Vissvarīgākā saikne starp sērskābi un fosforskābi parasti ir tāda, ka viens ir nepieciešams, lai izveidotu otru: fosforskābe rodas, kad sērskābe mijiedarbojas ar trikalcija fosfātu, ķīmisku savienojumu, kas plaši atrodas augsnē. Daudzos no svarīgākajiem aspektiem skābes ir ļoti līdzīgas, lai gan sērskābā versija mēdz būt daudz spēcīgāk skāba un bieži vien ir kodīgāka un tādēļ potenciāli bīstama. Pētnieki un studenti simulētās laboratorijās un testos bieži izmanto vājāko fosfora versiju, jo tā vairumā gadījumu darbojas gandrīz identiski, taču nav tik spēcīga. Īpaši atšķaidītā veidā sērskābi un fosforskābi var izmantot kā katalizatorus vienām un tām pašām ķīmiskajām reakcijām. Tiem ir tik paralēlas īpašības, ka to Apvienoto Nāciju Organizācijas un Ziemeļamerikas identifikācijas numuri brīdinājumiem un apdraudējumiem ir vienādi.
Ķīmiskās un fizikālās līdzības
Abām skābēm ir ļoti līdzīga ķīmiskā struktūra, skatoties mikroskopiskā līmenī. Galvenā atšķirība starp tiem ir ūdeņraža atoms, kā arī galvenais skābais elements. Piemēram, sērskābes ķīmiskā formula ir H2SO4; tas ir pilnībā izgatavots no ūdeņraža, sēra un skābekļa. Turpretim fosforskābei ir formula H3PO4. Tam ir papildu ūdeņradis un sēra vietā ir fosfors. Tomēr fosfors un sērs ir patiešām cieši saistīti. Kad sērs mijiedarbojas ar pareizajiem komponentiem un piemērotos apstākļos, tas faktiski var pārvērsties par fosforu. Šis savienojums ietekmē gandrīz katru elementa izvietojumu.
Zinātniekiem ir daži dažādi veidi, kā nekavējoties atšķirt skābes, no kuriem daži ir vienkāršāki nekā citi. Krāsa, konsistence un smarža parasti ir daži no pirmajiem padomiem, taču visos šajos aspektos sērskābe un fosforskābe ir identiskas. Faktiski īpašības ir tik līdzīgas, ka šīs divas bieži tiek klasificētas vienā ķīmisko vielu kategorijā. Abi ir bezkrāsaini šķidrumi, kas ir sprādzienbīstami, ja tos nepareizi pievieno ūdenim. Tie ir arī kodīgi un ir spēcīgi oksidētāji, ja tiek pakļauti lielākajai daļai materiālu, īpaši metāliem.
Izmantojiet titrēšanai
Skābes darbojas kā katalizatori, kas nozīmē, ka tās palīdz reakcijai noritēt ātrāk, savienojot noteiktas atomu grupas. Sērskābei un fosforskābei ir līdzīgs izmērs, forma un elektriskais lādiņš. Tie darbojas gandrīz identiski kā katalizatori — patiesībā daudzas ķīmijas klases atdarinās rūpnieciskos procesus, kuros parasti ir nepieciešama sērskābe, tā vietā sajaucot fosforskābi, kas ir drošāka. Organismi bieži izmanto fosforskābi, padarot to daudz drošāku par sērskābi, kad to sagremo.
Skābju īpašība, ko sauc par disociāciju, nosaka, cik reižu skābe sadalās. Sērskābe ir diprotoniska, kas nozīmē, ka tā atdalās divas reizes, un fosforskābe ir triprotoniska, kas nozīmē, ka tā atdalās trīs reizes. Tas ļauj abus izmantot kā buferus, kas nozīmē, ka tie var stabilizēt šķīduma skābes īpašības. Sērskābi un fosforskābi izmanto, jo tās vairākas reizes atdalās.
Izmantošana ražošanā un rūpniecībā
Lielākā daļa patērētās sērskābes tiek izmantota mēslošanas rūpniecībā. Tas nav tāpēc, ka sērskābe ir laba augiem, bet gan tāpēc, ka to izmanto fosforskābes ražošanai. Slapjā procesā tiek iegūti ar fosforu bagāti ieži un sajaukti ar sērskābi. Tas atbrīvo gāzi un fosforskābi zemākās koncentrācijās. Fosforskābi galu galā pievieno augsnei, lai iegūtu mēslojumu, kas ir bagāts ar fosforu.
Kodīguma apsvērumi
Bioloģijā sērskābe bieži var veikt tādus pašus uzdevumus kā fosforskābe. Šis savienojums nāk no seniem organismiem, kas izmantoja sērskābi; mūsdienu organismi izmanto fosforskābi, jo tā ir mazāk kodīga. Tiek veikti eksperimenti, lai pārbaudītu šo savienojumu un saprastu, kāpēc sērskābe ir labāka noteiktos uzdevumos, piemēram, pārtikas sadalīšanā. Dažos gadījumos sērskābe ir kļuvusi toksiska organismiem, un fosforskābe darbojas daudz labāk. Citos eksperimentos rezultāti ir pārsteidzoši, jo sērskābe nerada kaitējumu un veic uzdevumu ātrāk nekā fosforskābe.