La connessione più importante tra acido solforico e acido fosforico è solitamente che l’uno è necessario per produrre l’altro: l’acido fosforico si crea quando l’acido solforico interagisce con il fosfato tricalcico, un composto chimico ampiamente presente nel terreno. In molti degli aspetti più importanti, gli acidi sono molto simili, sebbene la versione solforica tenda ad essere molto più fortemente acida ed è spesso più corrosiva e di conseguenza potenzialmente pericolosa. Ricercatori e studenti usano spesso la versione fosforica più debole in laboratori e test simulati perché si comporta in modo quasi identico nella maggior parte delle circostanze senza essere altrettanto potente. In particolare, quando diluiti, l’acido solforico e l’acido fosforico possono essere entrambi utilizzati come catalizzatori per le stesse reazioni chimiche. Hanno proprietà così parallele che i loro numeri di identificazione delle Nazioni Unite e del Nord America per avvertimenti e pericoli sono gli stessi.
Somiglianze chimiche e fisiche
I due acidi hanno strutture chimiche molto simili se visti a livello microscopico. La differenza principale tra loro è un atomo di idrogeno e l’elemento acido centrale. La formula chimica dell’acido solforico, ad esempio, è H2SO4; è fatto interamente di idrogeno, zolfo e ossigeno. L’acido fosforico, al contrario, porta la formula H3PO4. Ha un ulteriore idrogeno e contiene fosforo invece di zolfo. Tuttavia, il fosforo e lo zolfo sono strettamente correlati. Quando lo zolfo interagisce con i componenti giusti e nelle giuste circostanze, può effettivamente trasformarsi in fosforo. Questa connessione influisce su quasi ogni disposizione dell’elemento.
Gli scienziati hanno un paio di modi diversi per differenziare immediatamente gli acidi, alcuni dei quali sono più semplici di altri. Colore, consistenza e odore sono di solito alcuni dei primi accenni, ma sotto tutti questi aspetti, gli acidi solforico e fosforico sono identici. In effetti, le proprietà sono così simili che questi due sono spesso classificati nella stessa categoria di sostanze chimiche. Entrambi sono liquidi incolori che sono esplosivi se aggiunti in modo improprio all’acqua. Sono anche corrosivi e sono forti agenti ossidanti se esposti alla maggior parte dei materiali, in particolare ai metalli.
Uso nella titolazione
Gli acidi agiscono come catalizzatori, il che significa che aiutano una reazione ad andare più veloce unendo insieme determinati gruppi di atomi. L’acido solforico e l’acido fosforico hanno dimensioni, forma e carica elettrica simili. Agiscono in modo quasi identico come catalizzatori: infatti, molte classi di chimica imiteranno i processi industriali che normalmente richiedono acido solforico mescolando invece acido fosforico, che è più sicuro. Gli organismi usano spesso l’acido fosforico, che lo rende molto più sicuro dell’acido solforico quando viene digerito.
Una proprietà degli acidi, chiamata dissociazione, determina il numero di volte in cui un acido si rompe. L’acido solforico è diprotonico, il che significa che si separa due volte e l’acido fosforico è triprotonico, il che significa che si separa tre volte. Ciò consente di utilizzare entrambi come tamponi, il che significa che possono stabilizzare le proprietà acide di una soluzione. L’acido solforico e l’acido fosforico vengono utilizzati perché si dissociano più volte.
Uso nella produzione e nell’industria
La maggior parte dell’acido solforico consumato viene utilizzata nell’industria della fertilizzazione. Questo non perché l’acido solforico sia buono per le piante, ma perché è usato per produrre acido fosforico. Nel processo umido, le rocce ricche di fosforo vengono estratte e mescolate con acido solforico. Questo rilascia gas e acido fosforico in concentrazioni inferiori. L’acido fosforico viene infine aggiunto al terreno per produrre fertilizzante ricco di fosforo.
Considerazioni sulla corrosione
In biologia, l’acido solforico può spesso svolgere gli stessi compiti dell’acido fosforico. Questa connessione deriva da antichi organismi che utilizzavano l’acido solforico; gli organismi moderni usano l’acido fosforico perché è meno corrosivo. Vengono fatti degli esperimenti per testare questa connessione e capire perché l’acido solforico è migliore in certi compiti, come scomporre il cibo. In alcuni casi, l’acido solforico è diventato tossico per gli organismi e l’acido fosforico funziona molto meglio. In altri esperimenti, i risultati sono sorprendenti perché l’acido solforico non provoca danni ed è più rapido dell’acido fosforico.