Quando il carbonato di sodio (Na2CO3) e il bicarbonato di sodio (NaHCO3) vengono titolati con un acido, come l'acido cloridrico (HCl), subiscono una serie di reazioni che comportano il rilascio di anidride carbonica (CO2). Le reazioni complessive possono essere rappresentate come segue:

1. Carbonato di sodio (Na2CO3):

Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2

In questa reazione, il carbonato di sodio reagisce con l'acido cloridrico per formare cloruro di sodio (NaCl), acqua (H2O) e anidride carbonica. Per ogni mole di carbonato di sodio presente viene rilasciata una mole di anidride carbonica.

2. Bicarbonato di sodio (NaHCO3):

NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2

Il bicarbonato di sodio reagisce con l'acido cloridrico in modo simile, producendo cloruro di sodio, acqua e anidride carbonica. Tuttavia, poiché il bicarbonato di sodio contiene uno ione bicarbonato (HCO3-) rispetto ai due ioni carbonato (CO32-) nel carbonato di sodio, viene rilasciata solo mezza mole di anidride carbonica per ogni mole di bicarbonato di sodio presente.

Durante la titolazione l'acido viene aggiunto gradualmente alla soluzione contenente carbonato di sodio e/o bicarbonato di sodio. Quando l'acido viene aggiunto, reagisce con gli ioni carbonato e bicarbonato, provocando il rilascio di anidride carbonica. Il punto finale della titolazione viene raggiunto quando tutti gli ioni carbonato e bicarbonato hanno reagito con l'acido e la soluzione diventa neutra.

Indicatori, come la fenolftaleina o il metilarancio, vengono spesso utilizzati per determinare il punto finale della titolazione. Questi indicatori cambiano colore ad uno specifico intervallo di pH, segnalando il punto in cui l'acido ha completamente reagito con gli ioni carbonato e bicarbonato.

Le titolazioni che coinvolgono carbonato di sodio e bicarbonato di sodio sono comunemente utilizzate in chimica analitica per determinare la concentrazione di un acido sconosciuto misurando il volume di acido richiesto per neutralizzare una quantità nota della soluzione di carbonato/bicarbonato.