Hipofosforna kiselina(veza:https://www.bloomtechz.com/sinthetic-chemical/organic-materials/hypophosphorous-acid-solution-cas-6303-21-5.html)je bezbojna tekućina kemijske formule H3PO2. Drugi naziv: voda, HO2P. Zbog svoje posebne kemijske strukture ima mnogo različitih kemijskih i reaktivnih svojstava.
Kemijska struktura:
1. Molekularni sastav:
Molekula hipofosforne kiseline sastoji se od jednog atoma fosfora (P) i tri atoma vodika (H), koji tvore jednostruku vezu fosfor-vodik.
2. Oksidacijsko stanje:
U hipofosfornoj kiselini, fosfor ima oksidacijsko stanje plus 1, što odgovara stanju vodika. To je zbog toga što atom fosfora gubi dva atoma kisika.
3. Strukturni oblik:
Molekule hipofosforne kiseline pripadaju trokutastoj piramidalnoj strukturi. Atom fosfora nalazi se u središtu molekule i raspoređen je u trokut oko svoja tri atoma vodika. Ova struktura čini molekulu hipofosforne kiseline relativno stabilnom u prostoru.
4. Polaritet:
Hipofosforna kiselina je polarna molekula. Polaritet fosfor-vodikovih veza omogućuje molekuli da ima područja djelomično pozitivnog i djelomično negativnog naboja. Atomi fosfora imaju djelomično negativan naboj, dok atomi vodika imaju djelomično pozitivan naboj.
5. Stvaranje vodikove veze:
Zbog strukturnih karakteristika molekule hipofosforne kiseline, ona može djelovati s drugim spojevima vodikovim vezama. Na primjer, hipofosforna kiselina može formirati kompleks vodikove veze s molekulama vode ili molekulama alkohola putem vodikovih veza.
Kemijska svojstva:
1. Hipofosforna kiselina je kiselina srednje jakosti koja proizvodi protone (Hplus) u vodi. Podvrgava se kiselo-baznoj reakciji neutralizacije s alkalijama kako bi se proizveli odgovarajući hipofosfit i voda. Na primjer:
H3PO2plus NaOH → NaH2PO2plus H2O
2. Hipofosforna kiselina je jako redukcijsko sredstvo i pokazuje dobra redukcijska svojstva u mnogim kemijskim reakcijama. Može reducirati određene metalne ione u metale i igrati važnu ulogu u mnogim reakcijama organske sinteze. Evo nekoliko primjera:
a. Redukcija nikal hidrata:
Ni2plus plus H3PO2→ Ni plus H3PO3
b. Redukcija uranijevog klorida:
Ucl6plus 12H3PO2→ U plus 6H3PO3plus 6HCl
3. Oksidativna svojstva: Iako je hipofosforna kiselina redukcijsko sredstvo, ona također može pokazivati oksidativna svojstva u nekim reakcijama. U alkalnim uvjetima, njegova oksidacijska sposobnost je poboljšana, a određeni spojevi mogu se oksidirati do visokovalentnih stanja, kao što su:
H3PO2plus 2NaOH plus 2Cl2→ Na2HPO4plus 2NaCl plus H2O
4. Reakcija esterifikacije:
Hipofosforna kiselina može reagirati s alkoholima ili fenolima kako bi se podvrgla reakciji esterifikacije da bi se proizveo odgovarajući hipofosforni ester. Na primjer:
H3PO2plus ROH → ROH2PO2
5. Reakcija peroksidacije:
Hipofosforna kiselina može reagirati s vodikovim peroksidom i proizvesti fosfornu kiselinu i vodu:
H3PO2plus H2O2 → H3PO4plus H2O
6. Sinteza hidroksifosfonata:
Hipofosforna kiselina reagira s aldehidima ili ketonima i stvara odgovarajuće hidroksifosfonate. Ova reakcija se naziva Pudovikova reakcija. Na primjer:
H3PO2plus RCHO → RCH(OH)PO2
7. Redukcija karboksilnih kiselina:
Hipofosforna kiselina može reducirati karboksilne kiseline u odgovarajuće aldehide. Na primjer:
RCOOH plus H3PO2→ RCHO plus H3PO3
8. Redukcija amonijaka:
Hipofosforna kiselina može reagirati s amonijakom i stvoriti amonijev hipofosfit. Na primjer:
H3PO2plus NH3→ NH4H2PO2
9. Redukcija oksidirane fosforne kiseline:
Hipofosforna kiselina može reducirati oksidiranu fosfornu kiselinu (H5P3O10) kako bi se stvorila hipofosforna kiselina. Na primjer:
H5P3O10plus 6NaH2PO2 → 3H3PO2plus 6NaHPO3
10. Reaktivnost: hipofosforna kiselina reagira s mnogim spojevima, uključujući organske spojeve, anorganske kiseline, metalne ione itd. Evo nekih uobičajenih reakcija:
- Hipofosforna kiselina reagira s aldehidima/ketonima i stvara odgovarajuće hidroksifosfonate.
- Hipofosforna kiselina reagira s kiselinskim kloridima i stvara odgovarajuće hidroksifosfonate.
- Hipofosforna kiselina reagira sa sumpornom kiselinom pri čemu nastaje sumporna kiselina.
- Hipofosforna kiselina reagira s vodikovim peroksidom stvarajući fosfornu kiselinu i vodu.
- Hipofosforna kiselina reagira s amonijakom i stvara amonijev hipofosfit.
11. Stabilnost: hipofosforna kiselina je relativno stabilna na sobnoj temperaturi, ali se lako razgrađuje na svjetlu i toplini. Dugotrajno izlaganje zraku polako će se oksidirati u fosfornu kiselinu.
a. Toplinska stabilnost:
Hipofosforna kiselina je relativno stabilna na sobnoj temperaturi, ali se može raspasti na visokoj temperaturi. Stoga treba izbjegavati previsoke temperature pri rukovanju ili skladištenju hipofosforne kiseline. Općenito, najbolje ga je čuvati na sobnoj temperaturi, dalje od grijaćih uređaja ili otvorenog plamena.
b. Fotostabilnost:
Hipofosforna kiselina je osjetljiva na svjetlost i lako se razgrađuje pod utjecajem svjetlosti. Stoga, tijekom skladištenja i rada, pokušajte izbjeći dugotrajno izlaganje jakom svjetlu ili ultraljubičastim zrakama. Možete odabrati neprozirni spremnik za pohranu hipofosforne kiseline kako biste smanjili utjecaj svjetlosti na njezinu stabilnost.
12. Topivost: hipofosforna kiselina ima dobru topljivost u vodi. Može se potpuno otopiti u vodi i dobiti bezbojnu i prozirnu otopinu. U uvjetima normalne temperature i tlaka, topljivost hipofosforne kiseline je relativno visoka.
a.pH vrijednost:
Hipofosforna kiselina je slaba kiselina čija je otopina kisela. Prema koncentraciji H plus iona u otopini, pH vrijednost otopine hipofosforne kiseline može se prilagoditi. Normalno, otopina hipofosforne kiseline s nižom koncentracijom je slabo kisela, s pH vrijednošću između oko 2 i 3.
b. Utjecaj temperature:
Temperatura će utjecati na topljivost hipofosforne kiseline. Općenito, topljivost se povećava s porastom temperature. Stoga je na višoj temperaturi hipofosfornu kiselinu lakše otopiti u vodi kako bi nastala otopina.
c. Učinci koncentracije:
Topljivost hipofosforne kiseline povezana je s njezinom koncentracijom. Unutar određenog raspona, topljivost hipofosforne kiseline raste s povećanjem koncentracije. Međutim, kada koncentracija dosegne određenu granicu, topljivost može biti zasićena, odnosno više se hipofosforna kiselina ne može otopiti.
d. Stabilnost rješenja:
Otopine hipofosforne kiseline relativno su stabilne tijekom skladištenja i rukovanja. Međutim, dugotrajno skladištenje ili izlaganje neprikladnim uvjetima (kao što su visoka temperatura, svjetlost, oksidirajuća sredstva itd.) može uzrokovati degradaciju i raspadanje otopine. Stoga se ova nepoželjna stanja moraju izbjegavati pri korištenju i rukovanju otopinama hipofosforne kiseline.
e. Primjena rješenja:
Otopine hipofosforne kiseline imaju važnu primjenu u mnogim područjima. Na primjer, može se koristiti kao redukcijsko sredstvo, katalizator i konzervans u industriji galvanizacije. Osim toga, otopine hipofosforne kiseline često se koriste kao redukcijska sredstva i sredstva za spajanje u kemijskoj sintezi i organskoj sintezi.
|
|
|
|
13. Stvaranje soli: hipofosforna kiselina može tvoriti hipofosfit, kao što je natrijev hipofosfit (NaH2PO2) i amonijev hipofosfit (NH4H2PO2). Ove soli su važne u određenim industrijskim i laboratorijskim primjenama.
Uz gore navedene reakcije, hipofosforna kiselina također može igrati ulogu u drugim kemijskim reakcijama, kao što je taloženje metalnih iona, redukcija katalizatora itd. Treba napomenuti da hipofosforna kiselina ima određenu toksičnost i korozivnost te odgovarajuću sigurnost tijekom rada moraju se poduzeti mjere i moraju se slijediti relevantni laboratorijski radni postupci.