Hipofosforna kislina(povezava:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-materials/hypophosphorous-acid-solution-cas-6303-21-5.html)je brezbarvna tekočina s kemijsko formulo H3PO2. Drugo ime: voda, HO2P. Zaradi svoje posebne kemične strukture ima veliko različnih kemičnih in reaktivnih lastnosti.
Kemična struktura:
1. Molekulska sestava:
Molekula hipofosforne kisline je sestavljena iz enega atoma fosforja (P) in treh atomov vodika (H), ki tvorijo enojno vez fosfor-vodik.
2. Oksidacijsko stanje:
V hipofosforni kislini ima fosfor oksidacijsko stanje plus 1, kar se ujema s stanjem vodika. To je posledica tega, da atom fosforja izgubi dva atoma kisika.
3. Strukturna oblika:
Molekule hipofosforne kisline pripadajo trikotni piramidni strukturi. Atom fosforja se nahaja v središču molekule in je razporejen v trikotnik okoli svojih treh atomov vodika. Zaradi te strukture je molekula hipofosforne kisline relativno stabilna v vesolju.
4. Polariteta:
Hipofosforna kislina je polarna molekula. Polarnost vezi fosfor-vodik omogoča, da ima molekula področja delno pozitivnega in delno negativnega naboja. Atomi fosforja imajo delni negativni naboj, atomi vodika pa delni pozitivni naboj.
5. Tvorba vodikove vezi:
Zaradi strukturnih značilnosti molekule hipofosforne kisline lahko medsebojno deluje z drugimi spojinami prek vodikovih vezi. Na primer, hipofosforna kislina lahko tvori kompleks vodikove vezi z molekulami vode ali molekulami alkohola prek vodikovih vezi.
Kemijske lastnosti:
1. Hipofosforna kislina je srednje močna kislina, ki proizvaja protone (Hplus) v vodi. Podvržen je reakciji kislinsko-bazične nevtralizacije z alkalijami, da nastane ustrezen hipofosfit in voda. Na primer:
H3PO2plus NaOH → NaH2PO2plus H2O
2. Hipofosforna kislina je močno redukcijsko sredstvo in kaže dobre redukcijske lastnosti v številnih kemičnih reakcijah. Lahko reducira določene kovinske ione v kovine in ima pomembno vlogo v številnih reakcijah organske sinteze. Tukaj je nekaj primerov:
a. Zmanjšanje nikljevega hidrata:
Ni2plus plus H3PO2→ Ni plus H3PO3
b. Redukcija uranovega klorida:
UCl6plus 12H3PO2→ U plus 6H3PO3plus 6HCl
3. Oksidativne lastnosti: Čeprav je hipofosforna kislina redukcijsko sredstvo, ima lahko v nekaterih reakcijah tudi oksidativne lastnosti. V alkalnih pogojih se njegova oksidacijska sposobnost poveča in nekatere spojine se lahko oksidirajo v visoko valentna stanja, kot so:
H3PO2plus 2NaOH plus 2Cl2→ Na2HPO4plus 2NaCl plus H2O
4. Reakcija esterifikacije:
Hipofosforna kislina lahko reagira z alkoholi ali fenoli, da se podvrže reakciji zaestrenja in ustvari ustrezen hipofosforjev ester. Na primer:
H3PO2plus ROH → ROH2PO2
5. Reakcija peroksidacije:
Hipofosforna kislina lahko reagira z vodikovim peroksidom, da proizvede fosforno kislino in vodo:
H3PO2plus H2O2 → H3PO4plus H2O
6. Sinteza hidroksifosfonata:
Hipofosforna kislina reagira z aldehidi ali ketoni in tvori ustrezne hidroksifosfonate. To reakcijo imenujemo Pudovikova reakcija. Na primer:
H3PO2plus RCHO → RCH(OH)PO2
7. Redukcija karboksilnih kislin:
Hipofosforna kislina lahko reducira karboksilne kisline v ustrezne aldehide. Na primer:
RCOOH plus H3PO2→ RCHO plus H3PO3
8. Zmanjšanje amoniaka:
Hipofosforna kislina lahko reagira z amoniakom in tvori amonijev hipofosfit. Na primer:
H3PO2plus NH3→ NH4H2PO2
9. Redukcija oksidirane fosforjeve kisline:
Hipofosforna kislina lahko reducira oksidirano fosforjasto kislino (H5P3O10), da nastane hipofosforna kislina. Na primer:
H5P3O10plus 6NaH2PO2 → 3H3PO2plus 6NaHPO3
10. Reaktivnost: hipofosforna kislina reagira s številnimi spojinami, vključno z organskimi spojinami, anorganskimi kislinami, kovinskimi ioni itd. Tukaj je nekaj pogostih reakcij:
- Hipofosforna kislina reagira z aldehidi/ketoni in tvori ustrezne hidroksifosfonate.
- Hipofosforna kislina reagira s kislinskimi kloridi in tvori ustrezne hidroksifosfonate.
- Hipofosforna kislina reagira z žveplovo kislino in tvori žveplovo kislino.
- Hipofosforna kislina reagira z vodikovim peroksidom in tvori fosforno kislino in vodo.
- Hipofosforna kislina reagira z amoniakom in tvori amonijev hipofosfit.
11. Stabilnost: Hipofosforna kislina je razmeroma stabilna pri sobni temperaturi, vendar jo zlahka razgradi svetloba in toplota. Dolgotrajna izpostavljenost zraku bo počasi oksidirala v fosforno kislino.
a. Toplotna stabilnost:
Hipofosforna kislina je razmeroma stabilna pri sobni temperaturi, vendar lahko pri visoki temperaturi razpade. Zato se je treba izogibati previsokim temperaturam pri rokovanju ali shranjevanju hipofosforne kisline. Na splošno ga je najbolje hraniti pri sobni temperaturi, stran od grelnih naprav ali odprtega ognja.
b. Fotostabilnost:
Hipofosforna kislina je občutljiva na svetlobo in se pod vplivom svetlobe zlahka razgradi. Zato se med shranjevanjem in delovanjem poskušajte izogibati dolgotrajni izpostavljenosti močni svetlobi ali ultravijoličnim žarkom. Za shranjevanje hipofosforjeve kisline lahko izberete neprozorno posodo, da zmanjšate vpliv svetlobe na njeno stabilnost.
12. Topnost: hipofosforna kislina je dobro topna v vodi. Lahko se popolnoma raztopi v vodi, da nastane brezbarvna in prozorna raztopina. Pri normalni temperaturi in tlaku je topnost hipofosforne kisline razmeroma visoka.
vrednost a.pH:
Hipofosforna kislina je šibka kislina, katere raztopina je kisla. Glede na koncentracijo H plus ionov v raztopini je mogoče prilagoditi pH vrednost raztopine hipofosforne kisline. Običajno je raztopina hipofosforne kisline z nižjo koncentracijo šibko kisla, s pH vrednostjo med približno 2 in 3.
b. Vpliv temperature:
Temperatura bo vplivala na topnost hipofosforne kisline. Na splošno se topnost povečuje z naraščajočo temperaturo. Zato je pri višji temperaturi hipofosforno kislino lažje raztopiti v vodi, da nastane raztopina.
c. Učinki koncentracije:
Topnost hipofosforne kisline je povezana z njeno koncentracijo. Znotraj določenega območja se topnost hipofosforne kisline poveča s povečanjem koncentracije. Ko pa koncentracija doseže določeno mejo, je lahko topnost nasičena, kar pomeni, da se hipofosforna kislina ne more več raztopiti.
d. Stabilnost raztopine:
Raztopine hipofosforne kisline so relativno stabilne med skladiščenjem in rokovanjem. Vendar pa lahko dolgotrajno shranjevanje ali izpostavljenost neustreznim pogojem (kot so visoka temperatura, svetloba, oksidanti itd.) povzroči degradacijo in razgradnjo raztopine. Zato se je treba tem neželenim pogojem izogibati pri uporabi in ravnanju z raztopinami hipofosforne kisline.
e. Uporaba rešitve:
Raztopine hipofosforne kisline imajo pomembne aplikacije na številnih področjih. Na primer, lahko se uporablja kot redukcijsko sredstvo, katalizator in konzervans v industriji galvanizacije. Poleg tega se raztopine hipofosforjeve kisline pogosto uporabljajo kot redukcijska sredstva in sredstva za pripajanje v kemijski sintezi in organski sintezi.
|
|
|
|
13. Tvorjenje soli: hipofosforna kislina lahko tvori hipofosfit, kot je natrijev hipofosfit (NaH2PO2) in amonijev hipofosfit (NH4H2PO2). Te soli so pomembne v nekaterih industrijskih in laboratorijskih aplikacijah.
Poleg zgornjih reakcij lahko hipofosforna kislina igra tudi vlogo pri drugih kemičnih reakcijah, kot so obarjanje kovinskih ionov, redukcija katalizatorjev itd. Treba je opozoriti, da ima hipofosforna kislina določeno toksičnost in jedkost ter ustrezno varnost med delovanjem je treba sprejeti ukrepe in upoštevati ustrezne laboratorijske delovne postopke.