Fosforzuur (H3PO3) Eigenschappen, risico's en toepassingen

De fosforzuur, ook wel orthofosforzuur genoemd, het is een chemische verbinding met formule H.₃PO₃. Het is een van de verschillende zuurstofhoudende zuren van fosfor en de structuur wordt weergegeven in figuur 1 (EMBL-EBI, 2015).

Gezien de formule van de verbinding, kan deze worden herschreven als HPO (OH)_twee. Deze soort bestaat in evenwicht met een ondergeschikt tautomeer P (OH)₃ (Figuur 2).

De IUPAC, 2005-aanbevelingen zijn dat de laatste fosforzuur wordt genoemd, terwijl de dihydroxyvorm fosfonzuur wordt genoemd. Alleen gereduceerde fosforverbindingen worden gespeld met een "beer" -uitgang..

Fosforzuur is een diprotisch zuur, dit betekent dat het slechts twee protonen kan afstaan. Dit komt omdat de meerderheid van de tautomeer H is₃PO₃. Wanneer deze vorm een ​​proton verliest, stabiliseert de resonantie de gevormde anionen, zoals weergegeven in figuur 3.

Het P (OH) 3-tautomeer (Figuur 4) heeft niet het voordeel van resonantiestabilisatie. Dit maakt het verwijderen van het derde proton veel moeilijker (Waarom is fosforzuur diprotisch en niet triprotisch?, 2016).

Fosforzuur (H.₃PO₃) vormt zouten die fosfieten worden genoemd en die worden gebruikt als reductiemiddelen (Britannica, 1998). Het wordt bereid door tetrafosforhexoxide (P.₄OF₆) volgens de vergelijking:

P.₄OF₆ + 6 uur_tweeO → 4 HPO (OH)_twee

Zuiver fosforzuur, H.₃PO₃, best bereid door hydrolyse van fosfortrichloride, PCl₃.

PCl₃ + 3H_tweeO → HPO (OH)_twee + 3HCl

De resulterende oplossing wordt verwarmd om de HCl te verdrijven en het resterende water wordt verdampt totdat het verschijnt ₃PO₃ kleurloos kristallijn bij afkoeling. Het zuur kan ook worden verkregen door de inwerking van water op PBr₃ of PI₃ (Zumdahl, 2018).

Artikel index

• 1 Fysische en chemische eigenschappen
• 2 Reactiviteit en gevaren
  • 2.1 Reactiviteit
  • 2.2 Gevaren
  • 2.3 Maatregelen bij schade
• 3 toepassingen
• 4 referenties

Fysische en chemische eigenschappen

Fosforzuur zijn witte of gele hygroscopische tetraëdrische kristallen met een knoflookachtig aroma (National Center for Biotechnology Information, 2017). 

De H₃PO₃ het heeft een molecuulgewicht van 82,0 g / mol en een dichtheid van 1,651 g / ml. De verbinding heeft een smeltpunt van 73 ° C en ontleedt boven 200 ° C. Fosforzuur is oplosbaar in water en lost 310 gram per 100 ml van dit oplosmiddel op. Het is ook oplosbaar in ethanol.

Bovendien is het een sterk zuur met een pKa tussen 1,3 en 1,6 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Door fosforzuur tot ongeveer 200 ° C te verhitten, wordt het onevenredig in fosforzuur en fosfine (PH₃​Fosfine, een gas dat normaal gesproken spontaan ontbrandt in de lucht.

4H₃PO₃ + warmte → PH₃ + 3H₃PO₄

Reactiviteit en gevaren

Reactiviteit

• Fosforzuur is geen stabiele verbinding.
• Absorbeert zuurstof uit de lucht om fosforzuur te vormen.
• Vormt gele afzettingen in waterige oplossing die spontaan ontvlambaar zijn bij drogen.
• Reageert exotherm met chemische basen (bijvoorbeeld: aminen en anorganische hydroxiden) om zouten te vormen.
• Deze reacties kunnen in kleine ruimtes gevaarlijk grote hoeveelheden warmte genereren..
• Oplossen in water of verdunnen van een geconcentreerde oplossing met extra water kan aanzienlijke warmte genereren.
• Reageert in aanwezigheid van vocht met actieve metalen, inclusief structurele metalen zoals aluminium en ijzer, waarbij waterstof vrijkomt, een brandbaar gas.
• Het kan de polymerisatie van bepaalde alkenen op gang brengen. Reageert met cyanideverbindingen waarbij gasvormig waterstofcyanide vrijkomt.
• Kan brandbare en / of giftige gassen genereren in contact met dithiocarbamaten, isocyanaten, mercaptanen, nitriden, nitrilen, sulfiden en sterk reducerende middelen.
• Bijkomende gasgenererende reacties treden op met sulfieten, nitrieten, thiosulfaten (om H2S en SO3 te geven), dithionieten (om SO2 te geven) en carbonaten (om CO2 te geven) (FOSFORZUUR, 2016).

Gevaren

• De verbinding is bijtend voor de ogen en de huid.
• Contact met de ogen kan leiden tot beschadiging van het hoornvlies of blindheid..
• Contact met de huid kan ontstekingen en blaren veroorzaken.
• Inademing van stof veroorzaakt irritatie van het maagdarmkanaal of de luchtwegen, gekenmerkt door verbranding, niezen en hoesten..
• Ernstige overmatige blootstelling kan longschade, verstikking, bewustzijnsverlies of de dood veroorzaken (Material Safety Data Sheet Phosphorous acid, 2013).

Actie in geval van schade

• Ervoor zorgen dat medisch personeel op de hoogte is van de gebruikte materialen en voorzorgsmaatregelen neemt om zichzelf te beschermen.
• Het slachtoffer moet naar een koele plaats worden verplaatst en de medische hulpdienst moet worden gebeld.
• Als het slachtoffer niet ademt, moet kunstmatige beademing worden gegeven.
• De mond-op-mond-methode mag niet worden gebruikt als het slachtoffer de stof heeft ingeslikt of ingeademd..
• Kunstmatige beademing wordt uitgevoerd met behulp van een zakmasker voorzien van een eenrichtingsklep of een ander geschikt medisch beademingsapparaat.
• Bij ademhalingsmoeilijkheden moet zuurstof worden toegediend.
• Verontreinigde kleding en schoenen moeten worden verwijderd en geïsoleerd.
• In geval van contact met de stof, de huid of ogen onmiddellijk spoelen met stromend water gedurende tenminste 20 minuten..
• Voor minder huidcontact, vermijd verspreiding van het materiaal op een niet-aangetaste huid..
• Houd het slachtoffer kalm en warm.
• De effecten van blootstelling (inademing, inslikken of huidcontact) aan de stof kunnen vertraagd zijn.

Toepassingen

De belangrijkste toepassing van fosforzuur is de productie van fosfieten die worden gebruikt bij de waterbehandeling. Fosforzuur wordt ook gebruikt om fosfietzouten te bereiden, zoals kaliumfosfiet..

Van fosfieten is aangetoond dat ze effectief zijn bij het beheersen van een verscheidenheid aan plantenziekten.

In het bijzonder is behandeling door middel van stam- of bladinjectie die fosforzuurzouten bevat, geïndiceerd als reactie op infecties door plantpathogenen van het phytoftera en pythium-type (ze veroorzaken wortelafbraak).

Fosforzuur en fosfieten worden gebruikt als reductiemiddelen bij chemische analyse. Een handige en schaalbare nieuwe synthese van fenylazijnzuren, door de jodide-gekatalyseerde reductie van amandelzuren, is gebaseerd op de in situ vorming van joodwaterstofzuur uit katalytisch natriumjodide. Hiervoor wordt fosforzuur gebruikt als een stoichiometrische reductiemiddel (Jacqueline E. Milne, 2011).

Het wordt gebruikt als ingrediënt voor de productie van additieven die worden gebruikt in de polyvinylchloride-industrie (fosforzuur (CAS RN 10294-56-1), 2017). Ook worden fosforzuuresters gebruikt in verschillende reacties van organische synthese (Blazewska, 2009).

Referenties

1. Blazewska, K. (2009). Science of Synthesis: Houben-Weyl Methods of Molecular Transformations Vol 42. New York: Thieme.
2. (1998, 20 juli). Fosforzuur (H3PO3). Opgehaald van Encyclopædia Britannica: britannica.com.
3. EMBL-EBI. (2015, 20 juli). fosfonzuur. Opgehaald van ebi.ac.uk: ebi.ac.uk.
4. Jacqueline E. Milne, T.S. (2011). Door jodide gekatalyseerde reducties: ontwikkeling van een synthese van fenylazijnzuren. Org. Chem. 76, 9519-9524. organic-chemistry.org.
5. Veiligheidsinformatieblad Fosforzuur. (2013, 21 mei). Opgehaald van sciencelab: sciencelab.com.
6. Nationaal centrum voor informatie over biotechnologie. (2017, 11 maart). PubChem samengestelde database; CID = 107909. Opgehaald van PubChem: ncbi.nlm.nih.gov.
7. Fosforzuur (CAS RN 10294-56-1). (2017, 15 maart). Opgehaald van gov.uk/trade-tariff:gov.uk.
8. FOSFORZUUR. (2016). Hersteld van cameochemicaliën: cameochemicals.noaa.gov.
9. Royal Society of Chemistry. (2015). FOSFORZUUR. Opgehaald van chemspider: chemspider.com.
10. Waarom is fosforzuur diprotisch en niet triprotisch? (2016, 11 maart). Hersteld van chemistry.stackexchange.
11. Zumdahl, S. S. (2018, 15 augustus). Oxyzuur. Opgehaald van britannica.com.