Фосфористая кислота
| |||
| |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Название ИЮПАК
фосфоновая кислота
| |||
| Систематическое название ИЮПАК
Фосфористая кислота | |||
| Другие имена
Дигидроксифосфин оксид
Дигидрокси(оксо)- λ 5 -фосфан | |||
| Идентификаторы | |||
3D model ( JSmol )
|
| ||
| КЭБ | |||
| ХЭМБЛ | |||
| ХимическийПаук | |||
| Информационная карта ECHA | 100.033.682 | ||
| Номер ЕС |
| ||
| 1619 | |||
| КЕГГ | |||
ПабХим CID
|
|||
| номер РТЭКС |
| ||
| НЕКОТОРЫЙ | |||
| Число | 2834 | ||
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|||
| Характеристики | |||
| H3POH3PO3 | |||
| Молярная масса | 81.99 g/mol | ||
| Появление | белое твердое вещество расплывающийся | ||
| Плотность | 1,651 г/см 3 (21 °С) | ||
| Температура плавления | 73,6 ° C (164,5 ° F; 346,8 К) | ||
| Точка кипения | 200 ° C (392 ° F, 473 К) (разлагается) | ||
| 310 г/100 мл | |||
| Растворимость | растворим в этаноле | ||
| Кислотность ( pKa ) | 1.1, 6.7 | ||
| −42.5·10 −6 см 3 /моль | |||
| Структура | |||
| псевдотетраэдрический | |||
| Опасности | |||
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |||
Основные опасности
|
раздражитель кожи | ||
| СГС Маркировка : [ 1 ] | |||
 
| |||
| Опасность | |||
| Х302 , Х314 | |||
| P260 , P264 , P270 , P280 , P301+P312 , P301+P330+P331 , P303+P361+P353 , P304+P340 , P305+P351+P338 , P310 , P321 , P330 , P363 , P405 , P501 | |||
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |||
| Паспорт безопасности (SDS) | Сигма-Олдрич | ||
| Родственные соединения | |||
Родственные соединения
|
H 3 PO 4 (т.е. ПО(ОН) 3 ) H 3 PO 2 (т.е. H 2 PO(OH)) | ||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |||
Фосфористая кислота (или фосфоновая кислота ) представляет собой соединение , описываемое формулой Н 3 ПО 3 . Эта кислота является дипротонной (легко ионизирует два протона), а не трипротонной , как можно предположить по этой формуле. Фосфористая кислота является промежуточным продуктом при получении других соединений фосфора. Органические производные фосфористой кислоты, соединения формулы RPO 3 H 2 , называются фосфоновыми кислотами .
Номенклатура и таутомерия
[ редактировать ]
Твердый HP(O)(OH) 2 имеет тетраэдрическую геометрию вокруг центрального атома фосфора с P-H -связь 132 пм , одна Двойная связь P=O из 148 пм и две более длинные. Одинарные связи P-OH 154 пм. Как и другие оксиды фосфора с P-H связи (например, гипофосфористая кислота и диалкилфосфиты ), [ 2 ] он существует в равновесии с крайне незначительным таутомером Р(ОН) 3 . (Напротив, основным таутомером мышьяковистой кислоты является тригидрокси-форма.) ИЮПАК рекомендует, чтобы тригидрокси-форма P(OH) 3 можно назвать фосфористой кислотой, а дигидрокси-форму HP(O)(OH) 2 фосфоновая кислота. [ 3 ] Только восстановленные соединения фосфора пишутся с окончанием « -ous ».
- П III (ОН) 3 ⇌ HP V (О)(ОН) 2 К = 10 10.3 (25°C, водный) [ 4 ]
Подготовка
[ редактировать ]В промышленных масштабах кислоту получают гидролизом водой трихлорида фосфора или водяным паром: [ 5 ]
- PCl 3 + 3 H 2 O → HPO(OH) 2 + 3 HCl
HPO(OH) 2 может быть получен гидролизом триоксида фосфора :
- P 4 O 6 + 6 H 2 O → 4 HPO(OH) 2
Реакции
[ редактировать ]Кислотно-основные свойства
[ редактировать ]Фосфористая кислота имеет ap K a в диапазоне 1,26–1,3. [ 6 ] [ 7 ]
- HP(O)(OH) 2 → HP(O) 2 (OH) − + Ч + р К а = 1,3
Это дипротонная кислота , ион гидрофосфита, ГП(О) 2 (ОН) − является слабой кислотой:
- ГП(О) 2 (ОН) − → ГПО 2− 3 + Н + р К а = 6,7
Сопряженная база ГП(О) 2 (ОН) − называется фосфитом водорода, а второе сопряженное основание HPO 2- 3 , представляет собой фосфит- ион. [ 8 ] (Обратите внимание, что рекомендации IUPAC относятся к гидрофосфонату и фосфонату соответственно).
Атом водорода, связанный непосредственно с атомом фосфора, не легко ионизируется. Экзамены по химии часто проверяют понимание студентами того факта, что не все три атома водорода являются кислыми в водных условиях, в отличие от Н 3 ПО 4 .
Редокс-свойства
[ редактировать ]При нагревании при 200°С фосфористая кислота диспропорционируется до фосфорной кислоты и фосфина : [ 9 ]
- 4 H 3 PO 3 → 3 H 3 PO 4 + PH 3
Эта реакция используется для получения в лабораторных масштабах РН 3 .
Фосфористая кислота медленно окисляется на воздухе до фосфорной кислоты. [ 5 ]
И фосфористая кислота, и ее депротонированные формы являются хорошими восстановителями , хотя и не обязательно быстро вступают в реакцию. Они окисляются до фосфорной кислоты или ее солей. Восстанавливает растворы катионов благородных металлов до металлов. При обработке фосфористой кислоты холодным раствором сулемы образуется белый осадок сулемы:
- H 3 PO 3 + 2 HgCl 2 + H 2 O → Hg 2 Cl 2 + H 3 PO 4 + 2 HCl
Хлорид ртути восстанавливается фосфористой кислотой до ртути при нагревании или стоянии:
- H 3 PO 3 + Hg 2 Cl 2 + H 2 O → 2 Hg + H 3 PO 4 + 2 HCl
В качестве лиганда
[ редактировать ]
При обработке металлами d 6 конфигурации фосфористая кислота, как известно, координируется как редкая в других отношениях P(OH) 3 таутомер. Примеры включают в себя Мо(СО) 5 (P(OH) 3 ) и [Ru(NH 3 ) 4 (H 2 O)(P(OH) 3 )] 2+ . [ 10 ] [ 11 ]
При нагревании смеси тетрахлорплатината калия и фосфористой кислоты образуется люминесцирующая соль тетракиспирофосфит диплатины калия (II) : [ 12 ]
- 2 K 2 PtCl 4 + 8 H 3 PO 3 → K 4 [Pt 2 (HO 2 POPO 2 H) 4 ] + 8 HCl + 4 H 2 O
Использование
[ редактировать ]Наиболее важным применением фосфористой кислоты (фосфоновой кислоты) является производство основного фосфита свинца , который является стабилизатором ПВХ и родственных хлорированных полимеров. [ 5 ]
Он используется в производстве основного стабилизатора ПВХ на основе фосфоната свинца, аминометиленфосфоновой кислоты и гидроксиэтандифосфоновой кислоты. Он также используется в качестве сильного восстановителя и в производстве фосфористой кислоты, синтетических волокон, фосфорорганических пестицидов и высокоэффективного средства для очистки воды ATMP .
Черные материалы, включая сталь, можно в некоторой степени защитить, стимулируя окисление («ржавчина»), а затем преобразуя окисление в металлофосфат с помощью фосфорной кислоты и дополнительно защищая поверхностным покрытием. (См.: Пассивация (химия) ).
Органические производные
[ редактировать ]Название IUPAC (в основном органическое) — фосфоновая кислота . Эта номенклатура обычно используется для замещенных производных, то есть органических групп, связанных с фосфором, а не просто сложного эфира. Например, (CH 3 )PO(OH) 2 представляет собой « метилфосфоновую кислоту », которая, конечно, может образовывать сложные « метилфосфоната » эфиры .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Фосфористая кислота» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov .
- ^ Янеско, Бенджамин Г.; Фишер, Генри К.; Уздечка, Марк Дж.; Моншан, Жан-Люк (29 сентября 2015 г.). «Таутомерия P (=O) H в P – OH: теоретическое и экспериментальное исследование». Журнал органической химии . 80 (20). Американское химическое общество (ACS): 10025–10032. дои : 10.1021/acs.joc.5b01618 . ISSN 0022-3263 . ПМИД 26372089 .
- ^ Международный союз теоретической и прикладной химии (2005). Номенклатура неорганической химии (Рекомендации ИЮПАК 2005 г.). Кембридж (Великобритания): RSC – IUPAC . ISBN 0-85404-438-8 . Электронная версия. .
- ^ Гатри, Дж. Питер (1979). «Равновесия таутомеризации фосфористой кислоты и ее этиловых эфиров, свободные энергии образования фосфористой и фосфоновой кислот и их этиловых эфиров, а также значения p Ka для ионизации связи PH в фосфоновой кислоте и фосфоновых эфирах» . Канадский химический журнал . 57 (2): 236–239. дои : 10.1139/v79-039 .
- ^ Jump up to: а б с Беттерманн, Герхард; Краузе, Вернер; Рисс, Герхард; Хофманн, Томас (2000). «Соединения фосфора неорганические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a19_527 . ISBN 978-3527306732 . .
- ^ Ларсон, Джон В.; Пиппин, Маргарет (1989). «Термодинамика ионизации гипофосфористой и фосфористой кислот. Эффекты заместителей на оксикислоты второго ряда». Многогранник . 8 (4): 527–530. дои : 10.1016/S0277-5387(00)80751-2 .
- ^ Справочник CRC по химии и физике (87-е изд.). стр. 8–42.
- ^ Новосад, Йозеф (1994). Энциклопедия неорганической химии . Джон Уайли и сыновья. ISBN 0-471-93620-0 .
- ^ Гохале, Южная Дакота; Джолли, WL (1967). «Фосфин». Неорганические синтезы . Том. 9. С. 56–58. дои : 10.1002/9780470132401.ch17 . ISBN 9780470132401 .
- ^ Jump up to: а б Си Цзиньпин, Чаньцзюань; Лю, Ючжоу; Лай, Чунбо; Чжоу, Лишань (2004). «Синтез комплекса молибдена с новым лигандом P(OH) 3 на основе однореакторной реакции Mo(CO) 6 с HP(O)(OEt) 2 и водой». Неорганическая химия . 7 (11): 1202–1204. дои : 10.1016/j.inoche.2004.09.012 .
- ^ Серналья, РЛ; Франко, Д.В. (2005). «Центр рутения (II) и фосфит-фосфонатное таутомерное равновесие». Неорг. Хим . 28 (18): 3485–3489. дои : 10.1021/ic00317a018 .
- ^ Александр, К.А.; Брайан, Южная Каролина; Диксон, МК; Хедден, Д.; Раундхилл (2007). «Тетракис калия [дигидрогендифосфито(2–)]диплатинат (II)». Неорганические синтезы . Том. 24. С. 211–213. дои : 10.1002/9780470132555.ch61 . ISBN 9780470132555 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Холлеман, А.Ф.; Виберг, Э. (2001). Неорганическая химия . Сан-Диего: Академическая пресса. ISBN 0-12-352651-5 .
- Корбридж., Декабрь (1995). Фосфор: очерк химии, биохимии и технологии (5-е изд.). Амстердам: Эльзевир. ISBN 0-444-89307-5 .
- Ли, доктор юридических наук (3 января 2008 г.). Краткая неорганическая химия . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-81-265-1554-7 .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|