaOH), plus d’acide carbonique (H2CO3) ; le sel d’un acide aussi faible avec une base aussi forte n’est pas neutre, mais basique. L’équation pour cela est 2 NaOH + H2CO3 → Na2CO3 + 2 H2O. Alternativement, s’il est laissé exposé à l’air, l’hydroxyde de sodium absorbe très lentement le dioxyde de carbone (CO2) de l’atmosphère, obéissant à la relation 2 NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O. Dans tous les cas, la réaction entre le carbonate de sodium et l’acide sulfurique est Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2, où Na2SO4 est la formule chimique du sulfate de sodium.
Le carbonate de sodium porte le nom historique de lessive de soude, car en raison de ses propriétés alcalines, ou basiques, il améliore le fonctionnement des détergents à lessive. Un autre nom pour cela est le carbonate de sodium, car l’une des premières sources primaires de celui-ci provenait des cendres d’arbres, d’algues et d’autres matières organiques. Son utilisation la plus importante aujourd’hui – représentant près de la moitié de sa production totale – est la fabrication du verre. Près de 30 % de son utilisation est cependant destinée à la production de produits chimiques. Le carbonate de sodium et l’acide sulfurique sont utilisés en laboratoire comme étalons par rapport auxquels d’autres substances peuvent être évaluées.
L’acide sulfurique est l’un des produits chimiques industriels les plus importants dans le monde, en particulier en Asie et aux États-Unis, et est particulièrement critique pour la production d’engrais phosphatés. La rayonne – à l’origine un substitut de soie – utilise de l’acide sulfurique dans sa fabrication. Le sulfate de sodium, un sous-produit majeur de la fabrication de rayonne, ne résulte généralement pas de la combinaison de carbonate de sodium et d’acide sulfurique. Cela se produit plutôt lorsque l’hydroxyde de sodium (NaOH) – la soi-disant soude caustique – est utilisé pour neutraliser l’acide usé. L’acide est également utilisé dans les batteries automobiles, dans la fabrication de l’acier et dans la production d’explosifs.
Les molécules d’eau s’associent à la simple molécule de Na2SO4 pour former des produits d’hydratation, y compris l’heptahydrate nuisible à la construction (Na2SO4·7H2O). Les dommages se produisent parce que les sels solubles peuvent pénétrer dans les pores et exercer une pression stressante; Heureusement, un autre hydrate – le sel de Glauber (Na2SO4·10H2O), le décahydrate – est en cours d’évaluation pour une utilisation positive dans le stockage de chaleur latente dans les systèmes de chauffage et de refroidissement. L’industrie de la pâte utilise du sulfate de sodium dans le procédé Kraft pour la fabrication du papier. En médecine, le sel est utilisé comme cathartique, diurétique et purgatif.