Cea mai importantă legătură între acidul sulfuric și acidul fosforic este de obicei că unul este necesar pentru a face celălalt: acidul fosforic este creat atunci când acidul sulfuric interacționează cu fosfatul tricalcic, un compus chimic prezent pe scară largă în sol. În multe dintre cele mai importante aspecte, acizii sunt foarte asemănători, deși versiunea sulfurice tinde să fie mult mai puternic acidă și este adesea mai corozivă și potențial periculoasă ca o consecință. Cercetătorii și studenții folosesc adesea versiunea fosforică mai slabă în laboratoare și teste simulate, deoarece se comportă aproape identic în majoritatea circumstanțelor, fără a fi la fel de puternică. În special atunci când sunt diluate, acidul sulfuric și acidul fosforic pot fi ambii utilizați ca catalizatori pentru aceleași reacții chimice. Au proprietăți atât de paralele încât numerele lor de identificare ale Națiunilor Unite și ale Americii de Nord pentru avertismente și pericole sunt aceleași.
Asemănări chimice și fizice
Cei doi acizi au structuri chimice foarte asemănătoare când sunt priviți la nivel microscopic. Diferența principală dintre ele este un atom de hidrogen, precum și elementul acid de bază. Formula chimică a acidului sulfuric, de exemplu, este H2SO4; este format în întregime din hidrogen, sulf și oxigen. Acidul fosforic, în schimb, poartă formula H3PO4. Are hidrogen suplimentar și conține fosfor în loc de sulf. Fosforul și sulful sunt totuși strâns legate. Când sulful interacționează cu componentele potrivite și în circumstanțe potrivite, se poate transforma de fapt în fosfor. Această conexiune afectează aproape orice aranjare a elementului.
Oamenii de știință au câteva moduri diferite de a diferenția imediat acizii, dintre care unele sunt mai simple decât altele. Culoarea, consistența și mirosul sunt de obicei unele dintre primele indicii, dar în toate aceste privințe, acizii sulfuric și fosforici sunt identici. De fapt, proprietățile sunt atât de asemănătoare încât acestea două sunt adesea clasificate în aceeași categorie de substanțe chimice. Ambele sunt lichide incolore care sunt explozive atunci când sunt adăugate necorespunzător în apă. Ele sunt, de asemenea, corozive și sunt agenți oxidanți puternici atunci când sunt expuși la majoritatea materialelor, în special la metale.
Utilizare în titrare
Acizii acționează ca catalizatori, ceea ce înseamnă că ajută o reacție să meargă mai rapid prin adunarea anumitor grupuri de atomi. Acidul sulfuric și acidul fosforic au dimensiuni, formă și sarcină electrică similare. Ei acționează aproape identic ca catalizatori – de fapt, multe clase de chimie vor imita procesele industriale care necesită în mod normal acid sulfuric prin amestecarea acidului fosforic, care este mai sigur. Organismele folosesc adesea acid fosforic, ceea ce îl face mult mai sigur decât acidul sulfuric atunci când este digerat.
O proprietate a acizilor, numită disociere, determină de câte ori se rupe un acid. Acidul sulfuric este diprotonic, adică se separă de două ori, iar acidul fosforic este triprotonic, adică se separă de trei ori. Acest lucru permite ca ambele să fie utilizate ca tampon, ceea ce înseamnă că pot stabiliza proprietățile acide ale unei soluții. Acidul sulfuric și acidul fosforic sunt folosiți deoarece se disociază de mai multe ori.
Utilizare în producție și industrie
Majoritatea acidului sulfuric consumat este folosit în industria fertilizărilor. Acest lucru nu se datorează faptului că acidul sulfuric este bun pentru plante, ci pentru că este folosit pentru a produce acid fosforic. În procesul umed, rocile bogate în fosfor sunt extrase și amestecate cu acid sulfuric. Aceasta eliberează gaz și acid fosforic în concentrații mai mici. Acidul fosforic este adăugat în cele din urmă în sol pentru a face îngrășământ bogat în fosfor.
Considerații de coroziune
În biologie, acidul sulfuric poate îndeplini adesea aceleași sarcini ca și acidul fosforic. Această legătură vine de la organisme antice care foloseau acid sulfuric; organismele moderne folosesc acid fosforic deoarece este mai puțin coroziv. Se fac experimente pentru a testa această conexiune și pentru a înțelege de ce acidul sulfuric este mai bun la anumite sarcini, cum ar fi descompunerea alimentelor. În unele cazuri, acidul sulfuric a devenit toxic pentru organisme, iar acidul fosforic funcționează mult mai bine. În alte experimente, rezultatele sunt surprinzătoare, deoarece acidul sulfuric nu dăunează și își face sarcina mai repede decât acidul fosforic.