Формула, властивості, ризики та застосування фосфорної кислоти (H3PO3)



The фосфористої кислоти, також називається ортофосфоновой кислотою, є хімічна сполука формули H3PO3. Це одна з кількох кисень кислот фосфору і його структура представлена ​​на малюнку 1 (EMBL-EBI, 2015).

Враховуючи формулу сполуки, її можна переписати як HPO (OH)2. Цей вид існує в рівновазі з меншим таутомером P (OH)3 (Рисунок 2).

Рекомендаціями IUPAC, 2005 є те, що останній називається фосфористою кислотою, а дигідрокси - формою фосфонової кислоти. Тільки редуковані сполуки фосфору пишуться з закінченням «ведмедя».

Фосфориста кислота є дипротичною кислотою, це означає, що вона має тільки здатність давати два протони. Це пояснюється тим, що більшістю таутомерів є H3PO3. Коли ця форма втрачає протон, резонанс стабілізує утворилися аніони, як показано на рис.

Таутомер P (OH) 3 (фіг.4) не володіє перевагою стабілізації резонансу. Це робить усунення третього протона набагато складнішим (чому фосфориста кислота дипротична і не трипротична?, 2016).

Фосфорна кислота (Н3PO3) утворює солі, звані фосфитами, які використовуються як відновлюючі агенти (Britannica, 1998). Його готують розчиненням тетрафосфористого гексоксиду (Р4O6) за рівнянням:

P4O6 + 6 H2O → 4 HPO (OH)2

Чиста фосфориста кислота, Н3PO3, найкраще готується гідролізом трихлористого фосфору, PCl3.

PCl3 + 3H2O → HPO (OH)2 + 3HCl

Отриманий розчин нагрівають, щоб вигнати HCl, і залишилася вода випаровується до появи 3PO3 безбарвний кристалічний при охолодженні. Кислоту можна також отримувати дією води на PBr3 або PI3 (Zumdahl, 2018).

Індекс

  • 1 Фізико-хімічні властивості
  • 2 Реактивність і небезпека
    • 2.1 Реактивність
    • 2.2 Небезпеки
    • 2.3 Дія у разі пошкодження
  • 3 Використання
  • 4 Посилання

Фізико-хімічні властивості

Фосфорна кислота є гігроскопічними білими або жовтими тетраедричними кристалами з часниковим ароматом (Національний центр біотехнологічної інформації, 2017). 

H3PO3 вона має молекулярну масу 82,0 г / моль і щільність 1,651 г / мл. Сполука має температуру плавлення 73 ° С і розкладається вище 200 ° С. Фосфориста кислота розчинна у воді, здатна розчиняти 310 грамів на 100 мл цього розчинника. Він також розчинний у етанолі.

Крім того, це сильна кислота з pKa між 1,3 і 1,6 (Королівське хімічне товариство, 2015).

Нагрівання фосфористої кислоти приблизно до 200 ° С змушує його диспропорционировать фосфорну кислоту і фосфін (РН3). Фосфін, газ, який нормально запалюється спонтанно на повітрі.

4H3PO3 + тепла → PH3 + 3H3PO4

Реактивність і небезпека

Реактивність

  • Фосфорна кислота не є стабільною сполукою.
  • Поглинає кисень з повітря для утворення фосфорної кислоти.
  • Утворюють жовті відкладення у водному розчині, які самозаймаються при сушінні.
  • Екзотермічно реагує з хімічними основами (наприклад: аміни та неорганічні гідроксиди) з утворенням солей.
  • Ці реакції можуть генерувати небезпечно велику кількість тепла в невеликих просторах.
  • Розчинення у воді або розбавлення концентрованого розчину додатковою водою може призвести до значного нагрівання.
  • Реагує в присутності вологи з активними металами, включаючи структурні метали, такі як алюміній і залізо, для вивільнення водню, легкозаймистого газу.
  • Можна почати полімеризацію деяких алкенів. Реагує з цианидними сполуками для виділення цианистого газу.
  • Може утворювати легкозаймисті та / або токсичні гази при контакті з дитіокарбаматами, ізоціанатами, меркаптанами, нітридами, нітрилами, сульфідами та сильними відновлюючими речовинами.
  • Додаткові газогенеруючі реакції відбуваються з сульфітами, нітритами, тіосульфатами (з отриманням H2S і SO3), дитионитами (з отриманням SO2) і карбонатами (для отримання CO2) (PHOSPHOROUS ACID, 2016).

Небезпеки

  • З'єднання є корозійним для очей і шкіри.
  • Контакт з очима може призвести до пошкодження рогівки або сліпоти.
  • Контакт зі шкірою може викликати запалення і пухирі.
  • Вдихання пилу призведе до подразнення шлунково-кишкового або дихального тракту, що характеризується печінням, чханням і кашлем..
  • Важке перенасичення може спричинити пошкодження легенів, асфіксію, втрату свідомості або смерть (паспорт безпеки фосфористої кислоти, 2013).

Дія у разі пошкодження

  • Переконайтеся, що медичний персонал знає про залучені матеріали та вживає заходів для захисту.
  • Потерпілого слід перемістити в прохолодне місце і зателефонувати до служби швидкої медичної допомоги.
  • Штучне дихання слід давати, якщо жертва не дихає.
  • Метод рот-в-рот не повинен використовуватися, якщо потерпілий потрапив в організм або вдихнув речовину.
  • Штучне дихання виконується за допомогою кишенькової маски, оснащеної односпрямованим клапаном або іншим відповідним медичним пристроєм..
  • Кисень слід вводити, якщо дихання ускладнене.
  • Забруднений одяг та взуття повинні бути видалені та ізольовані.
  • У разі контакту з речовиною негайно промити шкіру або очі проточною водою протягом щонайменше 20 хвилин.
  • Щоб уникнути контакту зі шкірою, слід уникати поширення матеріалу на шкіру.
  • Тримайте жертву спокійно і жарко.
  • Вплив впливу (вдихання, прийому всередину або контакту зі шкірою) на речовину може бути відкладено.

Використання

Найбільш важливим використанням фосфористої кислоти є виробництво фосфітів, які використовуються при обробці води. Фосфорну кислоту також використовують для приготування фосфитних солей, таких як фосфіт калію.

Фосфіти показали ефективність у контролі різних захворювань у рослинах.

Зокрема, лікування за допомогою стовбурової або позакореневої ін'єкції, що містить солі фосфористої кислоти, вказується у відповідь на інфекції рослинними патогенами phytophthora і pythium (виробляють розкладання кореня).

Фосфориста кислота і фосфіти використовуються в якості відновлювачів в хімічному аналізі. Новий зручний і масштабований синтез фенилуксусной кислоти, за допомогою йодид-каталізованого відновлення кислот міндальної, ґрунтується на генеруванні гидроионовой кислоти in situ з каталітичного йодиду натрію. Для цього фосфорну кислоту використовують як стехіометричний редуктор (Jacqueline E. Milne, 2011).

Використовується в якості інгредієнта для виробництва добавок, що використовуються в промисловості з полівінілхлориду (фосфориста кислота (CAS RN 10294-56-1), 2017). Також у різних реакціях органічного синтезу використовуються ефіри фосфорних кислот (Blazewska, 2009).

Список літератури

  1. Blazewska, K. (2009). Наука синтезу: Houben-Weyl методи молекулярних перетворень Том 42. Нью-Йорк: Thieme.
  2. (1998, 20 липня). Фосфорна кислота (H3PO3). Отримано з Британської енциклопедії: britannica.com.
  3. EMBL-EBI (2015, 20 липня). фосфоновой кислоти. Відновлено з ebi.ac.uk: ebi.ac.uk.
  4. Жаклін Е. Мілн, Т. С. (2011). Йодидно-катализированние редукції: розробка синтезу фенілоцтових кислот. Org. Chem., 76, 9519-9524. organic-chemistry.org.
  5. Паспорт безпеки матеріалу Фосфориста кислота. (2013, 21 травня). Отримано з sciencelab: sciencelab.com.
  6. Національний центр біотехнологічної інформації. (2017, 11 березня). База даних PubChem Compound; CID = 107909. Отримано з PubChem: ncbi.nlm.nih.gov.
  7. Фосфорна кислота (CAS RN 10294-56-1). (2017, 15 березня). Відновлено з gov.uk/trade-tariff:gov.uk.
  8. ФОСФОРНА КИСЛОТА. (2016). Отримано з cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
  9. Королівське хімічне товариство. (2015). ФОСФОРНА КИСЛОТА. Отримано з chemspider: chemspider.com.
  10. Чому фосфорна кислота дипротична, а не тріпротична? (2016, 11 березня). Отримано з хімії.
  11. Zumdahl, S.S. (2018, 15 серпня). Oxyacid Відновлено з britannica.com.