Hipofosforna kislina(H3PO2) je zmerno zanimiva fosforjeva oksikislina, znana po svojih znatnih zmogljivostih zmanjševanja. Kljub omejenemu ustvarjanju za ogromen obseg obstaja nekaj strategij za orkestriranje te posebne anorganske spojine v raziskovalnih ustanovah in sodobnih okoljih. Ti sindikalni tečaji vključujejo nadzorovano reakcijo fosforjevih spojin s padajočimi strokovnjaki za pridobitev hipofosforne kisline. V laboratoriju se lahko kislina pripravi z zmanjšanjem fosforjevega triklorida ali fosforjevega pentoksida s hipofosfitnimi solmi ali drugimi zmanjšujejočimi se strokovnjaki. V sodobnem merilu se kislina običajno proizvaja s hidrolizo fosforjevega triklorida ali z odzivom fosfina z vodo.
Zaradi pomanjševalnih lastnosti,hipofosforna kislinaizsledi aplikacije na različnih področjih, vključno s sintetičnimi kombinacijami, kovinskimi prevlekami, in kot strokovnjak za uravnoteženje za posebne mešanice. Zaradi svojih novih lastnosti je pomemben del enoznačnih sodobnih ciklov ne glede na zmerno nizek obseg ustvarjanja.
Kako lahko hipofosforno kislino pripravimo z nakisanjem kovinskih fosfidov?
Redna strategija za ustvarjanjehipofosforna kislinavključuje odziv kovinskih fosfidov s tekočimi mineralnimi kislinami. Topni fosfidi navadnih kovin, na primer natrijev fosfid in kalijev fosfid, gredo skozi odziv z kislo ali žveplovo jedko, da nastane H3PO2, kot kaže stehiometrija:
NaPH2 + 2HCl → NaCl + H3PO2
Cikel se začne s suspendiranjem kovinskega fosfida v koncentriranem stanjuhipofosforna kislinain rahlo segrevajte mešanico nekaj ur. Med tem odzivom se kislina sprosti in ostane razgrajena v razporeditvi, medtem ko kovinski klorid pospeši ven. Naslednja stopnja vključuje filtracijo za izolacijo spodbude, po kateri se lahko H3PO2 loči od filtrata s fragmentarno kristalizacijo po ohlajanju.
Izbirna metodologija vključuje uporabo vnaprej oblikovanega kalcijevega hipofosfita (Ca(H2PO2)2) kot začetnega materiala namesto natrijevega fosfida. S tem se izognemo potrebi po obravnavi sprejemljivih solnih kovinskih fosfidov. Odziv kalcijevega hipofosfita z žveplovim korozivnim izidom pri spremembi soli vhipofosforna kislina, ki jih lahko ločimo od kalcijevega sulfata, spodbujajo:
Ca(H2PO2)2 + H2SO4 → 2H3PO2 + CaSO4
Če povzamemo, jedka obdelava hipofosfitov ali fosfidov omogoča neposredno pot do njihhipofosforna kislinav okolju raziskovalnega centra. V vsakem primeru je pomembna ugotovitev, da skrb za uničujoče kisline v ogromnem obsegu predstavlja kritične izzive.
Uporaba kovinskih fosfidov ali vnaprej oblikovanega kalcijevega hipofosfita upošteva ustvarjanje kisline z nadzorovanimi odzivi z mineralnimi kislinami. Ne glede na preprostost te strategije je treba skrbno skrbeti za izvedljive zamisli v zvezi z zaščitenim zdravljenjem škodljivih kislin in upravljanjem stranskih učinkov, hkrati pa povečati cikel ustvarjanja.
Kako se elektroliza fosforne kisline uporablja za proizvodnjo hipofosforne kisline?
V sodobnih ciklih,hipofosforna kislinanastane z elektrokemičnim zmanjšanjem fosforjevega koroziva (H3PO3). Ta tehnika vključuje elektrolizo tekočine H3PO3 v ločeni celici s svinčeno katodo in platinasto anodo:
H3PO3 + H2O + 2e-→ H3PO2 + 2}OH-
Med to elektrolizo se jedkost fosforja zmanjša na katodi, medtem ko se na anodi zgodi oksidacija vode, da se ohrani ravnovesje. Naslednja ureditev vsebujehipofosforna kislinain natrijev hidroksid. Fermentacija, ki sledi, povzroči precipitacijo H3PO2, ki se nato dekontaminira s kristalizacijo.
Različne meje ciklov, kot so pH, temperatura, debelina toka in izbira katod, so skrbno racionalizirane za izboljšanje izkoristka in učinkovitosti. Fosforjevo jedko sredstvo ima kot začetni material prednost pred fosfornim jedkim sredstvom zaradi nižje napetosti, ki je predpogoj za znižanje.
Ta elektrokemična metodologija ponuja vztrajno ustvarjanje hipofosforne kisline z visoko brezhibnostjo brez potrebe po uničujočih kislinah. Na splošno velja za priljubljeno strategijo za sodobno ustvarjanje velikega obsega zaradi svoje zmožnosti doslednega ustvarjanja visoko brezhibne kisline, ki izpolnjuje resne potrebe sodobnih aplikacij. Poleg tega ta tehnika zagotavlja dobro počutje in strokovnost pri razvoju kisline, skupaj s strategijo za odločitev za sodobno proizvodnjo v velikem obsegu.
Kako lahko oksidacija kovin proizvede hipofosforno kislino?
Hipofosforno kislino lahko dobimo kot rezultat oksidacije določenih kovin, na primer železa ali cinka v očeh fosfornih korozivnih ali fosfatnih soli, ki izkoriščajo redoks gibanje teh kovin.
Na primer, ko se cinkov prah segreje s fosfornim jedkim sredstvom, odziv nenadoma prinese cinkov fosfat in kislino:
Zn + 2H3PO4 → Zn3(PO4)2 + H3PO2 +} H2
Poleg tega se železo prav tako odziva s fosforno jedko snovjo, da sprosti hipofosforno kislino. Izključitev H3PO2 iz kombinacije elementov je mogoče doseči z uporabo njegove nizke topnosti v koncentrirani H3PO4.
Ta pristop, ki temelji na redoksu, upošteva uporabo finančno sprejemljivih kovin, kot sta železo in cink, v nasprotju z uporabo dragih fosforjevih začetnih materialov. V vsakem primeru je izkoristek kisline, ki uporablja to tehniko, nekoliko nizek, cikel odklopa pa je težaven zaradi spornih stranskih odzivov. V vsakem primeru ta pristop ponuja neposredno metodo za pridobivanje majhnih količin kisline v laboratorijskih okoljih.
Zaključek
Hipofosforna kislinaunion vključuje tri bistvene strategije: korozivno obdelavo fosfidov, elektroredukcija fosfornih jedkih in kovinska oksidacija v kombinaciji s fosfornimi jedkimi snovmi. V sodobnih okoljih se elektrokemične metode v veliki večini uporabljajo za ustanavljanje podjetij zaradi njihove strokovnosti in prilagodljivosti. Druga možnost je, da v laboratorijski metodologiji z omejenim obsegom analitiki pogosto izberejo jedke odzive, vključno s fosfidi ali redoks starostjo iz kovin in fosfatnih soli za mešanje kisline.
Korozivna obdelava fosfidov vključuje odziv kovinskih fosfidov z mineralnimi kislinami, da sehipofosforna kislina, cikel, ki zahteva nadzorovane pogoje za preprečevanje stranskih odzivov in zagotavljanje idealnega izkoristka. Elektroredukcija fosforjevega jedkega sredstva vključuje uporabo moči za pretvorbo fosfornega jedkega sredstva v kislino, kar ponuja bolj preprosto in učinkovito strategijo za ustvarjanje ogromnega obsega. Oksidacija kovin v kombinaciji s fosfornim korozivom daje izbirni predmet za proizvodnjo kislino z uporabo redoks lastnosti kovin v vidnem polju fosforne jedke.
Reference
1. Becker, GW (1983). Fosfati in fosforjeva kislina. Marcel Dekker, Inc.
2. Holleman, AF, Wiberg, E. in Wiberg, N. (2001). Anorganska kemija. Academic Press.
3. King, RB (1998). Encyclopedia of Anorganic Chemistry, Vol 6. John Wiley & Sons.
4. Nie, Y., Tu, Q., Deng, H., Fu, J. in Wang, J. (2012). Izboljšan postopek za elektrosintezo hipofosforne kisline v kontinuirnem reaktorju s filtrirno stiskalnico. Chemical Engineering Research and Design, 90(4), 563-569.
5. Stecher, H. (1968). Merckov indeks kemikalij in zdravil. Merck & Company Incorporated.