Fosforsyras (H3PO3) egenskaper, risker och användningar

De fosforsyra, även kallad ortofosforsyra, det är en kemisk förening med formeln H₃PO₃. Det är en av de olika syresatta syrorna av fosfor och dess struktur presenteras i figur 1 (EMBL-EBI, 2015).

Med tanke på föreningens formel kan den skrivas om som HPO (OH)_två. Denna art existerar i jämvikt med en mindre tautomer P (OH)₃ (Figur 2).

IUPAC: s rekommendationer från 2005 är att den senare kallas fosforsyra, medan dihydroxiformen kallas fosfonsyra. Endast reducerade fosforföreningar stavas med en "björn" -änd..

Fosforsyra är en diprotinsyra, det betyder att den bara har förmågan att ge upp två protoner. Detta beror på att majoritetsspecialisten är H₃PO₃. När denna form förlorar ett proton stabiliserar resonansen bildade anjoner, som visas i figur 3.

P (OH) 3-tautomeren (figur 4) har inte fördelen med resonansstabilisering. Detta gör borttagningen av den tredje protonen mycket svårare (varför är fosforsyra diprotisk och inte triprotisk?, 2016).

Fosforsyra (H₃PO₃) bildar salter som kallas fosfiter, som används som reduktionsmedel (Britannica, 1998). Den framställs genom upplösning av tetrafosforhexoxid (P₄ELLER₆) enligt ekvationen:

P₄ELLER₆ + 6 timmar_tvåO → 4 HPO (OH)_två

Ren fosforsyra, H₃PO₃, bäst beredd genom hydrolys av fosfortriklorid, PCl₃.

PCl₃ + 3H_tvåO → HPO (OH)_två + 3HCl

Den resulterande lösningen upphettas för att driva bort HCl och det återstående vattnet avdunstas tills det dyker upp ₃PO₃ färglös kristallin vid kylning. Syran kan också erhållas genom inverkan av vatten på PBr₃ eller PI₃ (Zumdahl, 2018).

Artikelindex

• 1 Fysikaliska och kemiska egenskaper
• 2 Reaktivitet och faror
  • 2.1 Reaktivitet
  • 2.2 Faror
  • 2.3 Åtgärd vid skada
• 3 användningsområden
• 4 Referenser

Fysiska och kemiska egenskaper

Fosforsyra är vita eller gula hygroskopiska tetraedriska kristaller med vitlökliknande arom (National Center for Biotechnology Information, 2017). 

H₃PO₃ den har en molekylvikt av 82,0 g / mol och en densitet av 1,651 g / ml. Föreningen har en smältpunkt på 73 ° C och sönderdelas över 200 ° C. Fosforsyra är löslig i vatten och kan lösa 310 gram per 100 ml av detta lösningsmedel. Det är också lösligt i etanol.

Dessutom är det en stark syra med en pKa mellan 1,3 och 1,6 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Uppvärmning av fosforsyra till cirka 200 ° C gör att den står i proportion till fosforsyra och fosfin (PH₃). Fosfin, en gas som normalt antänds spontant i luften.

4H₃PO₃ + värme → PH₃ + 3H₃PO₄

Reaktivitet och faror

Reaktivitet

• Fosforsyra är inte en stabil förening.
• Absorberar syre från luften för att bilda fosforsyra.
• Bildar gula avlagringar i vattenlösning som är spontant brandfarliga vid torkning.
• Reagerar exotermiskt med kemiska baser (till exempel: aminer och oorganiska hydroxider) för att bilda salter.
• Dessa reaktioner kan generera farligt stora mängder värme i små utrymmen..
• Upplösning i vatten eller utspädning av en koncentrerad lösning med ytterligare vatten kan generera betydande värme.
• Reagerar i närvaro av fukt med aktiva metaller, inklusive strukturella metaller som aluminium och järn, för att frigöra väte, en brandfarlig gas.
• Det kan initiera polymerisationen av vissa alkener. Reagerar med cyanidföreningar för att frigöra gasformigt vätecyanid.
• Kan generera brandfarliga och / eller giftiga gaser i kontakt med ditiokarbamater, isocyanater, merkaptaner, nitrider, nitriler, sulfider och starka reduktionsmedel.
• Ytterligare gasgenererande reaktioner inträffar med sulfiter, nitriter, tiosulfater (för att ge H2S och SO3), ditioniter (för att ge SO2) och karbonater (för att ge CO2) (FOSFOR SYRA, 2016).

Faror

• Föreningen är frätande för ögon och hud.
• Kontakt med ögonen kan leda till hornhinneskador eller blindhet..
• Kontakt med huden kan orsaka inflammation och blåsor.
• Inandning av damm kommer att ge irritation i mag-tarmkanalen eller luftvägarna, som kännetecknas av sveda, nysningar och hosta..
• Allvarlig överexponering kan orsaka lungskador, kvävning, medvetslöshet eller dödsfall (Säkerhetsdatablad fosforsyra, 2013).

Åtgärd vid skada

• Se till att medicinsk personal är medveten om det aktuella materialet och vidtar försiktighetsåtgärder för att skydda sig själva.
• Offret ska flyttas till en sval plats och akutvården ska ringas.
• Artificiell andning bör ges om offret inte andas.
• Munt-till-mun-metoden ska inte användas om offret har intagit eller inandat ämnet..
• Konstgjord andning utförs med hjälp av en fickmask försedd med envägsventil eller annan lämplig andningsmedicinsk utrustning.
• Syre bör ges om andningen är svår.
• Förorenade kläder och skor ska avlägsnas och isoleras.
• Vid kontakt med ämnet, skölj omedelbart huden eller ögonen med rinnande vatten i minst 20 minuter..
• Undvik att sprida materialet på opåverkad hud för mindre hudkontakt..
• Håll offret lugnt och varmt.
• Effekterna av exponering (inandning, förtäring eller hudkontakt) för ämnet kan försenas.

Applikationer

Den viktigaste användningen av fosforsyra är produktionen av fosfiter som används vid vattenbehandling. Fosforsyra används också för att bereda fosfitsalter, såsom kaliumfosfit..

Fosfiter har visat sig vara effektiva för att kontrollera en mängd olika växtsjukdomar.

I synnerhet indikeras behandling med stam- eller bladinjektion innehållande fosforsyrasalter som svar på infektioner av växtpatogener av typen fytoftera och pythium (de orsakar rotnedbrytning).

Fosforsyra och fosfiter används som reduktionsmedel vid kemisk analys. En bekväm och skalbar ny syntes av fenylättiksyra, genom den jodidkatalyserade reduktionen av mandelsyror, är baserad på in situ-generering av hydrojodsyra från katalytisk natriumjodid. För detta används fosforsyra som en stökiometrisk reducerare (Jacqueline E. Milne, 2011).

Det används som en ingrediens för produktion av tillsatser som används inom polyvinylkloridindustrin (fosforsyra (CAS RN 10294-56-1), 2017). Även fosforsyraestrar används i olika organiska syntesreaktioner (Blazewska, 2009).

Referenser

1. Blazewska, K. (2009). Science of Synthesis: Houben-Weyl Methods of Molecular Transformations Vol 42. New York: Thieme.
2. (1998, 20 juli). Fosforsyra (H3PO3). Återställd från Encyclopædia Britannica: britannica.com.
3. EMBL-EBI. (2015, 20 juli). fosfonsyra. Återställd från ebi.ac.uk: ebi.ac.uk.
4. Jacqueline E. Milne, T. S. (2011). Jodkatalyserade reduktioner: Utveckling av en syntes av fenylättiksyra. Org. Chem. 76, 9519-9524. organisk-kemi.org.
5. Säkerhetsdatablad Fosforsyra. (2013, 21 maj). Återställd från sciencelab: sciencelab.com.
6. Nationellt centrum för bioteknikinformation. (2017, 11 mars). PubChem Compound Database; CID = 107909. Hämtad från PubChem: ncbi.nlm.nih.gov.
7. Fosforsyra (CAS RN 10294-56-1). (2017, 15 mars). Återställd från gov.uk/trade-tariff:gov.uk.
8. FOSFOR SYRA. (2016). Återställd från cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
9. Royal Society of Chemistry. (2015). FOSFOR SYRA. Återställd från chemspider: chemspider.com.
10. Varför är fosforsyra diprotisk och inte triprotisk? (2016, 11 mars). Återställd från chemistry.stackexchange.
11. Zumdahl, S. S. (2018, 15 augusti). Oxysyra. Återställd från britannica.com.