Najvažnija veza između sumporne kiseline i fosforne kiseline obično je ta da je jedno potrebno za stvaranje drugog: fosforna kiselina nastaje kada sumporna kiselina stupi u interakciju s trikalcijevim fosfatom, kemijskim spojem široko prisutnim u tlu. U mnogim od najvažnijih aspekata, kiseline su vrlo slične, iako sumporna verzija ima tendenciju da bude mnogo jače kisela i često je korozivnija i potencijalno opasna kao posljedica. Istraživači i studenti često koriste slabiju fosfornu verziju u simuliranim laboratorijima i testovima jer se u većini slučajeva ponaša gotovo identično, a da nije tako moćna. Osobito kada su razrijeđene, sumporna i fosforna kiselina mogu se koristiti kao katalizatori za iste kemijske reakcije. Imaju takva paralelna svojstva da su njihovi identifikacijski brojevi Ujedinjenih naroda i Sjeverne Amerike za upozorenja i opasnosti isti.
Kemijske i fizičke sličnosti
Dvije kiseline imaju vrlo slične kemijske strukture kada se promatraju na mikroskopskoj razini. Primarna razlika između njih je atom vodika kao i kiseli element jezgre. Kemijska formula za sumpornu kiselinu, na primjer, je H2SO4; u potpunosti je napravljen od vodika, sumpora i kisika. Nasuprot tome, fosforna kiselina nosi formulu H3PO4. Ima dodatni vodik i sadrži fosfor umjesto sumpora. No, fosfor i sumpor su stvarno usko povezani. Kada sumpor stupi u interakciju s pravim komponentama i pod pravim okolnostima, on se zapravo može pretvoriti u fosfor. Ova veza utječe na gotovo svaki raspored elementa.
Znanstvenici imaju nekoliko različitih načina za neposredno razlikovanje kiselina, od kojih su neki jednostavniji od drugih. Boja, konzistencija i miris obično su neki od prvih nagovještaja, ali u svim tim aspektima, sumporna i fosforna kiselina su identične. Zapravo, svojstva su toliko slična da se ova dva često svrstavaju u istu kategoriju kemikalija. Obje su bezbojne tekućine koje su eksplozivne kada se nepravilno dodaju vodi. Oni su također korozivni i jaki su oksidanti kada su izloženi većini materijala, osobito metalima.
Upotreba u titraciji
Kiseline djeluju kao katalizatori, što znači da pomažu da reakcija ide brže tako što spaja određene skupine atoma. Sumporna kiselina i fosforna kiselina imaju sličnu veličinu, oblik i električni naboj. Oni djeluju gotovo identično kao katalizatori – u stvari, mnogi razredi kemije oponašat će industrijske procese koji obično zahtijevaju sumpornu kiselinu miješanjem fosforne kiseline, što je sigurnije. Organizmi često koriste fosfornu kiselinu, što je čini mnogo sigurnijom od sumporne kiseline kada se probavlja.
Svojstvo kiselina, koje se zove disocijacija, određuje broj puta da se kiselina razbije. Sumporna kiselina je diprotonična, što znači da se odvaja dva puta, a fosforna kiselina je triprotonska, što znači da se odvaja tri puta. To omogućuje da se oboje koriste kao puferi, što znači da mogu stabilizirati kisela svojstva otopine. Koriste se sumporna i fosforna kiselina jer se višestruko razdvajaju.
Upotreba u proizvodnji i industriji
Većina potrošene sumporne kiseline koristi se u industriji gnojidbe. To nije zato što je sumporna kiselina dobra za biljke, već zato što se koristi za proizvodnju fosforne kiseline. U mokrom postupku, stijene bogate fosforom se kopaju i miješaju sa sumpornom kiselinom. Time se oslobađaju plin i fosforna kiselina u nižim koncentracijama. Fosforna kiselina se na kraju dodaje u tlo kako bi se dobilo gnojivo koje je bogato fosforom.
Razmatranja korozivnosti
U biologiji, sumporna kiselina često može obavljati iste zadatke kao i fosforna kiselina. Ova veza dolazi od drevnih organizama koji su koristili sumpornu kiselinu; moderni organizmi koriste fosfornu kiselinu jer je manje korozivna. Eksperimenti se provode kako bi se testirala ova veza i razumjelo zašto je sumporna kiselina bolja u određenim zadacima, poput razlaganja hrane. U nekim slučajevima, sumporna kiselina je postala toksična za organizme, a fosforna kiselina djeluje mnogo bolje. U drugim pokusima rezultati su iznenađujući jer sumporna kiselina ne uzrokuje štetu i obavlja zadatak brže od fosforne kiseline.