Amonijak i sumporna kiselina dvije su najraširenije kemikalije i proizvode se u ogromnim količinama diljem svijeta. Obje imaju različite namjene, ali glavna veza između amonijaka i sumporne kiseline posljedica je njihove upotrebe u industriji gnojiva. Amonijak se koristi za proizvodnju niza gnojiva, kao što su urea, amonijev sulfat, amonijev nitrat i, posredno, druga nitratna gnojiva. Sumporna kiselina se koristi u proizvodnji “superfosfatnog” gnojiva i amonijevog sulfata, dobivenog kombinacijom s amonijakom.
Industrijska proizvodnja amonijaka (NH3) uglavnom se provodi Haber-Bosch postupkom, pri čemu se vodik i dušik izravno spajaju zagrijavanjem pod tlakom s katalizatorom – obično mješavinom željeznih oksida. Najviše se amonijaka koristi u proizvodnji gnojiva. Katalitička oksidacija amonijaka u dušikov dioksid (NO2) danas je glavni industrijski proces za proizvodnju dušične kiseline, koja se koristi u proizvodnji nitratnih gnojiva kao što su amonijev, natrijev i kalijev nitrat. Pojam “amonijak”, strogo govoreći, odnosi se na čisti spoj, koji je plin na sobnoj temperaturi; međutim, izraz se često koristi za označavanje otopine plina amonijaka u vodi.
Postoje dva glavna procesa za industrijsku proizvodnju sumporne kiseline. Prvi koji se uvodi uključuje oksidaciju sumporovog dioksida — koji nastaje izgaranjem sumpora ili zagrijavanjem minerala koji sadrže sumpor — dušikovim dioksidom (NO2) kroz reakciju: SO2 + NO2 -> SO3 + NO. Dušikov oksid (NO) koji nastaje reakcijom oksidira se natrag u NO2 u kontaktu sa zrakom i tako se može reciklirati.
Amonijak je izvor NO2 za ovu reakciju, a proizvodi se katalitičkom oksidacijom prema procesu proizvodnje dušične kiseline. Sumporni trioksid se zatim kombinira s vodom kako bi se dobila sumporna kiselina. Međutim, veći dio sumporne kiseline proizvedene danas dolazi od oksidacije sumporovog dioksida u zraku pomoću katalizatora vanadijevog pentoksida.
Poput amonijaka, jedna od glavnih upotreba sumporne kiseline je u proizvodnji gnojiva. Fosfatna stijena i koštano brašno od životinja mogu se koristiti za proizvodnju “superfosfata” – monokalcij fosfata – reakcijom: Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 -> 2CaSOsub>4 + Ca(H2PO4)2. Sumporna kiselina i amonijak također se mogu kombinirati kako bi se dobila sol amonijev sulfat: 2NH3 + H2SO4 -> (NH4)2SO4. Ova sol je važno gnojivo, djeluje kao izvor dušika i sumpora i pomaže u snižavanju pH alkalnih tla.
Druga veza između amonijaka i sumporne kiseline je u industriji eksploziva. Gotovo svi komercijalni i vojni eksplozivi su nitrirani organski spojevi, kao što je trinitrotoluen (TNT). Proces nitriranja uključuje zamjenu hidroksilnih (OH) skupina u organskom spoju s nitro (NO2) skupinama i obično se provodi obradom spoja mješavinom dušične i sumporne kiseline. Ova smjesa osigurava nitronijeve (NO2+) ione za proces nitriranja. Amonijak je glavna sirovina koja se koristi u proizvodnji dušične kiseline.
Amonijak i sumporna kiselina također se nalaze kao zagađivači u atmosferi. Sumporna kiselina dolazi od prirodne oksidacije sumporovog dioksida koji nastaje izgaranjem fosilnih goriva i vulkanskom aktivnošću. Amonijak dolazi od raspadanja organskih materijala koji sadrže dušik. To dvoje se može kombinirati u atmosferi kako bi se dobile čestice amonijevog sulfata istom reakcijom kao u industrijskoj proizvodnji ovog spoja, ili da bi se proizvele amonijev hidrogen sulfat – također poznat kao amonijev bisulfat – reakcijom NH3 + H2SO4 -> (NH4) HSO4. Ovi spojevi su vrlo topljivi u vodi i stoga imaju tendenciju apsorbiranja atmosferske vodene pare, uzrokujući da djeluju kao kondenzacijske jezgre; zajedno s drugim česticama u atmosferi, prirodnim i umjetnim, smatra se da su važan čimbenik u stvaranju oblaka.