Wat is het verband tussen zwavelzuur en fosforzuur?
Zwavelzuur en fosforzuur zijn beide zeer belangrijke chemicaliën en zijn op vele manieren met elkaar verbonden. De natte procesproductie van fosforzuur vereist zwavelzuur en is de grootste verbinding. Verdund zwavelzuur en fosforzuur kunnen beide worden gebruikt als katalysatoren voor dezelfde chemische reacties. Ze hebben zulke vergelijkbare eigenschappen dat het identificatienummer van de Verenigde Naties en Noord-Amerika voor waarschuwingen en gevaren hetzelfde zijn. Het hebben van vergelijkbare eigenschappen leidt ook tot andere belangrijke verbindingen.
Het grootste deel van het verbruikte zwavelzuur wordt in de bemestingsindustrie gebruikt. Dit komt niet omdat zwavelzuur goed is voor planten, maar omdat het wordt gebruikt om fosforzuur te produceren. In het natte proces worden fosforrijke rotsen gewonnen en gemengd met zwavelzuur. Hierdoor komen gas en fosforzuur in lagere concentraties vrij. Het fosforzuur wordt uiteindelijk aan de grond toegevoegd om een meststof te vormen die rijk is aan fosfor.
Gebruikelijke identificatietechnieken, zoals kleur of geur, zijn nutteloos voor het scheiden van zwavelzuur en fosforzuur. De eigenschappen zijn zo vergelijkbaar dat ze vaak in dezelfde categorie chemicaliën worden ingedeeld. Beide zijn kleurloze vloeistoffen die explosief zijn als ze niet op de juiste manier aan water worden toegevoegd. Ze zijn ook corrosief en zijn sterke oxidatiemiddelen bij blootstelling aan materialen.
Zuren werken als katalysatoren, wat betekent dat ze een reactie helpen sneller te gaan door bepaalde groepen atomen samen te trekken. Zwavelzuur en fosforzuur hebben een vergelijkbare grootte, vorm en elektrische lading. Ze werken bijna identiek als katalysatoren - in feite zullen veel chemieklassen industriële processen nabootsen die normaal zwavelzuur vereisen door in plaats daarvan fosforzuur te mengen, wat veiliger is. Organismen gebruiken vaak fosforzuur, waardoor het veel veiliger is dan zwavelzuur wanneer het wordt verteerd.
Een eigenschap van zuren, genaamd dissociatie, bepaalt het aantal keren dat een zuur uit elkaar valt. Zwavelzuur is diprotonisch, wat betekent dat het twee keer scheidt, en fosforzuur is triprotonisch, wat betekent dat het drie keer scheidt. Hierdoor kunnen beide worden gebruikt als buffers, wat betekent dat ze de zure eigenschappen van een oplossing kunnen stabiliseren. Zwavelzuur en fosforzuur worden gebruikt omdat ze meerdere keren uiteenvallen.
In de biologie kan zwavelzuur vaak dezelfde taken uitvoeren als fosforzuur. Deze verbinding komt van oude organismen die zwavelzuur gebruikten; moderne organismen gebruiken fosforzuur omdat het minder corrosief is. Er worden experimenten gedaan om deze verbinding te testen en te begrijpen waarom zwavelzuur beter is in bepaalde taken, zoals het afbreken van voedsel. In sommige gevallen is zwavelzuur giftig geworden voor organismen en werkt fosforzuur veel beter. In andere experimenten zijn de resultaten verrassend omdat zwavelzuur geen schade veroorzaakt en het zijn taak sneller doet dan fosforzuur.