ФОСФОРНА КИСЕЛИНА (H3PO3): СВОЙСТВА, РИСКОВЕ И УПОТРЕБА - ХИМИЯ - 2025

На фосфорна киселина, наричан също orthophosphorous киселина, е химично съединение с формула H ₃ PO ₃. Това е една от различните кислородни киселини на фосфора и структурата му 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 незначителен тавтомер P (OH) ₃ (фигура 2).

Фигура 1: Структура на фосфорната киселина.

Препоръките на IUPAC, 2005 са, че последната се нарича фосфорна киселина, докато дихидрокси формата се нарича фосфонова киселина. Само намалените фосфорни съединения се изписват с край на „мечка“.

Фигура 2: Тавтомери на фосфорна киселина.

Фигура 3: Форма H3PO3, стабилизирана чрез резонанс

Фосфорната киселина е дипротенова киселина, това означава, че тя има само способността да се откаже от два протона. Това се дължи на факта, че основната тавтомера е Н ₃ PO ₃. Когато тази форма загуби протона, резонансът стабилизира образуваните аниони, както е показано на фигура 3.

Таутомерът P (OH) 3 (фигура 4) няма ползата от стабилизиране на резонанса. Това прави отстраняването на третия протон много по-трудно (Защо фосфорната киселина е дипротична, а не трипротична?, 2016).

Фигура 4: форма PO33 - където се наблюдава, че няма стабилизация чрез резонанс.

Фосфорна киселина (H ₃ PO ₃) образува соли наречени фосфити, които се използват като редуциращи агенти (Британика, 1998). Получава се чрез разтваряне на тетрафосфорния хексоксид (P ₄ O ₆) съгласно уравнението:

P ₄ O ₆ + 6 H ₂ O → 4 HPO (OH) ₂

Pure фосфориста киселина, H ₃ PO ₃, се получава най-добре чрез хидролиза на фосфорен трихлорид, фосфорен трихлорид ₃.

РСЬ ₃ + 3H ₂ O → HPO (ОН) ₂ + 3HCl

Полученият разтвор се загрява, за да се отдели НС1, а останалата вода се изпарява, докато при охлаждане се появи безцветен кристален ₃ РО ₃. Киселината може да бъде получена и чрез действието на водата върху PBr ₃ или PI ₃ (Zumdahl, 2018).

Физични и химични свойства

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

Фигура 5: поява на фосфорна киселина.

H ₃ PO ₃ има молекулно тегло от 82,0 грама / мол и плътност 1,651 грама / мл. Съединението има точка на топене 73 ° С и се разлага над 200 ° С. Фосфорната киселина е разтворима във вода, като може да разтвори 310 грама на 100 ml от този разтворител. Освен това е разтворим в етанол.

Освен това, това е силна киселина с рКа между 1,3 и 1,6 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Загряването на фосфорна киселина до около 200 ° C води до нейната непропорционалност във фосфорната киселина и фосфина (PH ₃). Фосфин - газ, който нормално се възпламенява във въздуха.

4H ₃ PO ₃ + топлина → PH ₃ + 3H ₃ PO ₄

Реактивност и опасности

реактивност

• Фосфорната киселина не е стабилно съединение.
• Той абсорбира кислород от въздуха и образува фосфорна киселина.
• Образува жълти отлагания във воден разтвор, които при изсушаване са спонтанно запалими.
• Реагира екзотермично с химични основи (напр. Неорганични амини и хидроксиди) до 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 да отдели водород, запалим газ.
• Той може да инициира полимеризацията на някои алкени. Реагира с цианидни съединения за освобождаване на цианиден водород.
• Може да генерира запалими и / или токсични газове при контакт с дитиокарбамати, изоцианати, меркаптани, нитриди, нитрили, сулфиди и силни редуциращи агенти.
• Допълнителни газогенериращи реакции възникват със сулфити, нитрити, тиосулфати (за да се получат H2S и SO3), дитионити (за даване на SO2) и карбонати (за даване на CO2) (PHOSPHOROUS ACID, 2016).

Опасностите

• Съединението е разяждащо за очите и кожата.
• Контактът с очите може да доведе до увреждане на роговицата или слепота.
• Контактът с кожата може да причини възпаление и мехури.
• Вдишването на прах ще предизвика дразнене на стомашно-чревния или дихателния тракт, характеризиращо се с парене, кихане и кашляне.
• Тежката преекспозиция може да причини белодробни увреждания, задушаване, загуба на съзнание или смърт (Информационен лист за безопасност на материала Фосфорна киселина, 2013).

Действие в случай на повреда

• Уверете се, че медицинският персонал е запознат с съответните материали и вземете предпазни мерки, за да се защитите.
• Пострадалият трябва да бъде преместен на хладно място и да се обади спешната медицинска служба.
• Трябва да се даде 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, снабдена с еднопосочен клапан или друго подходящо респираторно медицинско устройство.
• Трябва да се дава кислород, ако дишането е затруднено.
• Замърсените дрехи и обувки трябва да бъдат премахнати и изолирани.
• В случай на контакт с веществото, незабавно изплакнете кожата или очите с течаща вода за най-малко 20 минути.
• За по-малък контакт с кожата, избягвайте разнасянето на материала върху незасегната кожа.
• Дръжте жертвата спокойна и топла.
• Ефектите от експозицията (вдишване, поглъщане или контакт с кожата) на веществото могат да бъдат забавени.

Приложения

Най-важното използване на фосфорната киселина е производството на фосфити, които се използват при обработката на водата. Фосфорната киселина се използва също за получаване на фосфитни соли, като калиев фосфит.

Показано е, че фосфитите са ефективни при борбата с различни болести по растенията.

По-специално, лечението чрез ствол или листна инжекция, съдържащи соли на фосфорна киселина, е показано в отговор на инфекции от растителни патогени от типа фитофтера и питий (те причиняват разлагане на корените).

Фосфорната киселина и фосфитите се използват като редуциращи вещества в химичния анализ. Удобният и мащабируем нов синтез на фенилоцетни киселини чрез катализирано с йодид намаляване на манделовите киселини се основава на in situ генериране на хидройодна киселина от каталитичен натриев йодид. За това фосфорната киселина се използва като стехиометричен редуктор (Jacqueline E. Milne, 2011).

Използва се като съставка за производството на добавки, използвани в производството на поли (винилхлорид) (Фосфорна киселина (CAS RN 10294-56-1), 2017). Също така естерите на фосфорната киселина се използват в различни реакции на органичен синтез (Blazewska, 2009).

Препратки

1. Блажевска, К. (2009). Наука за синтеза: методи на Хюбен-Вейл за молекулярни трансформации том 42. Ню Йорк: Тиеме.
2. (1998 г., 20 юли). Фосфорна киселина (H3PO3). Извлечено от Encyclopædia Britannica: britannica.com.
3. EMBL-EBI. (2015 г., 20 юли). фосфонова киселина. Възстановено от ebi.ac.uk: ebi.ac.uk.
4. Жаклин Е. Милн, TS (2011). Йодид-катализирани редукции: развитие на синтез на фенилоцетни киселини. Org. Хим. 76, 9519-9524. organic-chemistry.org.
5. Информационен лист за безопасност на материалите Фосфорна киселина. (2013 г., 21 май). Възстановени от sciencelab: sciencelab.com.
6. Национален център за информация за биотехнологиите. (2017 г., 11 март). PubChem Compound Database; CID = 107909. Получено от PubChem: ncbi.nlm.nih.gov.
7. Фосфорна киселина (CAS RN 10294-56-1). (2017 г., 15 март). Възстановени от gov.uk/trade-tariff:gov.uk.
8. ЛЕКАРНА КИСЕЛИНА. (2016 г.). Възстановен от камеохимикали: cameochemicals.noaa.gov.
9. Кралско химическо дружество. (2015). ЛЕКАРНА КИСЕЛИНА. Възстановени от chemspider: chemspider.com.
10. Защо фосфорната киселина е дипротична, а не трипротна? (2016 г., 11 март). Възстановен от chemistry.stackexchange.
11. Zumdahl, SS (2018, 15 август). Oxyacid. Възстановени от britannica.com.