Svarbiausia sieros rūgšties ir fosforo rūgšties sąsaja paprastai yra ta, kad viena reikalinga, kad būtų pagaminta kita: fosforo rūgštis susidaro, kai sieros rūgštis sąveikauja su trikalcio fosfatu – cheminiu junginiu, plačiai esančiu dirvožemyje. Daugeliu svarbiausių atžvilgių rūgštys yra labai panašios, nors sieros versija yra daug stipresnė, todėl dažnai yra labiau ėsdinanti ir dėl to potencialiai pavojinga. Tyrėjai ir studentai dažnai naudoja silpnesnę fosforo versiją imituojamose laboratorijose ir bandymuose, nes daugeliu atvejų ji elgiasi beveik identiškai, tačiau nėra tokia stipri. Ypač praskiesta sieros rūgštis ir fosforo rūgštis gali būti naudojamos kaip tų pačių cheminių reakcijų katalizatoriai. Jie turi tokias lygiagrečias savybes, kad jų Jungtinių Tautų ir Šiaurės Amerikos įspėjimų ir pavojų identifikavimo numeriai yra vienodi.
Cheminiai ir fiziniai panašumai
Šios dvi rūgštys turi labai panašias chemines struktūras, žiūrint mikroskopiniu lygmeniu. Pagrindinis skirtumas tarp jų yra vandenilio atomas ir pagrindinis rūgštinis elementas. Pavyzdžiui, sieros rūgšties cheminė formulė yra H2SO4; jis pagamintas tik iš vandenilio, sieros ir deguonies. Fosforo rūgšties formulė, priešingai, yra H3PO4. Jame yra papildomas vandenilis ir vietoj sieros yra fosforo. Tačiau fosforas ir siera yra tikrai glaudžiai susiję. Kai siera sąveikauja su tinkamais komponentais ir tinkamomis aplinkybėmis, ji iš tikrųjų gali virsti fosforu. Šis ryšys turi įtakos beveik kiekvienam elemento išdėstymui.
Mokslininkai turi keletą skirtingų būdų, kaip nedelsiant atskirti rūgštis, kai kurie iš jų yra paprastesni nei kiti. Spalva, konsistencija ir kvapas dažniausiai yra vienos iš pirmųjų užuominų, tačiau visais šiais atžvilgiais sieros ir fosforo rūgštys yra identiškos. Tiesą sakant, savybės yra tokios panašios, kad šios dvi dažnai priskiriamos tai pačiai cheminių medžiagų kategorijai. Abu yra bespalviai skysčiai, kurie gali sprogti netinkamai įmaišius į vandenį. Jie taip pat yra ėsdinantys ir stipriai oksiduoja, kai yra veikiami daugumos medžiagų, ypač metalų.
Naudokite titruojant
Rūgštys veikia kaip katalizatoriai, o tai reiškia, kad jos padeda reakcijai vykti greičiau, sutraukdamos tam tikras atomų grupes. Sieros rūgštis ir fosforo rūgštis turi panašų dydį, formą ir elektros krūvį. Jie veikia beveik identiškai kaip katalizatoriai – iš tikrųjų daugelis chemijos klasių imituos pramoninius procesus, kuriems įprastai reikalinga sieros rūgštis, vietoj to maišant fosforo rūgštį, kuri yra saugesnė. Organizmai dažnai naudoja fosforo rūgštį, todėl virškinama ji daug saugesnė nei sieros rūgštis.
Rūgščių savybė, vadinama atsiskyrimu, lemia, kiek kartų rūgštis skyla. Sieros rūgštis yra diprotoninė, ty atsiskiria du kartus, o fosforo rūgštis yra triprotoninė, ty atsiskiria tris kartus. Tai leidžia abu naudoti kaip buferius, o tai reiškia, kad jie gali stabilizuoti tirpalo rūgštines savybes. Sieros rūgštis ir fosforo rūgštis naudojamos, nes jos atsiskiria kelis kartus.
Naudojimas gamyboje ir pramonėje
Didžioji sunaudojamos sieros rūgšties dalis naudojama tręšimo pramonėje. Taip yra ne todėl, kad sieros rūgštis naudinga augalams, o todėl, kad ji naudojama fosforo rūgščiai gaminti. Šlapio proceso metu iškasamos fosforo turtingos uolienos ir sumaišomos su sieros rūgštimi. Taip išskiriamos mažesnės koncentracijos dujos ir fosforo rūgštis. Fosforo rūgštis galiausiai įpilama į dirvą, kad būtų gaminamos daug fosforo turinčios trąšos.
Apsvarstymai dėl korozijos
Biologijoje sieros rūgštis dažnai gali atlikti tas pačias užduotis kaip ir fosforo rūgštis. Šis ryšys kilęs iš senovės organizmų, kurie naudojo sieros rūgštį; šiuolaikiniai organizmai naudoja fosforo rūgštį, nes ji mažiau ėsdina. Atliekami eksperimentai, siekiant patikrinti šį ryšį ir suprasti, kodėl sieros rūgštis yra geresnė atliekant tam tikras užduotis, pavyzdžiui, skaidant maistą. Kai kuriais atvejais sieros rūgštis tapo toksiška organizmams, o fosforo rūgštis veikia daug geriau. Kitų eksperimentų rezultatai stebina, nes sieros rūgštis nedaro žalos ir atlieka užduotį greičiau nei fosforo rūgštis.