Formula, lastnosti, tveganja in uporaba fosforjeve kisline (H3PO3)



The fosforjeva kislina, imenovana tudi ortofosforna kislina, je kemijska spojina s formulo H3PO3. Je ena izmed več kisikovih fosforjevih kislin in njena struktura je prikazana na sliki 1 (EMBL-EBI, 2015).

Glede na formulo spojine je mogoče ponovno napisati kot HPO (OH)2. Ta vrsta obstaja v ravnovesju z manjšim tautomerom P (OH).3 (Slika 2).

Priporočila IUPAC, 2005 so, da se slednje imenuje fosforna kislina, dihidroksi pa fosfonska kislina. Samo reducirane fosforne spojine se pišejo s koncem "medveda".

Fosforna kislina je diprotična kislina, kar pomeni, da ima samo sposobnost, da daje dva protona. To je zato, ker je večji tavtomer H3PO3. Ko ta oblika izgubi proton, resonanca stabilizira nastale anione, kot je prikazano na sliki 3.

P (OH) 3 tavtomer (slika 4) nima koristi od stabilizacije resonance. Zato je izločanje tretjega protona veliko težje (zakaj je fosforna kislina diprotična in ne triprotična?, 2016).

Fosforjeva kislina (H3PO3) tvori soli, imenovane fosfiti, ki se uporabljajo kot reducenti (Britannica, 1998). Pripravi se z raztapljanjem tetrafosforjevega heksoksida (P4O6) po enačbi:

P4O6 + 6 H2O → 4 HPO (OH)2

Čista fosforna kislina, H3PO3, je najbolje pripraviti s hidrolizo fosforjevega triklorida, PCl3.

PCl3 + 3H2O → HPO (OH)2 + 3HCl

Nastala raztopina se segreje, da se izloči HCl, preostala voda pa izhlapi, dokler se ne pojavi 3PO3 brezbarvna kristalinična pri ohlajanju. Kislino lahko dobimo tudi z delovanjem vode na PBr3 ali PI3 (Zumdahl, 2018).

Indeks

  • 1 Fizikalne in kemijske lastnosti
  • 2 Reaktivnost in nevarnosti
    • 2.1 Reaktivnost
    • 2.2 Nevarnosti
    • 2.3 Ukrepanje v primeru škode
  • 3 Uporabe
  • 4 Reference

Fizikalne in kemijske lastnosti

Fosforna kislina so higroskopski beli ali rumeni tetraedrični kristali z arome, podobne česnom (Nacionalni center za biotehnološke informacije, 2017). 

H3PO3 ima molekulsko maso 82,0 g / mol in gostoto 1,605 g / ml. Spojina ima tališče 73 ° C in razpade nad 200 ° C. Fosforna kislina je topna v vodi, saj lahko raztopi 310 gramov na 100 ml tega topila. Prav tako je topen v etanolu.

Poleg tega je močna kislina s pKa med 1,3 in 1,6 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Pri segrevanju fosforjeve kisline na približno 200 ° C nastane nesorazmerje v fosforni kislini in fosfinu (PH3). Fosfin, plin, ki se spontano vžge v zraku.

4H3PO3 + ogrevanje → PH3 + 3H3PO4

Reaktivnost in nevarnosti

Reaktivnost

  • Fosforjeva kislina ni stabilna spojina.
  • Absorbira kisik iz zraka in tvori fosforno kislino.
  • V vodni raztopini tvorijo rumene usedline, ki so pri sušenju spontano vnetljive.
  • Reagira eksotermno s kemijskimi bazami (npr. Amini in anorganskimi hidroksidi), da se tvorijo soli.
  • Te reakcije lahko tvorijo nevarno velike količine toplote v majhnih prostorih.
  • Raztapljanje v vodi ali redčenje koncentrirane raztopine z dodatno vodo lahko povzroči veliko toplote.
  • Reagira v prisotnosti vlage z aktivnimi kovinami, vključno s strukturnimi kovinami, kot so aluminij in železo, da sprosti vodik, vnetljiv plin.
  • Lahko začnete s polimerizacijo določenih alkenov. Reagira s cianidnimi spojinami, da sprosti plin vodikov cianid.
  • Lahko povzroči vnetljive in / ali strupene pline v stiku z ditiokarbamati, izocianati, merkaptani, nitridi, nitrili, sulfidi in močnimi reducenti.
  • Pri reakcijah na plin nastajajo sulfiti, nitriti, tiosulfati (dajemo H2S in SO3), ditioniti (da dobimo SO2) in karbonate (da dobimo CO2) (PHOSPHOROUS ACID, 2016)..

Nevarnosti

  • Spojina je jedka za oči in kožo.
  • Stik z očmi lahko povzroči poškodbo roženice ali slepoto.
  • Stik s kožo lahko povzroči vnetje in mehurje.
  • Vdihavanje prahu povzroči draženje gastrointestinalnega ali dihalnega trakta, za katerega je značilno pekoč občutek, kihanje in kašljanje..
  • Huda prekomerna izpostavljenost lahko povzroči poškodbo pljuč, asfiksijo, izgubo zavesti ali smrt (varnostni list materiala Fosforna kislina, 2013).

Ukrepanje v primeru škode

  • Zagotovite, da je medicinsko osebje seznanjeno z vpletenimi snovmi in sprejeti previdnostne ukrepe za zaščito.
  • Žrtev je treba premakniti na hladno mesto in poklicati nujno medicinsko pomoč.
  • Če žrtev ne diha, je treba dati umetno dihanje.
  • Metode usta na usta se ne sme uporabljati, če je žrtev zaužila ali vdihnila snov.
  • Umetno dihanje se izvaja s pomočjo žepne maske, opremljene z enosmernim ventilom ali drugim primernim respiratornim medicinskim pripomočkom..
  • Če je dihanje oteženo, je treba uporabiti kisik.
  • Kontaminirana oblačila in čevlje je treba odstraniti in izolirati.
  • Če pride v stik s snovjo, takoj sperite kožo ali oči s tekočo vodo vsaj 20 minut.
  • Za manjši stik s kožo se izogibajte širjenju materiala na nepoškodovano kožo.
  • Žrtev naj bo tiha in vroča.
  • Učinki izpostavljenosti (vdihavanju, zaužitju ali stiku s kožo) s snovjo so lahko odloženi.

Uporabe

Najpomembnejša uporaba fosforne kisline je proizvodnja fosfitov, ki se uporabljajo pri obdelavi vode. Fosforjeva kislina se uporablja tudi za pripravo fosfitnih soli, kot je kalijev fosfit.

Fosfiti so pokazali učinkovitost pri obvladovanju različnih bolezni v rastlinah.

Zlasti zdravljenje s trupom ali foliarno injekcijo, ki vsebuje soli fosforne kisline, je indicirano kot odziv na okužbe rastlinskih patogenov phytophthora in pythium (povzroči razgradnjo korena)..

Fosforna kislina in fosfiti se uporabljajo kot reducenti pri kemijski analizi. Nova prikladna in prilagodljiva sinteza fenilocetnih kislin z redukcijo mandeljnih kislin, kataliziranih z jodidom, temelji na nastajanju in-situ hidrojodne kisline iz katalitskega natrijevega jodida. Za to se fosforna kislina uporablja kot stehiometrični reduktor (Jacqueline E. Milne, 2011).

Uporablja se kot sestavina za proizvodnjo aditivov, ki se uporabljajo v industriji polivinilklorida (fosforna kislina (CAS RN 10294-56-1), 2017). Tudi estri fosforne kisline se uporabljajo v različnih reakcijah organske sinteze (Blazewska, 2009).

Reference

  1. Blazewska, K. (2009). Znanost o sintezi: Houben-Weilove metode molekularnih transformacij Vol 42. New York: Thieme.
  2. (1998, 20. julij). Fosforjeva kislina (H3PO3). Vzpostavljeno iz Encyclopædia Britannica: britannica.com.
  3. EMBL-EBI (2015, 20. julij). fosfonska kislina. Izterjano iz ebi.ac.uk: ebi.ac.uk.
  4. Jacqueline E. Milne, T. S. (2011). Jodidno katalizirana zmanjšanja: razvoj sinteze fenilocetnih kislin. Org. Chem., 76, 9519-9524. organic-chemistry.org.
  5. Podatkovni list o varnosti snovi Fosforna kislina. (2013, 21. maj). Vzpostavljeno iz sciencelab: sciencelab.com.
  6. Nacionalni center za biotehnološke informacije. (2017, 11. marec). PubChem Compound Database; CID = 107909. Vzpostavljeno iz PubChem: ncbi.nlm.nih.gov.
  7. Fosforna kislina (CAS RN 10294-56-1). (2017, 15. marec). Izterjava iz gov.uk/trade-tariff:gov.uk.
  8. FOSFORNA KISLINA. (2016). Vzpostavljeno iz cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
  9. Royal Society of Chemistry. (2015). FOSFORNA KISLINA. Vzpostavljeno iz chemspider: chemspider.com.
  10. Zakaj je fosforna kislina diprotična in ne triprotična? (2016, 11. marec). Vzpostavljeno iz kemije.
  11. Zumdahl, S. S. (2018, 15. avgust). Oxyacid Izterjal iz britannica.com.