Il carbonato di sodio e l’acido solforico – sostanze chimiche importanti singolarmente e in combinazione – si trovano sui lati opposti della scala del pH; il carbonato di sodio (Na2CO3) è un sale abbastanza basico, mentre l’acido solforico (H2SO4) è uno degli acidi minerali più forti. Un’attenta considerazione della sua struttura chimica rivela che il carbonato di sodio può essere prodotto da idrossido di sodio (NaOH), più acido carbonico (H2CO3); il sale di un acido così debole con una base così forte non è neutro, ma basico. L’equazione per questo è 2 NaOH + H2CO3 → Na2CO3 + 2 H2O. In alternativa, se lasciato esposto all’aria, l’idrossido di sodio assorbe molto lentamente l’anidride carbonica (CO2) dall’atmosfera, obbedendo alla relazione 2 NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O. In entrambi i casi, la reazione tra carbonato di sodio e acido solforico è Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2, dove Na2SO4 è la formula chimica del solfato di sodio.
Il carbonato di sodio porta lo storico nome familiare di “washing soda”, poiché grazie alle sue proprietà alcaline, o basiche, migliora il funzionamento dei detersivi per il bucato. Un altro nome è carbonato di sodio, poiché una delle prime fonti primarie proveniva dalle ceneri di alberi, alghe e altro materiale organico. Il suo uso più importante oggi – che rappresenta quasi la metà del suo livello di produzione totale – è nella fabbricazione del vetro. Quasi il 30% del suo utilizzo, tuttavia, è per la produzione di prodotti chimici. Il carbonato di sodio e l’acido solforico vengono utilizzati in laboratorio come standard rispetto ai quali possono essere valutate altre sostanze.
L’acido solforico è tra i più importanti prodotti chimici industriali in tutto il mondo, in particolare in Asia e negli Stati Uniti, ed è particolarmente critico per la produzione di fertilizzanti fosfatici. Il rayon, originariamente un sostituto della seta, utilizza l’acido solforico nella sua fabbricazione. Il solfato di sodio, un importante sottoprodotto nella produzione di rayon, non deriva generalmente dalla combinazione di carbonato di sodio e acido solforico. Piuttosto, risulta quando l’idrossido di sodio (NaOH) – la cosiddetta soda caustica – viene utilizzato per neutralizzare l’acido “esaurito”. L’acido viene utilizzato anche nelle batterie per autoveicoli, nella produzione di acciaio e nella produzione di esplosivi.
Le molecole d’acqua si associano alla semplice molecola Na2SO4 per formare prodotti di idratazione, incluso l’eptaidrato dannoso per l’edificio (Na2SO4·7H2O). Il danno si verifica perché i sali solubili possono viaggiare nei pori ed esercitare una pressione stressante; per fortuna, si sta valutando un altro idrato, il sale di Glauber (Na2SO4·10H2O), il decaidrato, per un uso positivo nell’accumulo di calore latente nei sistemi di riscaldamento e raffreddamento. L’industria della pasta di cellulosa utilizza il solfato di sodio nel processo Kraft per la fabbricazione della carta. In medicina, il sale è usato come catartico, diuretico e purgante.