Kyselina fosforná(H3PO2) je středně zajímavá fosforoxykyselina známá svými výrazně klesajícími kapacitami. Navzdory její omezené tvorbě pro obrovský rozsah existuje několik strategií pro orchestraci této konkrétní anorganické sloučeniny ve výzkumných zařízeních a moderních prostředích. Tyto sjednocovací kurzy zahrnují řízenou odezvu sloučenin fosforu s klesajícími specialisty na kyselinu fosfornou. V laboratoři může být kyselina připravena snížením chloridu fosforitého nebo oxidu fosforečného fosfornanovými solemi nebo jinými specialisty na snižování. V moderním měřítku se kyselina běžně vyrábí hydrolýzou chloridu fosforitého nebo reakcí fosfinu s vodou.
Kvůli jeho zmenšujícím se vlastnostem,hypofosforový kyselinasleduje aplikace v různých oblastech, včetně syntetických kombinací, pokovování a jako specialista na vyvažování pro specifické směsi. Jeho neotřelé kvality z něj činí významnou součást jednoznačných moderních cyklů bez ohledu na jeho mírně nízký objem tvorby.
Jak lze připravit kyselinu fosfornou okyselením fosfidů kovů?
Pravidelná strategie tvorbykyselina fosfornázahrnuje reakci fosfidů kovů s tekutými minerálními kyselinami. Rozpustné fosfidy základních kovů, například fosfid sodný a fosfid draselný, procházejí odezvou kyselina nebo sírová žíravá za vzniku H3PO2, jak ukazuje stechiometrie:
NaPH2 + 2HCl → NaCl + H3PO2
Cyklus začíná suspendováním fosfidu kovu v koncentracikyselina fosfornáa jemné refluxování směsi po dobu několika hodin. Během této odezvy se kyselina uvolní a zůstane rozbitá v uspořádání, zatímco chlorid kovu urychluje ven. Následující stupeň zahrnuje filtraci k izolaci povzbuzení, po které může být H3P02 po ochlazení oddělena od filtrátu pomocí fragmentární krystalizace.
Volitelná metodologie zahrnuje použití předem připraveného fosfornanu vápenatého (Ca(H2PO2)2) jako výchozího materiálu spíše než fosfidu sodného. Tím se vyhnete nutnosti zabývat se receptivními solnými kovovými fosfidy. Odezva fosfornanu vápenatého s korozivními účinky na síru ve změně soli nakyselina fosforná, které lze odpojit od síranu vápenatého podporují:
Ca(H2PO2)2 + H2SO4 → 2H3PO2 + CaSO4
Stručně řečeno, korozní úprava fosfornanu nebo fosfidů poskytuje přímou cestukyselina fosfornáv prostředí výzkumného centra. V každém případě je důležité poznamenat, že péče o destruktivní kyseliny v obrovském rozsahu představuje kritické výzvy.
Použití fosfidů kovů nebo předem připraveného fosfornanu vápenatého předpokládá vytvoření kyseliny prostřednictvím řízených reakcí s minerálními kyselinami. Bez ohledu na přímost této strategie by se měly usilovně usilovat o životaschopné úvahy, pokud jde o chráněnou léčbu destruktivními kyselinami, stejně jako o podávání vedlejších účinků, a zároveň prodlužovat cyklus tvorby.
Jak se elektrolýza kyseliny fosforité používá k výrobě kyseliny fosforné?
V moderních cyklech,kyselina fosfornávzniká elektrochemickým úbytkem fosforové korozivní látky (H3PO3). Tato technika zahrnuje elektrolýzu tekutiny H3PO3 v odděleném článku s olověnou katodou a platinovou anodou:
H3PO3 + H2O + 2e-→ H3PO2 + 2OH-
Během této elektrolýzy se na katodě snižuje korozívnost fosforu, zatímco na anodě dochází k oxidaci vody, aby se udržela rovnováha. Následná úprava obsahujekyselina fosfornáa hydroxid sodný. Následná fermentace vede k vysrážení H3PO2, která je následně dekontaminována pomocí krystalizace.
Různé hranice cyklu, jako je pH, teplota, tloušťka proudu a výběr katod, jsou pečlivě optimalizovány, aby se zlepšil výtěžek a účinnost. Fosforové korozivní látky jsou jako výchozí materiál preferovány před fosforovými korozivními látkami, protože jejich nižší napětí je předpokladem pro snížení.
Tato elektrochemická metodika nabízí trvalou tvorbu vysoce neposkvrněné kyseliny fosforné bez potřeby destruktivních kyselin. Je široce považována za oblíbenou strategii pro moderní tvorbu velkého rozsahu, protože má schopnost trvale produkovat vysoce neposkvrněnou kyselinu, která splňuje nejpřísnější požadavky moderních aplikací. Kromě toho tato technika zaručuje pohodu a odbornost ve vývoji kyseliny, což s sebou nese strategii rozhodování pro výrobu v moderním měřítku.
Jak může oxidace kovů produkovat kyselinu fosfornou?
Kyselina fosforná může být získána jako výsledek během oxidace specifických kovů, například železa nebo zinku v dohledu fosforečných žíravých nebo fosfátových solí, profitujících z redoxního pohybu těchto kovů.
Například, když se zinkový prášek zahřeje fosforečnou žíravinou, odezva náhle poskytne fosforečnan zinečnatý a kyselinu:
Zn + 2H3PO4 → Zn3(PO4)2 + H3PO{{7b7}} H2
Kromě toho železo podobně reaguje s žíravinou na bázi fosforu a dodává kyselinu fosfornou. Odpojení H3PO2 z kombinace položek lze dosáhnout využitím její nízké rozpustnosti v koncentrované H3PO4.
Tento redoxní přístup bere v úvahu využití finančně zdatných kovů, jako je železo a zinek, namísto závislosti na drahých výchozích fosforových materiálech. V každém případě je výtěžek kyseliny využívající tuto techniku poněkud nízký a cyklus odpojení se snaží kvůli konkurenčním vedlejším reakcím. V každém případě tento přístup nabízí přímou metodu pro získání malého množství kyseliny v laboratorních podmínkách.
Závěr
Hkyselina ypofosforečnáUnion zahrnuje tři základní strategie: korozní úpravu fosfidů, elektroredukci fosforu a oxidaci kovů kombinovanou s fosforem. V moderním prostředí jsou elektrochemické metody v drtivé většině využívány pro zakládání podniků kvůli jejich odbornosti a přizpůsobivosti. Alternativně, v omezeném rozsahu laboratorní metodologie, analytici často volí korozivní odezvy včetně fosfidů nebo redoxního stáří z kovů a fosfátových solí pro smíchání kyseliny.
Korozní úprava fosfidů zahrnuje reakci fosfidů kovů s minerálními kyselinami na výtěžekkyselina fosforná, cyklus, který vyžaduje kontrolované podmínky, aby se předešlo vedlejším reakcím a zaručil se ideální výnos. Elektroredukce fosforové korozivní látky zahrnuje využití energie k přeměně fosforové korozivní látky na kyselinu, což nabízí přímočařejší a účinnější strategii pro vytváření enormního rozsahu. Oxidace kovů kombinovaná s fosforečným korozívním dává volitelný kurz k výrobě kyseliny pomocí redoxních vlastností kovů na dohled fosforové korozivní látky.
Reference
1. Becker, GW (1983). Fosfáty a kyselina fosforečná. Marcel Dekker, Inc.
2. Holleman, AF, Wiberg, E., & Wiberg, N. (2001). Anorganická chemie. Academic Press.
3. King, RB (1998). Encyclopedia of Anorganic Chemistry, Vol 6. John Wiley & Sons.
4. Nie, Y., Tu, Q., Deng, H., Fu, J., & Wang, J. (2012). Vylepšený proces elektrosyntézy kyseliny fosforné v kontinuálním kalolisovém reaktoru. Chemical Engineering Research and Design, 90(4), 563-569.
5. Stecher, H. (1968). Merck Index chemikálií a léčiv. Merck & Company Incorporated.