תוֹכֶן
חומצה גופרתית ומוריטית / הידרוכלורית הן שתי חומצות מינרליות חזקות עם שפע של שימושים במעבדות כימיה. מבחינת המסה העצומה, חומצה גופרתית היא המוצר הגדול ביותר בתעשייה הכימית האמריקאית. הייצור השנתי של חומצה מוריאטית כמעט אינו גדול כל כך, אך גם הוא חומר כימי תעשייתי מרכזי.
הרכב
חומצה מוריאטית וחומצה גופרתית הם תרכובות כימיות שונות מאוד. לחומצה מוריאטית הנוסחה HCl ואילו לחומצה גופרתית הנוסחה H2SO4. משמעות הדבר היא שמולקולות חומצה גופרתית כוללות שני מימנים, אחד גופרית וארבעה אוקסיגנים, בעוד של מולקולות חומצות מוריות יש אטום מימן אחד וכלור אחד. חומצה גופרתית טהורה (כלומר ללא מים) פולטת אדים כשהיא מחוממת מכיוון שחלק מה- H2SO4 מתפרק כדי להניב מים וטריפיד גופרית.
מאפיינים
בטמפרטורת החדר בהיעדר מים, חומצה גופרתית טהורה היא נוזל שומני ואילו מימן כלורי טהור הוא גז. שתי התרכובות מתמוססות די בקלות במים, ובאופן כללי כשאתה קונה את החומצה אתה קונה תמיסה מימית של הכימיקל. חומצה גופרתית יכולה לחלוף שני יוני מימן, ואילו חומצה מוריאטית יכולה רק למסור אחד. הן חומצה מוריאטית והן חומצת גופרתית הן חומצות חזקות מאוד ובתמיסה מרוכזת מביאים pH נמוך מאוד.
תגובתיות
במיוחד כאשר חומצה גופרתית חמה ומרוכזת יכולה לשמש כחומר מחמצן, כלומר היא יכולה לקחת אלקטרונים ממינים אחרים בתגובה. חומצה מוריאטית אינה חומר חמצון, אם כי יון הכלוריד שלה יכול לשמש נוקלאופיל, ולכן ניתן להשתמש בחומצה מוריאטית מרוכזת בכימיה אורגנית כדי להחליף קבוצת אלכוהול באטום כלור (בדרך כלל בנוכחות כלוריד אבץ). לעומת זאת, יון הגופרתי אינו משמש כנוקלאופיל.
כוח
כימאים מתארים לעיתים קרובות חוזק חומצות באמצעות מספר המכונה pKa, השווה ליומן השלילי של קבוע ניתוק החומצה. קבוע ניתוק החומצה הוא מדד לחוזק של חומצה במים. ככל שה- pKa שלילי יותר, כך החומצה חזקה יותר. לחומצה כמו חומצה גופרתית שיכולה לחסל שני יוני מימן יש שני pKas. PKa1 לחומצה גופרתית הוא -3 ואילו pKa2 שלו הוא 1.99. לעומת זאת, PKa לחומצה מוריאטית הוא -7.