Typpihappo ja rikkihappo ovat kaksi tärkeintä teollisuuskemikaalia, ja niitä tuotetaan suuria määriä. Ne on kytketty useilla tavoilla valmistuksen ja käyttötarkoituksen suhteen. Molemmat hapot ovat elintärkeitä lannoite- ja räjähteiden teollisuudelle, ja ne ovat yleisimmin käytettyjä laboratorioreagensseja. Ne ovat myös vakavia epäpuhtauksia ja happosateiden aiheuttajia.
Varhainen menetelmä rikkihapon valmistamiseksi oli lämmittää suolapetteriä (NaNO3) ja rikkiä höyryllä. Typpihappoa (HNO3) tuotettiin ensin tislaamalla suolapeteri väkevällä rikkihapolla (H2SO4). Nämä kaksi kemikaalia reagoivat tuottamaan typpihappoa ja natriumvetysulfaattia: H2SO4 + NaNO3 → NaHSO4 + HNO3. Seos kuumennetaan ja typpihappo, joka kiehuu lämpötilassa 181.4 ° F (83 ° C), muodostuu höyrynä, joka tiivistyy vastaanottimeen.
Nämä tuotantomenetelmät on korvattu teollisessa tilanteessa, mutta metallinitraatin tislausta rikkihapolla voidaan edelleen käyttää pienen määrän typpihapon tuottamiseksi laboratoriossa. Kuuma typpihappohöyry pyrkii hajoamaan osittain typpidioksidiksi, vedeksi ja hapeksi, jolloin muodostuu epäpuhdasta happoa. Puhtaan hapon saamiseksi tislaus suoritetaan alennetussa paineessa, jolloin tarvitaan vähemmän lämpöä. Käytettävän laitteen on oltava kokonaan lasia, koska typpihappo tuhoaa nopeasti kumin, korkin ja useimmat muovit.
Nykyään typpihappoa valmistetaan kaupallisesti ammoniakin katalyyttisellä hapetuksella muodostaen typpidioksidia, joka liuotetaan veteen hapon tuottamiseksi. Raakahappo voidaan tislata, jolloin saadaan pitoisuuksia jopa 68.5%, jolloin se muodostaa atseotroopin veden kanssa. Tämä on kaupallinen typpihappo, jota käytetään useimmissa sovelluksissa ja laboratorioreagenssina. Suurempia pitoisuuksia ei voida saada yksinkertaisella tislauksella. Kun tarvitaan vedetöntä tai erittäin väkevää typpihappoa, jota usein kutsutaan “savuavaksi typpihapoksi”, se voidaan valmistaa tislaamalla alennetussa paineessa väkevällä rikkihapolla, joka poistaa veden.
Suurin käyttö sekä typpihapolle että rikkihapolle on lannoitealalla. Typpihappoa käytetään nitraattilannoitteiden valmistuksessa, jotka vapauttavat välttämätöntä typpeä muodossa, jonka kasvit voivat helposti imeä. Ammoniumnitraatti on yksi yleisimmin käytetyistä lannoitteista. Rikkihapon annetaan reagoida fosfaattikiven tai luujauhon kanssa “superfosfaatin” tuottamiseksi, joka tuottaa fosforia, joka on toinen tärkeä elementti kasveille. Tätä happoa käytetään myös ammoniumsulfaatin, tavallisen lannoitteen, valmistuksessa.
Toinen typpi- ja rikkihapon merkittävä teollinen käyttökohde on räjähteiden valmistus. Suurin osa sotilas- ja kaupallisessa käytössä olevista räjähteistä syntetisoidaan nitraamalla orgaanisia yhdisteitä; tässä prosessissa nitronium (NO2+) -ioneja käytetään korvaamaan hydroksyyli- (OH) ryhmät nitro (NO2) -ryhmillä. NO2 + -ionit saadaan yhdistämällä typpihappoa ja rikkihappoa, jotka reagoivat seuraavasti: HNO3 + 2H2SO4 → H3O + + NO2 + + 2HSO4-.
Joidenkin räjähteiden, kuten trinitrotolueeni (TNT), seoksen on oltava vettä sisältämätöntä. Tämä voidaan varmistaa käyttämällä vedetöntä tai “savuavaa” typpihappoa. Vaihtoehtoisesti kaupallista typpihappoa voidaan käyttää oleumin kanssa – joka on valmistettu liuottamalla rikkitrioksidia (SO3) väkevään rikkihappoon – siten, että vesi poistetaan yhdessä SO3: n kanssa, jolloin saadaan lisää rikkihappoa. Jälkimmäinen menetelmä on yleensä edullinen, koska oleumia valmistetaan helposti samalla menetelmällä, joka tuottaa suurimman osan rikkihaposta. Savuttavan typpihapon tuottaminen on suhteellisen kallista, vaarallista kuljettaa ja hajoaa, ellei sitä säilytetä jääkaapissa.
Typpi- ja rikkihappo ovat teollisten sovellustensa lisäksi yleisimmin käytettyjä laboratorioreagensseja. Molemmat ovat hyödyllisiä toimenpiteissä, jotka vaativat vahvoja happoja. Rikkihappo on tehokas vedenpoistoaine, jota voidaan käyttää joidenkin juuri valmistettujen kaasujen kuivaamiseen ja reaktioissa, joissa vesi poistetaan yhdisteistä. Sitä voidaan käyttää myös muiden happojen vapauttamiseen suoloistaan. Typpihappo on käyttökelpoinen hapetusaineena, nitrausaineena ja sitä käytetään laajalti kemiallisessa analyysissä, erityisesti maaperän ja mineraalinäytteiden metallien tunnistamisessa.
Rikki- ja typpihapot ovat myös tärkeimpiä epäpuhtauksia ja happosateiden aiheuttajia. Typpihappoa muodostuu, kun kaasun typpidioksidi – joka löytyy ajoneuvon pakokaasusta ja muodostuu luonnollisesti salaman vaikutuksesta – liukenee veteen. Rikkihappoa muodostuu, kun rikkidioksidi – joka syntyy polttamalla fossiilisia polttoaineita ja luonnollisesti tulivuoria – reagoi hapen kanssa muodostaen rikkitrioksidia, joka liukenee veteen muodostaen rikkihappoa. Huolimatta näiden yhdisteiden luonnollisesta tuotannosta, ihmisen aiheuttamat lähteet aiheuttavat suurimman osan happosateista. Rikkihappo on suurin tekijä, koska rikkidioksidi on yleisempi epäpuhtaus kuin typpidioksidi.