Υποφωσφορικό οξύ(Σύνδεσμος:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-materials/hypophosphorous-acid-solution-cas-6303-21-5.html)είναι ένα άχρωμο υγρό με χημικό τύπο H3PO2. Ένα άλλο όνομα: νερό, HO2Π. Λόγω της ειδικής χημικής δομής του, έχει πολλές διαφορετικές χημικές και αντιδραστικές ιδιότητες.
Χημική δομή:
1. Μοριακή σύνθεση:
Το μόριο του υποφωσφορώδους οξέος αποτελείται από ένα άτομο φωσφόρου (Ρ) και τρία άτομα υδρογόνου (Η), σχηματίζοντας έναν μόνο δεσμό φωσφόρου-υδρογόνου.
2. Κατάσταση οξείδωσης:
Στο υποφωσφορικό οξύ, ο φώσφορος έχει μια κατάσταση οξείδωσης συν 1, η οποία ταιριάζει με αυτή του υδρογόνου. Αυτό οφείλεται στο ότι το άτομο φωσφόρου χάνει δύο άτομα οξυγόνου.
3. Δομικό σχήμα:
Τα μόρια του υποφωσφορικού οξέος ανήκουν στην τριγωνική πυραμιδική δομή. Το άτομο του φωσφόρου βρίσκεται στο κέντρο του μορίου και είναι διατεταγμένο σε τρίγωνο γύρω από τα τρία άτομα υδρογόνου του. Αυτή η δομή καθιστά το μόριο του υποφωσφορικού οξέος σχετικά σταθερό στο διάστημα.
4. Πολικότητα:
Το υποφωσφορικό οξύ είναι ένα πολικό μόριο. Η πολικότητα των δεσμών φωσφόρου-υδρογόνου επιτρέπει στο μόριο να έχει περιοχές μερικού θετικού και μερικού αρνητικού φορτίου. Τα άτομα φωσφόρου έχουν μερικό αρνητικό φορτίο, ενώ τα άτομα υδρογόνου έχουν μερικό θετικό φορτίο.
5. Σχηματισμός δεσμού υδρογόνου:
Λόγω των δομικών χαρακτηριστικών του μορίου του υποφωσφορικού οξέος, μπορεί να αλληλεπιδράσει με άλλες ενώσεις μέσω δεσμών υδρογόνου. Για παράδειγμα, το υποφωσφορικό οξύ μπορεί να σχηματίσει σύμπλοκο δεσμού υδρογόνου με μόρια νερού ή μόρια αλκοόλης μέσω δεσμών υδρογόνου.
Χημικές ιδιότητες:
1. Το υποφωσφορικό οξύ είναι ένα οξύ μέτριας ισχύος που παράγει πρωτόνια (Ησυν) στο νερό. Υποβάλλεται σε αντίδραση εξουδετέρωσης οξέος-βάσης με αλκάλια για να δημιουργήσει αντίστοιχο υποφωσφορώδες άλας και νερό. Για παράδειγμα:
H3ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ2συν NaOH → NaH2ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ2συν H2O
2. Το υποφωσφορικό οξύ είναι ισχυρός αναγωγικός παράγοντας και παρουσιάζει καλές αναγωγικές ιδιότητες σε πολλές χημικές αντιδράσεις. Μπορεί να αναγάγει ορισμένα μεταλλικά ιόντα σε μέταλλα και να παίζει σημαντικό ρόλο σε πολλές αντιδράσεις οργανικής σύνθεσης. Ακολουθούν μερικά παραδείγματα:
ένα. Μείωση ένυδρου νικελίου:
Ni2συν H3ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ2→ Ni συν H3ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ3
σι. Μείωση του χλωριούχου ουρανίου:
UCl6συν 12 Ω3ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ2→ U συν 6Η3ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ3συν 6HCl
3. Οξειδωτικές ιδιότητες: Αν και το υποφωσφορικό οξύ είναι αναγωγικός παράγοντας, μπορεί επίσης να εμφανίσει οξειδωτικές ιδιότητες σε ορισμένες αντιδράσεις. Υπό αλκαλικές συνθήκες, η οξειδωτική του ικανότητα ενισχύεται και ορισμένες ενώσεις μπορούν να οξειδωθούν σε καταστάσεις υψηλού σθένους, όπως:
H3ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ2συν 2 NaOH συν 2Cl2→ Να2HPO4συν 2 NaCl συν Η2O
4. Αντίδραση εστεροποίησης:
Το υποφωσφορικό οξύ μπορεί να αντιδράσει με αλκοόλες ή φαινόλες για να υποστεί μια αντίδραση εστεροποίησης για να δημιουργήσει τον αντίστοιχο υποφωσφορικό εστέρα. Για παράδειγμα:
H3ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ2συν ROH → ROH2ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ2
5. Αντίδραση υπεροξείδωσης:
Το υποφωσφορικό οξύ μπορεί να αντιδράσει με το υπεροξείδιο του υδρογόνου για να παράγει φωσφορικό οξύ και νερό:
H3ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ2συν H2O2 → H3ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ4συν H2O
6. Σύνθεση Υδροξυφωσφονικού:
Το υποφωσφορικό οξύ αντιδρά με αλδεΰδες ή κετόνες για να σχηματίσει τα αντίστοιχα υδροξυφωσφονικά. Αυτή η αντίδραση ονομάζεται αντίδραση Pudovik. Για παράδειγμα:
H3ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ2συν RCHO → RCH(OH)PO2
7. Αναγωγή καρβοξυλικών οξέων:
Το υποφωσφορικό οξύ μπορεί να αναγάγει τα καρβοξυλικά οξέα στις αντίστοιχες αλδεΰδες. Για παράδειγμα:
RCOOH συν H3ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ2→ RCHO συν H3ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ3
8. Μείωση της αμμωνίας:
Το υποφωσφορικό οξύ μπορεί να αντιδράσει με την αμμωνία για να σχηματίσει υποφωσφορώδες αμμώνιο. Για παράδειγμα:
H3ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ2συν NH3→ NH4H2ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ2
9. Αναγωγή του οξειδωμένου φωσφορικού οξέος:
Το υποφωσφορικό οξύ μπορεί να μειώσει το οξειδωμένο φωσφορικό οξύ (H5P3O10) για να δημιουργήσει υποφωσφορικό οξύ. Για παράδειγμα:
H5P3O10συν 6 NaH2ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ2 → 3H3ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ2συν 6NaHPO3
10. Δραστικότητα: Το υποφωσφορικό οξύ αντιδρά με πολλές ενώσεις, συμπεριλαμβανομένων οργανικών ενώσεων, ανόργανων οξέων, ιόντων μετάλλων κ.λπ. Ακολουθούν ορισμένες κοινές αντιδράσεις:
- Το υποφωσφορικό οξύ αντιδρά με αλδεΰδες/κετόνες σχηματίζοντας τα αντίστοιχα υδροξυφωσφονικά.
- Το υποφωσφορικό οξύ αντιδρά με τα χλωρίδια του οξέος για να σχηματίσει τα αντίστοιχα υδροξυφωσφονικά.
- Το υποφωσφορικό οξύ αντιδρά με το θειικό οξύ για να σχηματίσει θειικό οξύ.
- Το υποφωσφορικό οξύ αντιδρά με το υπεροξείδιο του υδρογόνου για να σχηματίσει φωσφορικό οξύ και νερό.
- Το υποφωσφορώδες οξύ αντιδρά με την αμμωνία σχηματίζοντας υποφωσφορώδες αμμώνιο.
11. Σταθερότητα: Το υποφωσφορικό οξύ είναι σχετικά σταθερό σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά αποσυντίθεται εύκολα από το φως και τη θερμότητα. Η έκθεση στον αέρα για μεγάλο χρονικό διάστημα θα οξειδωθεί αργά σε φωσφορικό οξύ.
ένα. Θερμική σταθερότητα:
Το υποφωσφορικό οξύ είναι σχετικά σταθερό σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά μπορεί να αποσυντεθεί σε υψηλή θερμοκρασία. Επομένως, οι υπερβολικές θερμοκρασίες θα πρέπει να αποφεύγονται κατά το χειρισμό ή την αποθήκευση υποφωσφορικού οξέος. Γενικά, είναι καλύτερο να φυλάσσεται σε θερμοκρασία δωματίου, μακριά από συσκευές θέρμανσης ή ανοιχτές φλόγες.
σι. Φωτοσταθερότητα:
Το υποφωσφορικό οξύ είναι ευαίσθητο στο φως και αποσυντίθεται εύκολα από την επίδραση του φωτός. Επομένως, κατά την αποθήκευση και τη λειτουργία, προσπαθήστε να αποφύγετε την παρατεταμένη έκθεση σε ισχυρό φως ή υπεριώδεις ακτίνες. Μπορείτε να επιλέξετε ένα αδιαφανές δοχείο για να αποθηκεύσετε υποφωσφορικό οξύ για να μειώσετε την επίδραση του φωτός στη σταθερότητά του.
12. Διαλυτότητα: Το υποφωσφορικό οξύ έχει καλή υδατοδιαλυτότητα. Μπορεί να διαλυθεί πλήρως σε νερό για να σχηματιστεί ένα άχρωμο και διαφανές διάλυμα. Υπό κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης, η διαλυτότητα του υποφωσφορώδους οξέος είναι σχετικά υψηλή.
τιμή a.pH:
Το υποφωσφορικό οξύ είναι ένα ασθενές οξύ του οποίου το διάλυμα είναι όξινο. Σύμφωνα με τη συγκέντρωση των ιόντων Η συν στο διάλυμα, η τιμή pH του διαλύματος υποφωσφορικού οξέος μπορεί να ρυθμιστεί. Κανονικά, ένα διάλυμα υποφωσφορικού οξέος με χαμηλότερη συγκέντρωση είναι ασθενώς όξινο, με τιμή pH μεταξύ περίπου 2 και 3.
σι. Επιρροή θερμοκρασίας:
Η θερμοκρασία θα επηρεάσει τη διαλυτότητα του υποφωσφορικού οξέος. Γενικά, η διαλυτότητα αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Επομένως, σε υψηλότερη θερμοκρασία, είναι ευκολότερο να διαλυθεί το υποφωσφορικό οξύ σε νερό για να σχηματιστεί διάλυμα.
ντο. Επιδράσεις συγκέντρωσης:
Η διαλυτότητα του υποφωσφορώδους οξέος σχετίζεται με τη συγκέντρωσή του. Εντός ενός ορισμένου εύρους, η διαλυτότητα του υποφωσφορικού οξέος αυξάνεται με την αύξηση της συγκέντρωσης. Ωστόσο, όταν η συγκέντρωση φτάσει σε ένα ορισμένο όριο, η διαλυτότητα μπορεί να είναι κορεσμένη, δηλαδή να μην μπορεί να διαλυθεί άλλο υποφωσφορικό οξύ.
ρε. Σταθερότητα διαλύματος:
Τα διαλύματα υποφωσφορικού οξέος είναι σχετικά σταθερά κατά την αποθήκευση και το χειρισμό. Ωστόσο, η μακροχρόνια αποθήκευση ή έκθεση σε ακατάλληλες συνθήκες (όπως υψηλή θερμοκρασία, φως, οξειδωτικά μέσα κ.λπ.) μπορεί να προκαλέσει αποικοδόμηση και αποσύνθεση του διαλύματος. Επομένως, αυτές οι ανεπιθύμητες συνθήκες πρέπει να αποφεύγονται κατά τη χρήση και το χειρισμό διαλυμάτων υποφωσφορικού οξέος.
μι. Εφαρμογή λύσης:
Τα διαλύματα υποφωσφορικού οξέος έχουν σημαντικές εφαρμογές σε πολλούς τομείς. Για παράδειγμα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αναγωγικός παράγοντας, καταλύτης και συντηρητικό στη βιομηχανία ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης. Επιπλέον, διαλύματα υποφωσφορικού οξέος χρησιμοποιούνται συχνά ως αναγωγικοί παράγοντες και παράγοντες σύζευξης στη χημική σύνθεση και την οργανική σύνθεση.
|
|
|
|
13. Σχηματιστικά άλατα: Το υποφωσφορικό οξύ μπορεί να σχηματίσει υποφωσφορώδη, όπως το υποφωσφορώδες νάτριο (NaH2ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ2) και υποφωσφορώδες αμμώνιο (NH4H2ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ2). Αυτά τα άλατα είναι σημαντικά σε ορισμένες βιομηχανικές και εργαστηριακές εφαρμογές.
Εκτός από τις παραπάνω αντιδράσεις, το υποφωσφορικό οξύ μπορεί να παίξει ρόλο και σε άλλες χημικές αντιδράσεις, όπως η καθίζηση μεταλλικών ιόντων, η αναγωγή των καταλυτών κ.λπ. Πρέπει να σημειωθεί ότι το υποφωσφορικό οξύ έχει κάποια τοξικότητα και διαβρωτικότητα και κατάλληλη ασφάλεια πρέπει να λαμβάνονται μέτρα κατά τη λειτουργία και να ακολουθούνται οι σχετικές εργαστηριακές διαδικασίες λειτουργίας.