Формула, свойства, рискове и употреби на фосфорна киселина (H3PO3)



на фосфорна киселина, наричана още ортофосфонова киселина, е химично съединение с формула Н3PO3. Той е една от няколкото кислородни киселини на фосфора и неговата структура е представена на фигура 1 (EMBL-EBI, 2015).

Като се има предвид формулата на съединението, тя може да бъде пренаписана като HPO (OH)2. Този вид съществува в равновесие с по-малък тавтомер P (OH)3 (Фигура 2).

Препоръките на IUPAC, 2005 са, че последната се нарича фосфорна киселина, докато дихидрокси формата се нарича фосфонова киселина. Само редуцираните фосфорни съединения се изписват с край на "мечката".

Фосфористата киселина е дипротична киселина, което означава, че тя има капацитет да дава два протона. Това е така, защото по-голямата част от тавтомера е Н3PO3. Когато тази форма загуби протон, резонансът стабилизира образуваните аниони, както е показано на фигура 3.

Таутомерът P (OH) 3 (фигура 4) няма предимството на стабилизация на резонанса. Това прави елиминирането на третия протон много по-трудно (защо е фосфорна киселина дипротична, а не трипротична?, 2016).

Фосфорна киселина (Н3PO3) образува соли, наречени фосфити, които се използват като редуциращи агенти (Britannica, 1998). Приготвя се чрез разтваряне на тетрафосфорен хексоксид (Р4О6) съгласно уравнението:

P4О6 + 6 Н2O → 4 HPO (OH)2

Чиста фосфорна киселина, Н3PO3, най-добре се получава чрез хидролиза на фосфорен трихлорид, PCl3.

РСЦ3 + 3H2O → HPO (OH)2 + 3HCl

Полученият разтвор се нагрява, за да се изтласка НС1 и останалата вода се изпарява, докато се появи 3PO3 безцветни кристали при охлаждане. Киселината може да се получи и чрез действието на вода върху PBr3 или PI3 (Zumdahl, 2018).

индекс

  • 1 Физични и химични свойства
  • 2 Реактивност и опасности
    • 2.1 Реактивност
    • 2.2 Опасности
    • 2.3 Действия в случай на повреда
  • 3 Използване
  • 4 Препратки

Физични и химични свойства

Фосфорната киселина са хигроскопични бели или жълти тетраедри кристали с аромат на чесън (Национален център за биотехнологична информация, 2017). 

H3PO3 има молекулно тегло 82.0 g / mol и плътност 1.651 g / ml. Съединението има точка на топене от 73 ° С и се разлага над 200 ° С. Фосфорната киселина е разтворима във вода и може да разтвори 310 грама на 100 ml от този разтворител. Също така е разтворим в етанол.

В допълнение, това е силна киселина с рКа между 1.3 и 1.6 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Нагряването на фосфорна киселина до приблизително 200 ° С води до диспропорциониране на фосфорната киселина и фосфина (РН3). Фосфин, газ, който обикновено се възпламенява спонтанно във въздуха.

4Н3PO3 + топлина → PH3 + 3H3PO4

Реактивност и опасности

реактивност

  • Фосфорната киселина не е стабилно съединение.
  • Абсорбира кислорода от въздуха, за да образува фосфорна киселина.
  • Образуват се жълти отлагания във воден разтвор, които са спонтанно запалими при сушене.
  • Реагира екзотермично с химически основи (например: амини и неорганични хидроксиди) за образуване на соли.
  • Тези реакции могат да генерират опасно големи количества топлина в малки пространства.
  • Разтварянето във вода или разреждането на концентриран разтвор с допълнителна вода може да генерира значителна топлина.
  • Реагира в присъствието на влага с активни метали, включително структурни метали като алуминий и желязо, за освобождаване на водород, запалим газ.
  • Можете да започнете полимеризацията на някои алкени. Реагира с цианидни съединения, за да се освободи циановодород.
  • Може да генерира запалими и / или токсични газове в контакт с дитиокарбамати, изоцианати, меркаптани, нитриди, нитрили, сулфиди и силни редуциращи агенти.
  • Допълнителни газогенериращи реакции се срещат със сулфити, нитрити, тиосулфати (за получаване на H2S и SO3), дитионити (за получаване на SO2) и карбонати (за получаване на CO2) (PHOSPHOROUS ACID, 2016).

опасности

  • Съединението е корозивно за очите и кожата.
  • Контактът с очите може да доведе до увреждане на роговицата или слепота.
  • Контактът с кожата може да предизвика възпаление и мехури.
  • Вдишването на прах ще предизвика дразнене на стомашно-чревния или дихателния тракт, характеризиращо се с изгаряне, кихане и кашлица..
  • Тежко преекспониране може да причини увреждане на белите дробове, асфиксия, загуба на съзнание или смърт (Информационен лист за безопасност на фосфорната киселина, 2013).

Действия в случай на повреда

  • Уверете се, че медицинският персонал е запознат с включените материали и вземете предпазни мерки за защита.
  • Жертвата трябва да бъде преместена на хладно място и да се обади на спешната медицинска помощ.
  • Трябва да се прилага изкуствено дишане, ако жертвата не диша.
  • Методът “уста в уста” не трябва да се използва, ако жертвата е погълнала или вдишала веществото.
  • Изкуственото дишане се извършва с помощта на джобна маска, оборудвана с еднопосочен клапан или друго подходящо респираторно медицинско устройство..
  • При затруднено дишане трябва да се прилага кислород.
  • Замърсените дрехи и обувки трябва да бъдат отстранени и изолирани.
  • В случай на контакт с веществото, незабавно промийте кожата или очите с течаща вода в продължение на поне 20 минути.
  • За по-малко контакт с кожата, трябва да избягвате разпространението на материала върху незасегнатата кожа.
  • Дръжте жертвата тиха и гореща.
  • Въздействието на експозицията (вдишване, поглъщане или контакт с кожата) на веществото може да се забави.

приложения

Най-важната употреба на фосфорна киселина е производството на фосфити, които се използват при третирането на вода. Фосфорната киселина се използва също за приготвяне на фосфитни соли, като калиев фосфит.

Фосфитите показват ефикасност при контролиране на различни заболявания при растенията.

По-специално, лечението с туморна или листна инжекция, съдържащо соли на фосфорна киселина, е показано в отговор на инфекции от растителни патогени phytophthora и pythium (произвежда разлагане на корена).

Фосфорната киселина и фосфитите се използват като редуциращи агенти в химическия анализ. Нов удобен и мащабируем синтез на фенилоцетни киселини, чрез йодидно-катализирана редукция на бадемови киселини, се основава на генерирането на in situ на йодоводородна киселина от каталитичен натриев йодид. За тази цел фосфорната киселина се използва като стехиометричен редуктор (Jacqueline E. Milne, 2011).

Използва се като съставка за производството на добавки, използвани в производството на поливинилхлорид (фосфорна киселина (CAS RN 10294-56-1), 2017). Също така естери на фосфорна киселина се използват в различни реакции на органичен синтез (Blazewska, 2009).

препратки

  1. Blazewska, K. (2009). Науката за синтеза: Houben-Weyl методи за молекулярни трансформации Vol 42. Ню Йорк: Thieme.
  2. (1998, 20 юли). Фосфорна киселина (НЗРОЗ). Взето от Encyclopædia Britannica: britannica.com.
  3. EMBL-EBI. (2015, 20 юли). фосфонова киселина. Възстановен от ebi.ac.uk: ebi.ac.uk.
  4. Жаклин Е. Милн, Т. С. (2011). Каталитично редуцирани йодиди: развитие на синтез на фенилоцетни киселини. Org. Chem., 76, 9519-9524. organic-chemistry.org.
  5. Информационен лист за безопасност Фосфорна киселина. (2013 г., 21 май). Изтеглено от sciencelab: sciencelab.com.
  6. Национален център за биотехнологична информация. (2017, 11 март). PubChem Compound Database; CID = 107909. Извлечено от PubChem: ncbi.nlm.nih.gov.
  7. Фосфорна киселина (CAS RN 10294-56-1). (2017, 15 март). Възстановен от gov.uk/trade-tariff:gov.uk.
  8. ФОСФОРНА КИСЕЛИНА. (2016 г.). Изтеглено от cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
  9. Кралско химическо дружество. (2015). ФОСФОРНА КИСЕЛИНА. Извлечено от chemspider: chemspider.com.
  10. Защо фосфорната киселина е дипротична, а не трипротична? (2016, 11 март). Извлечено от химията.
  11. Zumdahl, S.S. (2018, 15 август). Oxyacid. Възстановен от britannica.com.