Àcid hipofosforós(enllaç:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-materials/hypophosphorous-acid-solution-cas-6303-21-5.html)és un líquid incolor amb la fórmula química H3PO2. Un altre anomenat: aigua, HO2P. A causa de la seva estructura química especial, té moltes propietats químiques i reactives diferents.
Estructura química:
1. Composició molecular:
La molècula d'àcid hipofòsfor està formada per un àtom de fòsfor (P) i tres àtoms d'hidrogen (H), formant un únic enllaç fòsfor-hidrogen.
2. Estat d'oxidació:
En l'àcid hipofòsfor, el fòsfor té un estat d'oxidació de més 1, que coincideix amb el de l'hidrogen. Això es deu al fet que l'àtom de fòsfor perd dos àtoms d'oxigen.
3. Forma estructural:
Les molècules d'àcid hipofòsfor pertanyen a l'estructura de la piràmide triangular. L'àtom de fòsfor es troba al centre de la molècula i està disposat en un triangle al voltant dels seus tres àtoms d'hidrogen. Aquesta estructura fa que la molècula d'àcid hipofòsfor sigui relativament estable a l'espai.
4. Polaritat:
L'àcid hipofosforós és una molècula polar. La polaritat dels enllaços fòsfor-hidrogen permet que la molècula tingui regions de càrrega parcial positiva i parcial negativa. Els àtoms de fòsfor tenen una càrrega negativa parcial, mentre que els àtoms d'hidrogen tenen una càrrega parcial positiva.
5. Formació d'enllaços d'hidrogen:
A causa de les característiques estructurals de la molècula d'àcid hipofòsfor, pot interactuar amb altres compostos mitjançant ponts d'hidrogen. Per exemple, l'àcid hipofòsfor pot formar un complex d'enllaços d'hidrogen amb molècules d'aigua o molècules d'alcohol mitjançant ponts d'hidrogen.
Propietats químiques:
1. L'àcid hipofòsfor és un àcid de força mitjana que produeix protons (Hmés) a l'aigua. Se sotmet a una reacció de neutralització àcid-base amb àlcali per generar hipofosfit i aigua corresponents. Per exemple:
H3PO2més NaOH → NaH2PO2més H2O
2. L'àcid hipofosforat és un agent reductor fort i mostra bones propietats reductores en moltes reaccions químiques. Pot reduir certs ions metàl·lics a metalls i jugar un paper important en moltes reaccions de síntesi orgànica. Aquí teniu uns quants exemples:
a. Reducció d'hidrat de níquel:
Ni2més més H3PO2→ Ni més H3PO3
b. Reducció del clorur d'urani:
UCl6més 12 h3PO2→ U més 6H3PO3més 6HCl
3. Propietats oxidatives: tot i que l'àcid hipofosforat és un agent reductor, també pot presentar propietats oxidatives en algunes reaccions. En condicions alcalines, la seva capacitat oxidant es millora i certs compostos es poden oxidar a estats d'alta valència, com ara:
H3PO2més 2NaOH més 2Cl2→ Na2HPO4més 2NaCl més H2O
4. Reacció d'esterificació:
L'àcid hipofosforat pot reaccionar amb alcohols o fenols per sotmetre's a una reacció d'esterificació per generar l'èster hipofòsfor corresponent. Per exemple:
H3PO2més ROH → ROH2PO2
5. Reacció de peroxidació:
L'àcid hipofòsfor pot reaccionar amb peròxid d'hidrogen per produir àcid fosfòric i aigua:
H3PO2més H2O2 → H3PO4més H2O
6. Síntesi d'hidroxifosfonat:
L'àcid hipofosforós reacciona amb aldehids o cetones per formar els corresponents hidroxifosfonats. Aquesta reacció s'anomena reacció de Pudovik. Per exemple:
H3PO2més RCHO → RCH(OH)PO2
7. Reducció d'àcids carboxílics:
L'àcid hipofosforat pot reduir els àcids carboxílics als aldehids corresponents. Per exemple:
RCOOH més H3PO2→ RCHO més H3PO3
8. Reducció d'amoníac:
L'àcid hipofosforós pot reaccionar amb l'amoníac per formar hipofosfit d'amoni. Per exemple:
H3PO2més NH3→ NH4H2PO2
9. Reducció de l'àcid fòsfor oxidat:
L'àcid hipofòsfor pot reduir l'àcid fòsfor oxidat (H5P3O10) per generar àcid hipofosforós. Per exemple:
H5P3O10més 6 NaH2PO2 → 3H3PO2més 6NaHPO3
10. Reactivitat: l'àcid hipofòsfor reacciona amb molts compostos, inclosos els orgànics, els àcids inorgànics, els ions metàl·lics, etc. Aquestes són algunes de les reaccions habituals:
- L'àcid hipofosforós reacciona amb aldehids/cetones per formar els corresponents hidroxifosfonats.
- L'àcid hipofosforós reacciona amb els clorurs àcids per formar els corresponents hidroxifosfonats.
- L'àcid hipofosforós reacciona amb l'àcid sulfúric per formar àcid sulfurós.
- L'àcid hipofosforós reacciona amb el peròxid d'hidrogen per formar àcid fosfòric i aigua.
- L'àcid hipofosforós reacciona amb l'amoníac per formar hipofosfit d'amoni.
11. Estabilitat: L'àcid hipofosforat és relativament estable a temperatura ambient, però es descompone fàcilment per la llum i la calor. L'exposició a l'aire durant molt de temps s'oxidarà lentament a àcid fosfòric.
a. Estabilitat tèrmica:
L'àcid hipofòsfor és relativament estable a temperatura ambient, però pot descompondre's a alta temperatura. Per tant, s'han d'evitar temperatures excessives a l'hora de manipular o emmagatzemar l'àcid hipofòsfor. En general, és millor emmagatzemar-lo a temperatura ambient, lluny d'aparells de calefacció o flames obertes.
b. Fotoestabilitat:
L'àcid hipofòsfor és sensible a la llum i es descompone fàcilment per la influència de la llum. Per tant, durant l'emmagatzematge i el funcionament, intenteu evitar l'exposició prolongada a la llum intensa o als raigs ultraviolats. Podeu triar un recipient opac per emmagatzemar l'àcid hipofòsfor per reduir l'impacte de la llum sobre la seva estabilitat.
12. Solubilitat: L'àcid hipofosforat té una bona solubilitat en aigua. Es pot dissoldre completament en aigua per formar una solució incolora i transparent. En condicions normals de temperatura i pressió, la solubilitat de l'àcid hipofòsfor és relativament alta.
valor de pH:
L'àcid hipofosforós és un àcid feble la solució del qual és àcida. Segons la concentració d'ions H més a la solució, es pot ajustar el valor de pH de la solució d'àcid hipofosforós. Normalment, una solució d'àcid hipofòsfor amb una concentració més baixa és dèbilment àcida, amb un valor de pH entre 2 i 3 aproximadament.
b. Influència de la temperatura:
La temperatura afectarà la solubilitat de l'àcid hipofòsfor. En general, la solubilitat augmenta amb l'augment de la temperatura. Per tant, a una temperatura més alta, és més fàcil dissoldre l'àcid hipofosforós en aigua per formar una solució.
c. Efectes de la concentració:
La solubilitat de l'àcid hipofòsfor està relacionada amb la seva concentració. Dins d'un cert rang, la solubilitat de l'àcid hipofòsfor augmenta amb l'augment de la concentració. Tanmateix, quan la concentració arriba a un cert límit, la solubilitat pot estar saturada, és a dir, no es pot dissoldre més àcid hipofòsfor.
d. Estabilitat de la solució:
Les solucions d'àcid hipofòsfor són relativament estables durant l'emmagatzematge i la manipulació. Tanmateix, l'emmagatzematge a llarg termini o l'exposició a condicions inadequades (com ara alta temperatura, llum, agents oxidants, etc.) poden provocar la degradació i la descomposició de la solució. Per tant, aquestes condicions indesitjables s'han d'evitar quan s'utilitzen i es manipulen solucions d'àcid hipofosforós.
e. Aplicació de la solució:
Les solucions d'àcid hipofosforat tenen aplicacions importants en molts camps. Per exemple, es pot utilitzar com a agent reductor, catalitzador i conservant en la indústria de galvanoplastia. A més, les solucions d'àcid hipofòsfor s'utilitzen sovint com a agents reductors i agents d'acoblament en la síntesi química i la síntesi orgànica.
|
|
|
|
13. Formació de sals: l'àcid hipofosforat pot formar hipofosfit, com l'hipofosfit de sodi (NaH2PO2) i hipofosfit d'amoni (NH4H2PO2). Aquestes sals són importants en determinades aplicacions industrials i de laboratori.
A més de les reaccions anteriors, l'àcid hipofosforat també pot tenir un paper en altres reaccions químiques, com ara la precipitació d'ions metàl·lics, la reducció de catalitzadors, etc. Cal tenir en compte que l'àcid hipofosforat té certa toxicitat i corrosivitat i una seguretat adequada. s'han de prendre mesures durant el funcionament i s'han de seguir els procediments operatius de laboratori pertinents.