Kyselina fosforná(odkaz:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-materials/hypophosphorous-acid-solution-cas-6303-21-5.html)je bezbarvá kapalina s chemickým vzorcem H3PO2. Další jméno: voda, HO2P. Díky své speciální chemické struktuře má mnoho různých chemických a reaktivních vlastností.
Chemická struktura:
1. Molekulární složení:
Molekula kyseliny fosforné se skládá z jednoho atomu fosforu (P) a tří atomů vodíku (H), které tvoří jedinou vazbu fosfor-vodík.
2. Oxidační stav:
V kyselině fosforné má fosfor oxidační stav plus 1, což odpovídá stavu vodíku. To je způsobeno tím, že atom fosforu ztrácí dva atomy kyslíku.
3. Strukturní tvar:
Molekuly kyseliny fosforné patří do struktury trojúhelníkové pyramidy. Atom fosforu se nachází ve středu molekuly a je uspořádán do trojúhelníku kolem tří atomů vodíku. Tato struktura činí molekulu kyseliny fosforné relativně stabilní v prostoru.
4. Polarita:
Kyselina fosforná je polární molekula. Polarita vazeb fosfor-vodík umožňuje, aby molekula měla oblasti částečného kladného a částečného záporného náboje. Atomy fosforu mají částečně záporný náboj, zatímco atomy vodíku mají částečně kladný náboj.
5. Tvorba vodíkové vazby:
Vzhledem ke strukturálním charakteristikám molekuly kyseliny fosforné může tato molekula interagovat s jinými sloučeninami prostřednictvím vodíkových vazeb. Například kyselina fosforná může tvořit komplex vodíkových vazeb s molekulami vody nebo molekulami alkoholu prostřednictvím vodíkových vazeb.
Chemické vlastnosti:
1. Kyselina fosforná je středně silná kyselina, která produkuje protony (HPlus) ve vodě. Prochází acidobazickou neutralizační reakcí s alkálií za vzniku odpovídajícího fosfornanu a vody. Například:
H3PO2plus NaOH → NaH2PO2plus H2O
2. Kyselina fosforná je silné redukční činidlo a vykazuje dobré redukční vlastnosti v mnoha chemických reakcích. Může redukovat určité kovové ionty na kovy a hraje důležitou roli v mnoha reakcích organické syntézy. Zde je několik příkladů:
A. Snížení hydrátu niklu:
Ni2plus plus H3PO2→ Ni plus H3PO3
b. Redukce chloridu uranu:
UCl6plus 12h3PO2→ U plus 6H3PO3plus 6 HCl
3. Oxidační vlastnosti: Ačkoli je kyselina fosforná redukční činidlo, může v některých reakcích vykazovat také oxidační vlastnosti. V alkalických podmínkách se jeho oxidační schopnost zvyšuje a některé sloučeniny mohou být oxidovány do vysoce valenčních stavů, jako jsou:
H3PO2plus 2NaOH plus 2Cl2→ Ne2HPO4plus 2NaCl plus H2O
4. Esterifikační reakce:
Kyselina fosforná může reagovat s alkoholy nebo fenoly a podstoupit esterifikační reakci za vzniku odpovídajícího esteru fosforu. Například:
H3PO2plus ROH → ROH2PO2
5. Peroxidační reakce:
Kyselina fosforná může reagovat s peroxidem vodíku za vzniku kyseliny fosforečné a vody:
H3PO2plus H2O2 → H3PO4plus H2O
6. Syntéza hydroxyfosfonátu:
Kyselina fosforná reaguje s aldehydy nebo ketony za vzniku odpovídajících hydroxyfosfonátů. Tato reakce se nazývá Pudovikova reakce. Například:
H3PO2plus RCHO → RCH(OH)PO2
7. Redukce karboxylových kyselin:
Kyselina fosforná může redukovat karboxylové kyseliny na odpovídající aldehydy. Například:
RCOOH plus H3PO2→ RCHO plus H3PO3
8. Redukce amoniaku:
Kyselina fosforná může reagovat s amoniakem za vzniku fosfornanu amonného. Například:
H3PO2plus NH3→ NH4H2PO2
9. Redukce oxidované kyseliny fosforité:
Kyselina fosforná může redukovat oxidovanou kyselinu fosforitou (H5P3O10) za vzniku kyseliny fosforné. Například:
H5P3O10plus 6 NaH2PO2 → 3H3PO2plus 6NaHPO3
10. Reaktivita: Kyselina fosforná reaguje s mnoha sloučeninami, včetně organických sloučenin, anorganických kyselin, kovových iontů atd. Zde jsou některé běžné reakce:
- Kyselina fosforná reaguje s aldehydy/ketony za vzniku odpovídajících hydroxyfosfonátů.
- Kyselina fosforná reaguje s chloridy kyselin za vzniku odpovídajících hydroxyfosfonátů.
- Kyselina fosforná reaguje s kyselinou sírovou za vzniku kyseliny siřičité.
- Kyselina fosforná reaguje s peroxidem vodíku za vzniku kyseliny fosforečné a vody.
- Kyselina fosforná reaguje s amoniakem za vzniku fosfornanu amonného.
11. Stabilita: Kyselina fosforná je při pokojové teplotě relativně stabilní, ale snadno se rozkládá světlem a teplem. Vystavení vzduchu po dlouhou dobu se pomalu oxiduje na kyselinu fosforečnou.
A. Tepelná stabilita:
Kyselina fosforná je při pokojové teplotě relativně stabilní, ale při vysoké teplotě se může rozkládat. Při manipulaci nebo skladování kyseliny fosforné je proto třeba se vyvarovat nadměrných teplot. Obecně je nejlepší skladovat při pokojové teplotě, mimo dosah topných zařízení nebo otevřeného ohně.
b. Fotostabilita:
Kyselina fosforná je citlivá na světlo a vlivem světla se snadno rozkládá. Proto se během skladování a provozu snažte vyhnout dlouhodobému vystavení silnému světlu nebo ultrafialovým paprskům. Pro uložení kyseliny fosforné si můžete vybrat neprůhlednou nádobu, abyste snížili dopad světla na její stabilitu.
12. Rozpustnost: Kyselina fosforná má dobrou rozpustnost ve vodě. Může být zcela rozpuštěn ve vodě za vzniku bezbarvého a průhledného roztoku. Za normálních teplotních a tlakových podmínek je rozpustnost kyseliny fosforné poměrně vysoká.
hodnota a.pH:
Kyselina fosforná je slabá kyselina, jejíž roztok je kyselý. Podle koncentrace H plus iontů v roztoku lze upravit hodnotu pH roztoku kyseliny fosforné. Normálně je roztok kyseliny fosforné s nižší koncentrací slabě kyselý, s hodnotou pH mezi asi 2 a 3.
b. Vliv teploty:
Teplota ovlivní rozpustnost kyseliny fosforné. Obecně se rozpustnost zvyšuje s rostoucí teplotou. Proto je při vyšší teplotě snazší rozpustit kyselinu fosfornou ve vodě za vzniku roztoku.
C. Účinky koncentrace:
Rozpustnost kyseliny fosforné souvisí s její koncentrací. V určitém rozmezí se rozpustnost kyseliny fosforné zvyšuje se zvyšující se koncentrací. Když však koncentrace dosáhne určitého limitu, může být rozpustnost nasycená, to znamená, že již nelze rozpustit žádnou kyselinu fosfornou.
d. Stabilita řešení:
Roztoky kyseliny fosforné jsou relativně stabilní během skladování a manipulace. Dlouhodobé skladování nebo vystavení nevhodným podmínkám (např. vysoká teplota, světlo, oxidační činidla atd.) však může způsobit degradaci a rozklad roztoku. Proto je třeba se těmto nežádoucím podmínkám při používání a manipulaci s roztoky kyseliny fosforné vyhnout.
E. Aplikace řešení:
Roztoky kyseliny fosforné mají důležité aplikace v mnoha oblastech. Může být například použit jako redukční činidlo, katalyzátor a konzervační prostředek v průmyslu galvanického pokovování. Kromě toho se roztoky kyseliny fosforné často používají jako redukční činidla a vazebná činidla v chemické syntéze a organické syntéze.
|
|
|
|
13. Tvorba solí: Kyselina fosforná může vytvářet fosfornan, jako je fosfornan sodný (NaH2PO2) a fosfornan amonný (NH4H2PO2). Tyto soli jsou důležité v určitých průmyslových a laboratorních aplikacích.
Kromě výše uvedených reakcí může kyselina fosforná hrát roli také v jiných chemických reakcích, jako je srážení kovových iontů, redukce katalyzátorů atd. Je třeba poznamenat, že kyselina fosforná má určitou toxicitu a korozivnost a odpovídající bezpečnost během provozu musí být přijata opatření a musí být dodrženy příslušné laboratorní provozní postupy.