Acid fosfor

Acid fosfor
General
Nume sistematic	acid fosfonic
Nume tradiționale	acid ortofosforic, acid fosforic
Chim. formulă	H2 ( PHO3 ) _
Proprietăți fizice
Stat	solid
Masă molară	82,00 g/ mol
Densitate	1,65 g/cm³
Proprietati termice
Temperatura
•  topirea	70,1°C
•  fierbere	200 °C [1]
• descompunere	aproximativ 100 °C
Proprietăți chimice
Constanta de disociere a acidului	2.0, 6.7
Solubilitate
• in apa	aproximativ 80 (20 o C)
Clasificare
Reg. numar CAS	[13598-36-2]
PubChem	407
Reg. numărul EINECS	237-066-7
ZÂMBETE	OP(O)=O
InChI	InChI=1S/H3O3P/c1-4(2)3/h4H,(H2,1,2,3)ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N
RTECS	SZ6400000
CHEBI	44976
Număr ONU	2834
ChemSpider	10449259
Siguranță
LD 50	100 mg/kg
Toxicitate	MPC 0,4 mg/m³
Personaj scurt. pericol (H)	H290 , H302 , H314
masuri de precautie. (P)	P280 , P305+P351+P338 , P310
cuvant de semnal	periculos
Pictograme GHS
NFPA 704	0 3 unu
Datele se bazează pe condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu este menționat altfel.
Fișiere media la Wikimedia Commons

Acid fosfor (acid fosfonic, acid ortofosforic; H 3 PO 3 , H 2 (HPO 3 )) - în soluții apoase, un acid dibazic de rezistență medie.

Acidul fosfor este foarte iritant pentru piele și mucoase. Substanța aparține clasei a doua de pericol .

Proprietăți

Acid fosforic anhidru - cristale higroscopice incolore . În ciuda faptului că acidul conține trei atomi de hidrogen, este dibazic.

Acidul fosfor este un acid cu putere medie și se disociază în două etape:

Constantele de disociere ale acidului fosforic la 18 °C: K 1 = 5,1⋅10 −2 K 2 = 1,8⋅10 −7 .

Când este încălzit la 250 ° C, acidul fosforic anhidru se descompune în acid fosforic și fosfină , iar soluțiile sale apoase se descompun în acid fosforic și hidrogen .

Acidul fosforic este ușor oxidat de halogeni , oxizi de azot etc. la acid fosforic , oxigenul este oxidat la acid fosforic :

Sărurile acidului fosforic sunt numite fosfiți sau (așa cum este recomandat de IUPAC ) fosfonați. Majoritatea fosfiților sunt puțin solubili în apă. Sunt cunoscuți fosfiți cu una și două substituții.

Acidul fosfor și sărurile sale sunt agenți reducători puternici. Cu toate acestea, metalele active într-o soluție acidă reduc H3PO3 la pH3 .

Istoria studiului

Problema aflării formulei structurale a acidului fosforic și a dovedirii naturii sale dibazice pentru o lungă perioadă de timp a stârnit serioase controverse în mediul profesional până la sfârșitul secolului al XIX-lea. În special, în 1866, chimistul rus N. A. Menshutkin , în disertația sa „Despre hidrogenul acidului fosforic, care nu este capabil de substituție metalică în condiții obișnuite pentru acizi”, a ajuns la o concluzie greșită cu privire la structura trihidroxil a acidului și și-a apărat punctul de vedere. [2]

Contradicțiile au fost în cele din urmă rezolvate abia în 1905, când A.E. Arbuzov și-a susținut teza de master „Despre structura acidului fosforic și a derivaților săi” la Universitatea din Kazan. În această lucrare, disertatorul a obținut pentru prima dată esteri puri ai acidului fosforic, a descoperit fenomenul de izomerizare catalitică a acestora în esteri ai acizilor alchil fosfinici și a găsit o reacție specială pentru compușii fosforului trivalent - formarea de compuși complecși cu săruri halogenuri. de oxid cupros. Cercetările lui A. E. Arbuzov au fost distinse cu Premiul Societății Fizico-Chimice din Rusia . Zinin și Voskresensky . [2]

Pe lângă elucidarea structurii acidului fosforic, disertația lui A. E. Arbuzov a deschis de fapt calea pentru sinteza artificială a unei ramuri fundamental noi de compuși organici. Așa-numita reacție Arbuzov , folosită în analiza calitativă a acidului fosforic, nu numai că a dat cheia înțelegerii structurii compușilor organici ai fosforului, dar a confirmat și inviolabilitatea prevederilor teoriei legăturilor organice a lui A. M. Butlerov . Rezolvarea problemei teoretice a structurii unui acid anorganic a oferit în cele din urmă o cheie fundamentală pentru înțelegerea structurii și sintezei ulterioare de laborator și industriale a compușilor fosforului . În secolul al XX-lea, reacția Arbuzov a devenit baza pentru cea mai largă ramură a sintezei mondiale a FOS - compuși organofosforici . [3]

Esteri ai acidului fosforic

Când alcoolii reacţionează cu PCl3 pur , se obţin mono-, di- şi triesteri ai acidului fosforic cu formula generală P(OR) 3 , care formează cu uşurinţă complecşi cu metale de tranziţie şi alţi acceptori. Ele sunt, de asemenea, ușor oxidate la fosfații corespunzători:

Când esterii reacţionează cu halogenuri de alchil, se formează fosfonaţi de alchil:

Obținerea

Acidul fosfor se obține prin dizolvarea P 4 O 6 (P 2 O 3 ) în apă rece, prin hidroliza PCl 3 sau prin interacțiunea fosfiților cu acizii sulfuric sau clorhidric :

Aplicație

Acidul fosfor și sărurile sale sunt utilizate ca agenți reducători și, de asemenea, în cel mai larg mod posibil - în sinteza compușilor organofosforici , calea pentru care a fost deschisă prin studiul din 1904-1905, care mai târziu a devenit cunoscută sub numele de " reacția Arbuzov ". . Din punct de vedere chimic, această reacție constă în alchilarea trialchil fosfiților cu halogenuri de alchil pentru a forma dialchil fosfonați, cu alte cuvinte, în transformarea esterilor medii ai acidului fosforic în esteri ai acizilor alchil fosfinici prin acțiunea halogenurilor de alchil. [3]

Securitate

Acidul ortofosforic este foarte iritant pentru piele și membranele mucoase. MPC în aer - 0,4 mg / m³.

Substanța aparține clasei a doua de pericol conform GOST 12.1.007-76.

Note

1. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics  (engleză) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - P. 4-77. — ISBN 978-1-4987-5428-6
2. ↑ 1 2 A. E. Arbuzov , Scurtă schiță a dezvoltării chimiei organice în Rusia (monografie). - M.-L: 1948
3. ↑ 1 2 Boris Gorzev . „ Reacția lui Arbuzov ” (rubrica editorială). - M .: „Chimie și viață”, nr. 8, 1967

Surse

• Karapetyants M.Kh. , Drakin S.I. Chimie generală și anorganică. Moscova: Chimie, 1994