Zwavelzuur en zoutzuur/zoutzuur zijn twee sterke minerale zuren met een overvloed aan toepassingen in chemische laboratoria. In termen van pure massa is zwavelzuur het grootste product van de Amerikaanse chemische industrie. De jaarlijkse productie van zoutzuur is lang niet zo groot, maar het is ook een belangrijke industriële chemische stof.
Samenstelling
Zoutzuur en zwavelzuur zijn zeer verschillende chemische verbindingen. Zoutzuur heeft de formule HCl, terwijl zwavelzuur de formule H2SO4 heeft. Wat dit betekent is dat zwavelzuurmoleculen twee waterstofatomen hebben, één zwavel en vier zuurstofatomen, terwijl zoutzuurmoleculen één waterstof- en één chlooratoom hebben. Zuiver zwavelzuur (d.w.z. zonder water) geeft dampen af wanneer het wordt verwarmd, omdat een deel van het H2SO4 ontleedt en water en zwaveltrioxide oplevert.
Kenmerken
Bij kamertemperatuur in afwezigheid van water is zuiver zwavelzuur een olieachtige vloeistof, terwijl zuiver waterstofchloride een gas is. Beide verbindingen lossen vrij gemakkelijk op in water, en over het algemeen koopt u een waterige oplossing van de chemische stof wanneer u het zuur koopt. Zwavelzuur kan twee waterstofionen weggeven, terwijl zoutzuur er maar één kan weggeven. Zowel zoutzuur als zwavelzuur zijn zeer sterke zuren en resulteren in een geconcentreerde oplossing in een zeer lage pH.
Reactiviteit
Vooral wanneer het heet en geconcentreerd is, kan zwavelzuur werken als een oxidatiemiddel, wat betekent dat het elektronen kan wegnemen van andere soorten in de reactie. Zoutzuur is geen oxidatiemiddel, hoewel het chloride-ion kan werken als een nucleofiel, dus geconcentreerd zoutzuur kan in de organische chemie worden gebruikt om een alcoholgroep te vervangen door een chlooratoom (meestal in aanwezigheid van zink) chloride). Het sulfaation daarentegen werkt niet typisch als een nucleofiel.
Kracht
Chemici beschrijven de sterkte van een zuur vaak met behulp van een getal dat pKa wordt genoemd en dat gelijk is aan de negatieve logaritme van de zuurdissociatieconstante. De zuurdissociatieconstante is een maat voor de sterkte van een zuur in water. Hoe negatiever de pKa, hoe sterker het zuur. Een zuur zoals zwavelzuur dat twee waterstofionen kan afgeven heeft twee pKa's. De pKa1 voor zwavelzuur is -3, terwijl de pKa2 1,99 is. De pKa voor zoutzuur is daarentegen -7.