Was ist der Zusammenhang zwischen Schwefelsäure und Phosphorsäure?
Schwefelsäure und Phosphorsäure sind beide sehr wichtige Chemikalien und in vielerlei Hinsicht miteinander verbunden. Die Herstellung von Phosphorsäure im Nassverfahren erfordert Schwefelsäure und ist die größte Verbindung. Verdünnte Schwefelsäure und Phosphorsäure können beide als Katalysatoren für die gleichen chemischen Reaktionen verwendet werden. Sie haben so ähnliche Eigenschaften, dass die Kennnummer der Vereinten Nationen und Nordamerikas für Warnungen und Gefahren gleich sind. Ähnliche Eigenschaften zu haben, führt auch zu anderen Hauptverbindungen.
Der größte Teil der verbrauchten Schwefelsäure wird in der Düngeindustrie eingesetzt. Dies liegt nicht daran, dass Schwefelsäure gut für Pflanzen ist, sondern daran, dass sie zur Herstellung von Phosphorsäure verwendet wird. Im Nassverfahren werden phosphorreiche Gesteine abgebaut und mit Schwefelsäure versetzt. Dabei werden Gas und Phosphorsäure in geringeren Konzentrationen freigesetzt. Die Phosphorsäure wird schließlich dem Boden zugesetzt, um einen Dünger herzustellen, der reich an Phosphor ist.
Gängige Identifikationstechniken wie Farbe oder Geruch sind zur Trennung von Schwefelsäure und Phosphorsäure unbrauchbar. Die Eigenschaften sind so ähnlich, dass sie häufig in die gleiche Kategorie von Chemikalien eingestuft werden. Beides sind farblose Flüssigkeiten, die bei unsachgemäßer Zugabe zu Wasser explosionsgefährlich sind. Sie sind auch ätzend und sind starke Oxidationsmittel, wenn sie Materialien ausgesetzt werden.
Säuren wirken als Katalysatoren, was bedeutet, dass sie eine Reaktion beschleunigen, indem sie bestimmte Atomgruppen zusammenziehen. Schwefelsäure und Phosphorsäure haben eine ähnliche Größe, Form und elektrische Ladung. Sie wirken fast identisch wie Katalysatoren - tatsächlich ahmen viele Chemieklassen industrielle Prozesse nach, die normalerweise Schwefelsäure erfordern, indem stattdessen Phosphorsäure gemischt wird, was sicherer ist. Organismen verwenden häufig Phosphorsäure, wodurch sie beim Verdauen viel sicherer ist als Schwefelsäure.
Eine Eigenschaft von Säuren, die als Dissoziation bezeichnet wird, bestimmt die Häufigkeit, mit der eine Säure zerbricht. Schwefelsäure ist diprotonisch, dh sie trennt sich zweimal, und Phosphorsäure ist triprotonisch, dh sie trennt sich dreimal. Dadurch können beide als Puffer verwendet werden, was bedeutet, dass sie die Säureeigenschaften einer Lösung stabilisieren können. Schwefelsäure und Phosphorsäure werden verwendet, weil sie mehrfach dissoziieren.
In der Biologie kann Schwefelsäure oft die gleichen Aufgaben erfüllen wie Phosphorsäure. Diese Verbindung stammt von antiken Organismen, die Schwefelsäure verwendeten. moderne Organismen verwenden Phosphorsäure, weil sie weniger ätzend ist. Es werden Experimente durchgeführt, um diesen Zusammenhang zu testen und zu verstehen, warum Schwefelsäure bei bestimmten Aufgaben, wie dem Aufbrechen von Lebensmitteln, besser ist. In einigen Fällen ist Schwefelsäure giftig für Organismen und Phosphorsäure wirkt viel besser. In anderen Experimenten sind die Ergebnisse überraschend, da Schwefelsäure keinen Schaden anrichtet und die Aufgabe schneller als Phosphorsäure erledigt.