Le lien le plus important entre l’acide sulfurique et l’acide phosphorique est généralement que l’un est nécessaire pour fabriquer l’autre : l’acide phosphorique est créé lorsque l’acide sulfurique interagit avec le phosphate tricalcique, un composé chimique largement présent dans le sol. À bien des égards les plus cruciaux, les acides sont très similaires, bien que la version sulfurique ait tendance à être beaucoup plus fortement acide et soit souvent plus corrosive et potentiellement dangereuse en conséquence. Les chercheurs et les étudiants utilisent souvent la version phosphorique la plus faible dans les laboratoires et les tests simulés, car elle se comporte de manière presque identique dans la plupart des circonstances sans être aussi puissante. En particulier lorsqu’ils sont dilués, l’acide sulfurique et l’acide phosphorique peuvent tous deux être utilisés comme catalyseurs pour les mêmes réactions chimiques. Ils ont des propriétés si parallèles que leurs numéros d’identification des Nations Unies et d’Amérique du Nord pour les avertissements et les dangers sont les mêmes.
Similitudes chimiques et physiques
Les deux acides ont des structures chimiques très similaires lorsqu’on les regarde au niveau microscopique. La principale différence entre eux est un atome d’hydrogène ainsi que l’élément acide du noyau. La formule chimique de l’acide sulfurique, par exemple, est H2SO4 ; il est entièrement composé d’hydrogène, de soufre et d’oxygène. L’acide phosphorique, en revanche, porte la formule H3PO4. Il a un hydrogène supplémentaire et contient du phosphore au lieu du soufre. Cependant, le phosphore et le soufre sont très étroitement liés. Lorsque le soufre interagit avec les bons composants et dans les bonnes circonstances, il peut en fait se transformer en phosphore. Cette connexion a un impact sur presque tous les agencements de l’élément.
Les scientifiques ont plusieurs façons de différencier immédiatement les acides, dont certaines sont plus simples que d’autres. La couleur, la consistance et l’odeur sont généralement quelques-uns des premiers indices, mais à tous ces égards, les acides sulfurique et phosphorique sont identiques. En fait, les propriétés sont si similaires que ces deux-là sont souvent classés dans la même catégorie de produits chimiques. Les deux sont des liquides incolores qui sont explosifs lorsqu’ils sont mal ajoutés à l’eau. Ils sont également corrosifs et sont de puissants agents oxydants lorsqu’ils sont exposés à la plupart des matériaux, en particulier les métaux.
Utilisation dans le titrage
Les acides agissent comme des catalyseurs, ce qui signifie qu’ils accélèrent la réaction en rapprochant certains groupes d’atomes. L’acide sulfurique et l’acide phosphorique ont une taille, une forme et une charge électrique similaires. Ils agissent presque de manière identique en tant que catalyseurs – en fait, de nombreuses classes de chimie imitent les processus industriels qui nécessitent normalement de l’acide sulfurique en mélangeant à la place de l’acide phosphorique, ce qui est plus sûr. Les organismes utilisent souvent de l’acide phosphorique, ce qui le rend beaucoup plus sûr que l’acide sulfurique lorsqu’il est digéré.
Une propriété des acides, appelée dissociation, détermine le nombre de fois qu’un acide se désagrège. L’acide sulfurique est diprotonique, c’est-à-dire qu’il se sépare deux fois, et l’acide phosphorique est triprotonique, c’est-à-dire qu’il se sépare trois fois. Cela permet aux deux d’être utilisés comme tampons, ce qui signifie qu’ils peuvent stabiliser les propriétés acides d’une solution. L’acide sulfurique et l’acide phosphorique sont utilisés car ils se dissocient plusieurs fois.
Utilisation dans la fabrication et l’industrie
La majorité de l’acide sulfurique consommé est utilisé dans l’industrie de la fertilisation. Ce n’est pas parce que l’acide sulfurique est bon pour les plantes mais parce qu’il est utilisé pour produire de l’acide phosphorique. Dans le procédé humide, les roches riches en phosphore sont extraites et mélangées à de l’acide sulfurique. Cela libère du gaz et de l’acide phosphorique à des concentrations plus faibles. L’acide phosphorique est finalement ajouté au sol pour fabriquer un engrais riche en phosphore.
Considérations relatives à la corrosivité
En biologie, l’acide sulfurique peut souvent effectuer les mêmes tâches que l’acide phosphorique. Cette connexion provient d’organismes anciens qui utilisaient de l’acide sulfurique ; les organismes modernes utilisent l’acide phosphorique car il est moins corrosif. Des expériences sont menées pour tester cette connexion et comprendre pourquoi l’acide sulfurique est meilleur pour certaines tâches, comme la décomposition des aliments. Dans certains cas, l’acide sulfurique est devenu toxique pour les organismes et l’acide phosphorique fonctionne beaucoup mieux. Dans d’autres expériences, les résultats sont surprenants car l’acide sulfurique ne cause pas de dommages et il fait la tâche plus rapidement que l’acide phosphorique.