Υποφωσφορικό οξύΤο (H3PO2) είναι ένα μέτριας ενδιαφέροντος οξυοξύ φωσφόρου γνωστό για τις σημαντικές φθίνουσες ικανότητές του. Παρά την περιορισμένη δημιουργία της για ένα τεράστιο εύρος, υπάρχουν μερικές στρατηγικές για την ενορχήστρωση αυτής της συγκεκριμένης ανόργανης ένωσης σε ερευνητικές εγκαταστάσεις και σύγχρονα περιβάλλοντα. Αυτά τα μαθήματα ένωσης περιλαμβάνουν την ελεγχόμενη απόκριση των ενώσεων φωσφόρου με μειωμένους ειδικούς για την παραγωγή υποφωσφορικού οξέος. Στο εργαστήριο, το οξύ μπορεί να είναι έτοιμο μέσω της μείωσης του τριχλωριούχου φωσφόρου ή του πεντοξειδίου του φωσφόρου με άλατα υποφωσφόρου ή άλλους ειδικούς που μειώνονται. Σε μια σύγχρονη κλίμακα, το οξύ παράγεται συνήθως από την υδρόλυση του τριχλωριούχου φωσφόρου ή από την απόκριση της φωσφίνης με το νερό.
Λόγω των μειωτικών ιδιοτήτων του,υποφωσφορώδης οξύπαρακολουθεί εφαρμογές σε διαφορετικούς τομείς, συμπεριλαμβανομένου του συνθετικού συνδυασμού, της επιμετάλλωσης μετάλλων και ως ειδικός εξισορρόπησης για συγκεκριμένα μείγματα. Οι καινοτόμες ιδιότητές του το καθιστούν σημαντικό μέρος σε ξεκάθαρους σύγχρονους κύκλους, ανεξάρτητα από τον μετρίως χαμηλό όγκο δημιουργίας του.
Πώς μπορεί να παρασκευαστεί το υποφωσφορικό οξύ με την οξίνιση των φωσφιδίων μετάλλων;
Μια τακτική στρατηγική για τη δημιουργίαυποφωσφορικό οξύπεριλαμβάνει την απόκριση φωσφιδίων μετάλλων με ρευστά ορυκτά οξέα. Τα διαλυτά φωσφίδια βασικών μετάλλων, για παράδειγμα, το φωσφίδιο του νατρίου και το φωσφίδιο του καλίου, περνούν από μια απόκριση με οξύ ή θειικό διαβρωτικό για να δώσει H3PO2 όπως υποδεικνύεται από τη στοιχειομετρία:
NaPH2 + 2HCl → NaCl + H3PO2
Ο κύκλος ξεκινά με εναιώρηση του φωσφιδίου μετάλλου σε συμπυκνωμένουποφωσφορικό οξύκαι απαλά αναρροή το μείγμα για μερικές ώρες. Κατά τη διάρκεια αυτής της απόκρισης, το οξύ απελευθερώνεται και παραμένει διαλυμένο στη διάταξη, ενώ το χλωριούχο μέταλλο επιταχύνεται προς τα έξω. Το επόμενο στάδιο περιλαμβάνει διήθηση για την απομόνωση της ενθάρρυνσης, μετά την οποία το H3PO2 μπορεί να διαχωριστεί από το διήθημα μέσω τμηματικής κρυστάλλωσης μετά την ψύξη.
Μια επιλεκτική μεθοδολογία περιλαμβάνει τη χρήση προ-πλαισίου υποφωσφορώδους ασβεστίου (Ca(H2PO2)2) ως αρχικού υλικού και όχι φωσφιδίου νατρίου. Αυτό αποφεύγει την ανάγκη αντιμετώπισης δεκτικών φωσφιδίων μετάλλων αλατιού. Η απόκριση του υποφωσφορώδους ασβεστίου με θειικά διαβρωτικά αποτελέσματα στην αλλαγή του άλατος σευποφωσφορικό οξύ, το οποίο μπορεί να αποσυνδεθεί από το θειικό ασβέστιο ενθαρρύνει:
Ca(H2PO2)2 + H2SO4 → 2H3PO2 + CaSO4
Σε γενικές γραμμές, η διαβρωτική επεξεργασία των υποφωσφιδίων ή των φωσφιδίων δίνει μια άμεση οδό γιαυποφωσφορικό οξύσε χώρους ερευνητικών κέντρων. Σε κάθε περίπτωση, η παρατήρηση ότι η φροντίδα των καταστροφικών οξέων για ένα τεράστιο εύρος παρουσιάζει κρίσιμες προκλήσεις είναι σημαντική.
Η χρήση φωσφιδίων μετάλλων ή υποφωσφορώδους ασβεστίου με προπλαισίωση εξετάζει τη δημιουργία του οξέος μέσω ελεγχόμενων αποκρίσεων με ανόργανα οξέα. Παρά την απλότητα αυτής της στρατηγικής, οι βιώσιμες σκέψεις σχετικά με την προστατευμένη θεραπεία των καταστροφικών οξέων, καθώς και τη χορήγηση παρενεργειών, θα πρέπει να τεθούν επίπονα, αυξάνοντας παράλληλα τον κύκλο δημιουργίας.
Πώς χρησιμοποιείται η ηλεκτρόλυση του φωσφορικού οξέος για την παραγωγή υποφωσφορικού οξέος;
Στους σύγχρονους κύκλους,υποφωσφορικό οξύδημιουργείται μέσω της ηλεκτροχημικής μείωσης του διαβρωτικού φωσφόρου (H3PO3). Αυτή η τεχνική περιλαμβάνει ηλεκτρόλυση υγρού H3PO3 σε διαχωρισμένο στοιχείο με κάθοδο μολύβδου και άνοδο πλατίνας:
H3PO3 + H2O + 2e-→ H3PO2 + 2OH-
Κατά τη διάρκεια αυτής της ηλεκτρόλυσης, το διαβρωτικό φωσφόρο μειώνεται στην κάθοδο, ενώ η οξείδωση του νερού συμβαίνει στην άνοδο για να διατηρείται η ισορροπία. Η επόμενη ρύθμιση περιέχειυποφωσφορικό οξύκαι υδροξείδιο του νατρίου. Η επακόλουθη ζύμωση προκαλεί την καθίζηση του H3PO2, το οποίο στη συνέχεια απολυμαίνεται με κρυστάλλωση.
Τα διαφορετικά όρια κύκλου όπως το pH, η θερμοκρασία, το πάχος ρεύματος και η επιλογή των καθόδων εξορθολογίζονται επιμελώς για τη βελτίωση της απόδοσης και της απόδοσης. Το διαβρωτικό φωσφόρο προτιμάται έναντι του φωσφορικού διαβρωτικού ως αρχικό υλικό λόγω της χαμηλότερης τάσης που απαιτείται για μείωση.
Αυτή η ηλεκτροχημική μεθοδολογία προσφέρει επίμονη δημιουργία υποφωσφορικού οξέος υψηλής καθαρότητας χωρίς την απαίτηση για καταστροφικά οξέα. Θεωρείται ευρέως ως η προτιμώμενη στρατηγική για τη σύγχρονη δημιουργία τεράστιου βεληνεκούς, λόγω της ικανότητάς του να παράγει σταθερά το οξύ υψηλής καθαρότητας, ανταποκρινόμενο στις σοβαρές ανάγκες αρετής των σύγχρονων εφαρμογών. Επιπλέον, αυτή η τεχνική εγγυάται ευεξία και επάρκεια στην ανάπτυξη του οξέος, συνοδευόμενη από τη στρατηγική απόφασης για σύγχρονη παραγωγή κλίμακας.
Πώς μπορεί η οξείδωση μετάλλων να παράγει υποφωσφορικό οξύ;
Το υποφωσφορικό οξύ μπορεί να ληφθεί ως αποτέλεσμα κατά τη διάρκεια της οξείδωσης συγκεκριμένων μετάλλων, για παράδειγμα, σιδήρου ή ψευδαργύρου στη θέα των διαβρωτικών φωσφορικών ή φωσφορικών αλάτων, επωφελούμενο από την οξειδοαναγωγική κίνηση αυτών των μετάλλων.
Για παράδειγμα, όταν η σκόνη ψευδάργυρου θερμαίνεται με φωσφορικό διαβρωτικό, η απόκριση ξαφνικά αποδίδει φωσφορικό ψευδάργυρο και το οξύ:
Zn + 2H3PO4 → Zn3(PO4)2 + H3PO2 + H2
Επιπλέον, ο σίδηρος ανταποκρίνεται επίσης με φωσφορικό διαβρωτικό παράγοντα για την παροχή υποφωσφορικού οξέος. Η απεμπλοκή του H3PO2 από τον συνδυασμό ειδών μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας τη χαμηλή διαλυτότητά του σε συμπυκνωμένο H3PO4.
Αυτή η προσέγγιση που βασίζεται στην οξειδοαναγωγή λαμβάνει υπόψη τη χρήση οικονομικών μετάλλων όπως ο σίδηρος και ο ψευδάργυρος, σε αντίθεση με την εξάρτηση από δαπανηρές πρώτες ύλες φωσφόρου. Σε κάθε περίπτωση, η απόδοση του οξέος που χρησιμοποιεί αυτή την τεχνική είναι κάπως χαμηλή και ο κύκλος αποσύνδεσης προσπαθεί λόγω αντιμαχόμενων πλευρικών αποκρίσεων. Σε κάθε περίπτωση, αυτή η προσέγγιση προσφέρει μια άμεση μέθοδο για τη λήψη μικρών ποσοτήτων οξέος σε εργαστηριακές ρυθμίσεις.
συμπέρασμα
Hυποφωσφορικό οξύΗ ένωση ενσωματώνει τρεις βασικές στρατηγικές: διαβρωτική επεξεργασία των φωσφιδίων, ηλεκτροαναγωγή του διαβρωτικού φωσφόρου και οξείδωση μετάλλων σε συνδυασμό με φωσφορικό διαβρωτικό. Στα σύγχρονα περιβάλλοντα, οι ηλεκτροχημικές μέθοδοι χρησιμοποιούνται σε μεγάλο βαθμό για τη δημιουργία επιχειρήσεων λόγω της επάρκειας και της προσαρμοστικότητάς τους. Εναλλακτικά, σε εργαστηριακή μεθοδολογία περιορισμένου πεδίου, οι αναλυτές συχνά επιλέγουν διαβρωτικές αποκρίσεις συμπεριλαμβανομένων των φωσφιδίων ή της οξειδοαναγωγής από μέταλλα και φωσφορικά άλατα για την ανάμειξη του οξέος.
Η διαβρωτική επεξεργασία των φωσφιδίων περιλαμβάνει την απόκριση των φωσφιδίων μετάλλων με ανόργανα οξέα για να αποδώσουνυποφωσφορικό οξύ, ένας κύκλος που απαιτεί ελεγχόμενες συνθήκες για να αποτρέψει τις πλευρικές αποκρίσεις και να εγγυηθεί την ιδανική απόδοση. Η ηλεκτρομείωση του διαβρωτικού φωσφόρου περιλαμβάνει τη χρησιμοποίηση της ισχύος για τη μετατροπή του διαβρωτικού φωσφόρου στο οξύ, προσφέροντας μια πιο απλή και αποτελεσματική στρατηγική για τη δημιουργία τεράστιου εύρους. Η οξείδωση μετάλλων σε συνδυασμό με το φωσφορικό διαβρωτικό δίνει ένα μάθημα επιλογής για την παραγωγή του οξύ με τη χρήση των οξειδοαναγωγικών ιδιοτήτων των μετάλλων εντός του ορατού φωσφορικού διαβρωτικού.
βιβλιογραφικές αναφορές
1. Becker, GW (1983). Φωσφορικά άλατα και Φωσφορικό Οξύ. Marcel Dekker, Inc.
2. Holleman, AF, Wiberg, E., & Wiberg, N. (2001). Ανόργανη χημεία. Ακαδημαϊκός Τύπος.
3. King, RB (1998). Encyclopedia of Inorganic Chemistry, Vol 6. John Wiley & Sons.
4. Nie, Y., Tu, Q., Deng, H., Fu, J., & Wang, J. (2012). Μια βελτιωμένη διαδικασία ηλεκτροσύνθεσης υποφωσφορικού οξέος σε αντιδραστήρα συνεχούς φίλτρου πρέσσας. Chemical Engineering Research and Design, 90(4), 563-569.
5. Stecher, Η. (1968). Ο Δείκτης Χημικών και Φαρμάκων Merck. Merck & Company Incorporated.