- Fizyczne i chemiczne właściwości
- Reaktywność i zagrożenia
- Reaktywność
- Niebezpieczeństwa
- Działania w przypadku uszkodzenia
- Aplikacje
- Bibliografia
Kwas fosforowy zwany także kwasem orthophosphorous jest związek chemiczny o wzorze H 3 PO 3 . Jest jednym z różnych utlenionych kwasów fosforu, a jego budowę przedstawiono na rysunku 1 (EMBL-EBI, 2015).
Biorąc pod uwagę wzór związku, można go przepisać jako HPO (OH) 2. Ten gatunek istnieje w równowadze z mniejszym tautomerem P (OH) 3 (Rysunek 2).
Rysunek 1: Struktura kwasu fosforawego.
Zgodnie z zaleceniami IUPAC z 2005 roku ten ostatni nazywany jest kwasem fosforawym, podczas gdy forma dihydroksy nazywana jest kwasem fosfonowym. Tylko zredukowane związki fosforu są zapisywane z końcówką „niedźwiedź”.
Rysunek 2: Tautomery kwasu fosforawego.
Rysunek 3: Forma H3PO3 stabilizowana rezonansem
Kwas fosforowy jest kwasem diprotycznym, co oznacza, że ma zdolność oddawania tylko dwóch protonów. Wynika to z faktu, że głównym tautomerem jest H 3 PO 3 . Kiedy ten kształt traci proton, rezonans stabilizuje utworzone aniony, jak pokazano na rysunku 3.
Tautomer P (OH) 3 (Rysunek 4) nie zapewnia stabilizacji rezonansu. To sprawia, że usunięcie trzeciego protonu jest dużo trudniejsze (Dlaczego kwas fosforowy jest diprotyczny, a nie trójprotyczny?, 2016).
Rysunek 4: formularz PO33-, gdzie obserwuje się brak stabilizacji przez rezonans.
Kwas fosforowy (H 3 PO 3 ) tworzy sole zwane fosforynami, które są stosowane jako środki redukujące (Britannica, 1998). Przygotowuje się go rozpuszczając heksoksyd czterofosforowy (P 4 O 6 ) zgodnie z równaniem:
P 4 O 6 + 6 H 2 O → 4 HPO (OH) 2
Czysty kwas fosforawy, H 3 PO 3 , najlepiej przygotować przez hydrolizę trójchlorku fosforu, PCl 3 .
PCl 3 + 3 H 2 O → HPO (OH) 2 + 3HCl
Uzyskany roztwór ogrzewa się w celu usunięcia HCI, a pozostałą wodę odparowano do bezbarwnego, krystalicznego 3 PO 3 pojawia się po ochłodzeniu. Kwas można również otrzymać przez działanie wody na PBr 3 lub PI 3 (Zumdahl, 2018).
Fizyczne i chemiczne właściwości
Kwas fosforowy to białe lub żółte higroskopijne czworościenne kryształy o zapachu czosnku (National Center for Biotechnology Information, 2017).
Rysunek 5: wygląd kwasu fosforawego.
H 3 PO 3 ma masę cząsteczkową 82,0 g / mol i gęstość 1,651 g / ml. Związek ma temperaturę topnienia 73 ° C i rozkłada się powyżej 200 ° C. Kwas fosforowy jest rozpuszczalny w wodzie i jest w stanie rozpuścić 310 gramów na 100 ml tego rozpuszczalnika. Jest również rozpuszczalny w etanolu.
Ponadto jest mocnym kwasem o pKa między 1,3 a 1,6 (Royal Society of Chemistry, 2015).
Podgrzanie kwasu fosforowego do około 200 ° C powoduje jego dysproporcjonowanie do kwasu fosforowego i fosfiny (PH 3 ). Fosfina, gaz, który normalnie zapala się samorzutnie w powietrzu.
4H 3 PO 3 + ciepło → PH 3 + 3H 3 PO 4
Reaktywność i zagrożenia
Reaktywność
- Kwas fosforowy nie jest stabilnym związkiem.
- Pochłania tlen z powietrza, tworząc kwas fosforowy.
- Tworzy żółte osady w roztworze wodnym, które po wyschnięciu są samorzutnie zapalne.
- Reaguje egzotermicznie z zasadami chemicznymi (np. Nieorganicznymi aminami i wodorotlenkami), tworząc sole.
- Reakcje te mogą generować niebezpiecznie duże ilości ciepła w małych pomieszczeniach.
- Rozpuszczenie w wodzie lub rozcieńczenie stężonego roztworu dodatkową wodą może generować znaczne ciepło.
- Reaguje w obecności wilgoci z metalami aktywnymi, w tym metalami strukturalnymi, takimi jak aluminium i żelazo, uwalniając wodór, łatwopalny gaz.
- Może zainicjować polimeryzację niektórych alkenów. Reaguje ze związkami cyjanku, aby uwolnić gazowy cyjanowodór.
- Może wytwarzać palne i / lub toksyczne gazy w kontakcie z ditiokarbaminianami, izocyjanianami, merkaptanami, azotkami, nitrylami, siarczkami i silnymi środkami redukującymi.
- Dodatkowe reakcje generujące gaz zachodzą z siarczynami, azotynami, tiosiarczanami (dając H2S i SO3), ditioninami (dając SO2) i węglany (dając CO2) (KWAS FOSFOROWY, 2016).
Niebezpieczeństwa
- Związek działa żrąco na oczy i skórę.
- Kontakt z oczami może spowodować uszkodzenie rogówki lub ślepotę.
- Kontakt ze skórą może powodować stan zapalny i pęcherze.
- Wdychanie pyłu wywołuje podrażnienie przewodu pokarmowego lub dróg oddechowych, objawiające się pieczeniem, kichaniem i kaszlem.
- Poważne nadmierne narażenie może spowodować uszkodzenie płuc, uduszenie, utratę przytomności lub śmierć (Karta charakterystyki substancji niebezpiecznej Kwas fosforowy, 2013).
Działania w przypadku uszkodzenia
- Upewnij się, że personel medyczny jest świadomy stosowanych materiałów i podejmuje środki ostrożności, aby się chronić.
- Ofiarę należy przenieść w chłodne miejsce i wezwać pogotowie ratunkowe.
- Jeśli ofiara nie oddycha, należy zastosować sztuczne oddychanie.
- Nie należy stosować metody usta-usta, jeśli ofiara połknęła lub wdychała substancję.
- Do sztucznego oddychania służy maska kieszonkowa wyposażona w zawór jednokierunkowy lub inny odpowiedni sprzęt medyczny do oddychania.
- W przypadku trudności w oddychaniu należy podać tlen.
- Zanieczyszczoną odzież i buty należy zdjąć i odizolować.
- W przypadku kontaktu z substancją natychmiast przemywać skórę lub oczy bieżącą wodą przez co najmniej 20 minut.
- Aby zmniejszyć kontakt ze skórą, unikaj rozprowadzania materiału na zdrowej skórze.
- Utrzymuj ofiarę w spokoju i cieple.
- Skutki narażenia na substancję (wdychanie, spożycie lub kontakt ze skórą) mogą być opóźnione.
Aplikacje
Najważniejszym zastosowaniem kwasu fosforawego jest produkcja fosforynów, które są wykorzystywane do uzdatniania wody. Kwas fosforowy jest również używany do wytwarzania soli fosforynowych, takich jak fosforyn potasu.
Wykazano, że fosforyny są skuteczne w zwalczaniu różnych chorób roślin.
W szczególności leczenie poprzez iniekcję pnia lub dolistne zawierające sole kwasu fosforowego jest wskazane w odpowiedzi na infekcje patogenami roślin typu fitoftera i pythium (powodują one rozkład korzeni).
Kwas fosforowy i fosforyny są używane jako czynniki redukujące w analizie chemicznej. Wygodna i skalowalna nowa synteza kwasów fenylooctowych, poprzez katalizowaną jodkiem redukcję kwasów migdałowych, oparta jest na wytwarzaniu in situ kwasu jodowodorowego z katalitycznego jodku sodu. W tym celu kwas fosforowy jest stosowany jako reduktor stechiometryczny (Jacqueline E. Milne, 2011).
Stosowany jest jako składnik do produkcji dodatków stosowanych w przemyśle poli (chlorku winylu) (kwas fosforawy (CAS RN 10294-56-1), 2017). Również estry kwasu fosforawego są wykorzystywane w różnych reakcjach syntezy organicznej (Błażewska, 2009).
Bibliografia
- Błażewska, K. (2009). Science of Synthesis: Houben-Weyl Methods of Molecular Transformations, tom 42. New York: Thieme.
- (1998, 20 lipca). Kwas fosforowy (H3PO3). Pobrane z Encyclopædia Britannica: britannica.com.
- EMBL-EBI. (2015, 20 lipca). kwas fosfonowy. Odzyskany z ebi.ac.uk: ebi.ac.uk.
- Jacqueline E. Milne, TS (2011). Jodide-Catalyzed Reductions: Development of a Synthesis of Phenylacetic Acids. Org. Chem., 76, 9519-9524. organic-chemistry.org.
- Karta charakterystyki materiału Kwas fosforowy. (21 maja 2013). Odzyskany z sciencelab: sciencelab.com.
- Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. (2017, 11 marca). Baza danych PubChem Compound; CID = 107909. Pobrane z PubChem: ncbi.nlm.nih.gov.
- Kwas fosforowy (CAS RN 10294-56-1). (2017, 15 marca). Odzyskany z gov.uk/trade-tariff:gov.uk.
- KWAS FOSFOROWY. (2016). Odzyskany z cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
- Królewskie Towarzystwo Chemii. (2015). KWAS FOSFOROWY. Odzyskany z chemspider: chemspider.com.
- Dlaczego kwas fosforowy jest diprotyczny, a nie trójprotyczny? (2016, 11 marca). Odzyskany z chemistry.stackexchange.
- Zumdahl, SS (15 sierpnia 2018). Oxyacid. Odzyskany z britannica.com.