Acidul azotic și acidul sulfuric sunt două dintre cele mai importante substanțe chimice industriale și sunt produse în cantități uriașe. Ele sunt conectate în mai multe moduri, în ceea ce privește fabricarea și utilizările lor. Ambii acizi sunt vitali pentru industria îngrășămintelor și a explozivilor și sunt printre cei mai folosiți reactivi de laborator. Ele sunt, de asemenea, poluanți serioși și contribuie la ploaia acide.
O metodă timpurie de producere a acidului sulfuric a fost încălzirea salitrului (NaNO3) și a sulfului cu abur. Acidul azotic (HNO3) a fost produs mai întâi prin distilarea salitrului cu acid sulfuric concentrat (H2SO4). Cele două substanțe chimice reacționează pentru a produce acid azotic și sulfat acid de sodiu: H2SO4 + NaNO3 → NaHSO4 + HNO3. Amestecul este încălzit și acidul azotic, care fierbe la 181.4 ° F (83 ° C), este produs ca vapori care sunt condensați într-un recipient.
Aceste metode de producție au fost înlocuite în context industrial, dar distilarea unui azotat metalic cu acid sulfuric poate fi încă folosită pentru a produce cantități mici de acid azotic în laborator. Vaporii fierbinți de acid azotic au tendința de a se descompune parțial în dioxid de azot, apă și oxigen, rezultând un acid impur. Pentru a obține acidul pur, distilarea se face sub presiune redusă, astfel încât este necesară mai puțină căldură. Aparatura folosită trebuie să fie din sticlă, deoarece acidul azotic distruge rapid cauciucul, pluta și majoritatea materialelor plastice.
Astăzi, acidul azotic este produs comercial prin oxidarea catalitică a amoniacului, formând dioxid de azot, care este dizolvat în apă pentru a produce acidul. Acidul brut poate fi distilat pentru a produce concentrații de până la 68.5%, moment în care formează un azeotrop cu apa. Acesta este acidul azotic comercial utilizat pentru majoritatea aplicațiilor și ca reactiv de laborator. Concentratii mai mari nu pot fi obtinute prin simpla distilare. Atunci când este necesar acid azotic anhidru sau foarte concentrat – adesea numit „acid azotic fumant” -, acesta poate fi produs prin distilare la presiune redusă cu acid sulfuric concentrat, care elimină apa.
Cea mai mare utilizare atât pentru acidul azotic, cât și pentru acidul sulfuric este în industria îngrășămintelor. Acidul azotic este folosit la producerea îngrășămintelor cu nitrați, care eliberează azot esențial într-o formă care poate fi ușor absorbită de plante. Azotatul de amoniu este unul dintre cele mai utilizate îngrășăminte. Acidul sulfuric reacţionează cu roca fosfatică sau făina de oase pentru a produce „superfosfat”, care furnizează fosfor, un alt element esenţial pentru plante. Acest acid este folosit și în producția de sulfat de amoniu, un îngrășământ comun.
O altă aplicație industrială majoră pentru acidul azotic și acidul sulfuric este în producția de explozivi. Majoritatea explozivilor de uz militar și comercial sunt sintetizați prin nitrarea compușilor organici; în acest proces, ionii de nitroniu (NO2+) sunt utilizați pentru a înlocui grupările hidroxil (OH) cu grupări nitro (NO2). Ionii NO2+ sunt furnizați prin combinarea acidului azotic și acidului sulfuric, care reacţionează astfel: HNO3 + 2H2SO4 → H3O+ + NO2+ + 2HSO4-.
Pentru unii explozivi, de exemplu trinitrotoluen (TNT), amestecul trebuie să fie fără apă. Acest lucru poate fi asigurat prin utilizarea acidului azotic anhidru sau „afumant”. Alternativ, acidul azotic comercial poate fi utilizat cu oleum – obținut prin dizolvarea trioxidului de sulf (SO3) în acid sulfuric concentrat – astfel încât apa să fie îndepărtată prin combinație cu SO3 pentru a produce mai mult acid sulfuric. Această din urmă metodă este în general preferată, deoarece oleum este ușor de fabricat prin același proces care produce cel mai mare acid sulfuric. Acidul azotic fumos este relativ costisitor de produs, periculos pentru transport și predispus la descompunere, dacă nu este păstrat la frigider.
Pe lângă aplicațiile lor industriale, acidul azotic și acidul sulfuric sunt printre cei mai des utilizați reactivi de laborator. Ambele sunt utile în procedurile care necesită acizi puternici. Acidul sulfuric este un puternic agent de deshidratare care poate fi folosit pentru uscarea unor gaze proaspăt preparate și în reacții care implică îndepărtarea apei din compuși. Poate fi folosit și pentru a elibera alți acizi din sărurile lor. Acidul azotic este util ca agent de oxidare, ca agent de nitrare și este utilizat pe scară largă în analiza chimică, în special în identificarea metalelor prezente în probele de sol și minerale.
Acizii sulfuric și azotic sunt, de asemenea, poluanți majori și contribuie la ploaia acide. Acidul azotic se formează atunci când dioxidul de azot, care se găsește în evacuarea vehiculelor și este produs în mod natural prin acțiunea fulgerului, se dizolvă în apă. Acidul sulfuric se formează atunci când dioxidul de sulf – produs de arderea combustibililor fosili și în mod natural de vulcani – reacționează cu oxigenul pentru a forma trioxid de sulf, care se dizolvă în apă pentru a produce acid sulfuric. În ciuda producției naturale a acestor compuși, sursele create de om reprezintă majoritatea ploilor acide. Acidul sulfuric este cel mai mare contributor, deoarece dioxidul de sulf este un poluant mai frecvent decât dioxidul de azot.