Fosforsyre (H3PO3) egenskaper, risikoer og bruksområder

De fosforsyre, også kalt ortofosforsyre, det er en kjemisk forbindelse med formel H₃PO₃. Det er en av de forskjellige oksygenerte syrene av fosfor, og dens struktur er presentert i figur 1 (EMBL-EBI, 2015).

Gitt formelen til forbindelsen, kan den skrives om som HPO (OH)_to. Denne arten eksisterer i likevekt med en mindre tautomer P (OH)₃ (Figur 2).

IUPAC, 2005-anbefalingene er at sistnevnte kalles fosforsyre, mens dihydroksyformen kalles fosfonsyre. Bare reduserte fosforforbindelser er stavet med en "bjørn" -slutning..

Fosforsyre er en diprotinsyre, dette betyr at den bare har evnen til å gi opp to protoner. Dette er fordi majoritetsspesialisten er H₃PO₃. Når denne formen mister et proton, stabiliserer resonansen de dannede anionene, som vist i figur 3.

P (OH) 3-tautomeren (figur 4) har ikke fordelen med resonansstabilisering. Dette gjør fjerningen av den tredje protonen mye vanskeligere (hvorfor er fosforsyre diprotisk og ikke triprotisk?, 2016).

Fosforsyre (H₃PO₃) danner salter kalt fosfitter, som brukes som reduksjonsmidler (Britannica, 1998). Den fremstilles ved å oppløse tetrafosforheksoksyd (P₄ELLER₆i henhold til ligningen:

P₄ELLER₆ + 6 timer_toO → 4 HPO (OH)_to

Ren fosforsyre, H₃PO₃, best tilberedt ved hydrolyse av fosfortriklorid, PCl₃.

PCl₃ + 3H_toO → HPO (OH)_to + 3HCl

Den resulterende løsningen blir oppvarmet for å drive HC1, og det gjenværende vannet blir fordampet til det dukker opp ₃PO₃ fargeløs krystallinsk ved avkjøling. Syren kan også oppnås ved innvirkning av vann på PBr₃ eller PI₃ (Zumdahl, 2018).

Artikkelindeks

• 1 Fysiske og kjemiske egenskaper
• 2 Reaktivitet og farer
  • 2.1 Reaktivitet
  • 2.2 Farer
  • 2.3 Handling i tilfelle skade
• 3 bruksområder
• 4 Referanser

Fysiske og kjemiske egenskaper

Fosforsyre er hvite eller gule hygroskopiske tetraedriske krystaller med hvitløklignende aroma (National Center for Biotechnology Information, 2017). 

H₃PO₃ den har en molekylvekt på 82,0 g / mol og en tetthet på 1,651 g / ml. Forbindelsen har et smeltepunkt på 73 ° C og nedbrytes over 200 ° C. Fosforsyre er løselig i vann og er i stand til å oppløse 310 gram per 100 ml av dette løsningsmidlet. Det er også løselig i etanol.

I tillegg er det en sterk syre med en pKa mellom 1,3 og 1,6 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Oppvarming av fosforsyre til ca. 200 ° C får den til å stå i proporsjon til fosforsyre og fosfin (PH₃). Fosfin, en gass som normalt antennes spontant i luften.

4H₃PO₃ + varme → PH₃ + 3H₃PO₄

Reaktivitet og farer

Reaktivitet

• Fosforsyre er ikke en stabil forbindelse.
• Absorberer oksygen fra luften for å danne fosforsyre.
• Danner gule avleiringer i vandig løsning som er spontant brannfarlig ved tørking.
• Reagerer eksotermisk med kjemiske baser (for eksempel aminer og uorganiske hydroksider) for å danne salter.
• Disse reaksjonene kan generere farlig store mengder varme i små rom..
• Oppløsning i vann eller fortynning av en konsentrert løsning med ekstra vann kan generere betydelig varme.
• Reagerer i nærvær av fuktighet med aktive metaller, inkludert strukturelle metaller som aluminium og jern, for å frigjøre hydrogen, en brennbar gass.
• Det kan starte polymeriseringen av visse alkener. Reagerer med cyanidforbindelser for å frigjøre gassformet hydrogencyanid.
• Kan generere brannfarlige og / eller giftige gasser i kontakt med ditiokarbamater, isocyanater, merkaptaner, nitrider, nitriler, sulfider og sterke reduksjonsmidler.
• Ytterligere gassgenererende reaksjoner oppstår med sulfitter, nitritter, tiosulfater (for å gi H2S og SO3), ditionitter (for å gi SO2) og karbonater (for å gi CO2) (FOSFOR SYRE, 2016).

Farer

• Forbindelsen er etsende for øynene og huden.
• Kontakt med øynene kan føre til hornhinneskader eller blindhet..
• Kontakt med huden kan forårsake betennelse og blemmer.
• Innånding av støv vil gi irritasjon i mage-tarmkanalen eller luftveiene, preget av svie, nysing og hoste..
• Alvorlig overeksponering kan forårsake lungeskade, kvelning, bevissthetstap eller død (sikkerhetsdatablad fosforsyre, 2013).

Handling i tilfelle skade

• Sørge for at medisinsk personell er klar over materialene som er involvert, og tar forholdsregler for å beskytte seg selv.
• Offeret skal flyttes til et kjølig sted og legevaktet tilkalles.
• Kunstig åndedrett bør gis hvis offeret ikke puster.
• Munn-til-munn-metoden bør ikke brukes hvis offeret har svelget eller inhalert stoffet..
• Kunstig åndedrett utføres ved hjelp av en lommemaske utstyrt med enveisventil eller annet egnet respiratorisk medisinsk utstyr.
• Oksygen bør gis hvis det er vanskelig å puste.
• Forurensede klær og sko bør fjernes og isoleres.
• Ved kontakt med stoffet, skyll straks huden eller øynene med rennende vann i minst 20 minutter..
• For mindre hudkontakt, unngå å spre materialet på upåvirket hud..
• Hold offeret rolig og varm.
• Effektene av eksponering (innånding, svelging eller hudkontakt) for stoffet kan være forsinket.

applikasjoner

Den viktigste bruken av fosforsyre er produksjonen av fosfitter som brukes i vannbehandling. Fosforsyre brukes også til å fremstille fosfitsalter, slik som kaliumfosfitt..

Fosfitter har vist seg å være effektive i å kontrollere en rekke plantesykdommer.

Spesielt er behandling med stamme- eller bladinjeksjon som inneholder fosforsyresalter indikert som svar på infeksjoner av plantepatogener av typen fytoftera og pythium (de forårsaker rotnedbrytning).

Fosforsyre og fosfitter brukes som reduksjonsmidler i kjemisk analyse. En praktisk og skalerbar ny syntese av fenyleddiksyre, gjennom den jodidkatalyserte reduksjonen av mandelsyrer, er basert på in situ generering av hydrojodsyre fra katalytisk natriumjodid. For dette brukes fosforsyre som støkiometrisk reduksjonsmiddel (Jacqueline E. Milne, 2011).

Den brukes som en ingrediens for produksjon av tilsetningsstoffer som brukes i polyvinylkloridindustrien (Fosforsyre (CAS RN 10294-56-1), 2017). Også fosforsyreestere brukes i forskjellige reaksjoner av organisk syntese (Blazewska, 2009).

Referanser

1. Blazewska, K. (2009). Science of Synthesis: Houben-Weyl Methods of Molecular Transformations Vol 42. New York: Thieme.
2. (1998, 20. juli). Fosforsyre (H3PO3). Gjenopprettet fra Encyclopædia Britannica: britannica.com.
3. EMBL-EBI. (2015, 20. juli). fosfonsyre. Gjenopprettet fra ebi.ac.uk: ebi.ac.uk.
4. Jacqueline E. Milne, T. S. (2011). Jodkatalyserte reduksjoner: utvikling av en syntese av fenyleddiksyre. Org. Chem. 76, 9519-9524. organisk-kjemi.org.
5. Sikkerhetsdatablad Fosforsyre. (2013, 21. mai). Gjenopprettet fra sciencelab: sciencelab.com.
6. Nasjonalt senter for bioteknologisk informasjon. (2017, 11. mars). PubChem Compound Database; CID = 107909. Hentet fra PubChem: ncbi.nlm.nih.gov.
7. Fosforsyre (CAS RN 10294-56-1). (2017, 15. mars). Gjenopprettet fra gov.uk/trade-tariff:gov.uk.
8. FOSFOR SYRE. (2016). Gjenopprettet fra cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
9. Royal Society of Chemistry. (2015). FOSFOR SYRE. Gjenopprettet fra chemspider: chemspider.com.
10. Hvorfor er fosforsyre diprotisk og ikke triprotisk? (2016, 11. mars). Gjenopprettet fra chemistry.stackexchange.
11. Zumdahl, S. S. (2018, 15. august). Oksysyre. Gjenopprettet fra britannica.com.