Hipofosforna kiselina(H3PO2) je umjereno zanimljiva fosforna oksikiselina poznata po svojim značajnim opadajućim kapacitetima. Uprkos njegovom ograničenom stvaranju za ogroman obim, postoji nekoliko strategija za orkestriranje ovog specifičnog neorganskog jedinjenja u istraživačkim ustanovama i modernim okruženjima. Ovi udruženi kursevi uključuju kontrolisanu reakciju fosfornih jedinjenja sa opadajućim specijalistima za proizvodnju hipofosforne kiseline. U laboratoriji, kiselina može biti spremna kroz smanjenje fosfor trihlorida ili fosfor pentoksida sa hipofosfitnim solima ili drugim specijalistima koji se smanjuju. U modernoj skali, kiselina se obično proizvodi hidrolizom fosfor triklorida ili reakcijom fosfina s vodom.
Zbog svojih opadajućih svojstava,hipofosfor kiselinaprati primjene u različitim poljima, uključujući sintetičke kombinacije, metalne obloge i kao stručnjak za balansiranje za specifične mješavine. Njegovi novi kvaliteti čine ga značajnim udjelom u nedvosmislenim modernim ciklusima bez obzira na umjereno mali obim stvaranja.
Kako se hipofosforna kiselina može pripremiti zakiseljavanjem fosfida metala?
Redovna strategija stvaranjahipofosforna kiselinauključuje reakciju metalnih fosfida sa tekućim mineralnim kiselinama. Rastvorljivi fosfidi baznih metala, na primjer, natrijum fosfid i kalijev fosfid, prolaze kroz reakciju sa kisela ili sumporna korozivna za stvaranje H3PO2 kao što pokazuje stehiometrija:
NaPH2 + 2HCl → NaCl + H3PO2
Ciklus počinje suspendiranjem metalnog fosfida u koncentriranom stanjuhipofosforna kiselinai nježno refluksiranje smjese nekoliko sati. Tokom ovog odgovora, kiselina se oslobađa i ostaje razbijena u aranžmanu, dok metalni hlorid ubrzava. Sljedeća faza uključuje filtraciju za izolaciju poticaja, nakon čega se H3PO2 može odvojiti od filtrata kroz fragmentarnu kristalizaciju nakon hlađenja.
Izborna metodologija uključuje korištenje prethodno uokvirenog kalcijum hipofosfita (Ca(H2PO2)2) kao početnog materijala umjesto natrijum fosfida. Ovo izbjegava potrebu za rješavanjem receptivnih fosfida metala soli. Odgovor kalcijum hipofosfita sa sumpornim korozivnim ishodima u promjeni soli uhipofosforna kiselina, koji se može odvojiti od kalcijum sulfata potiču:
Ca(H2PO2)2 + H2SO4 → 2H3PO2 + CaSO4
Ukratko, korozivni tretman hipofosfita ili fosfida daje direktan put dohipofosforna kiselinau postavkama istraživačkog centra. U svakom slučaju, važno je primijetiti da briga o destruktivnim kiselinama u ogromnom obimu predstavlja kritične izazove.
Upotreba metalnih fosfida ili prethodno uokvirenog kalcijum hipofosfita razmatra stvaranje kiseline kroz kontrolirane reakcije s mineralnim kiselinama. Bez obzira na jednostavnost ove strategije, treba pažljivo voditi računa o održivim razmišljanjima u vezi sa zaštićenim tretmanom destruktivnih kiselina, kao i primjenom nuspojava, dok se povećava ciklus stvaranja.
Kako se elektroliza fosforne kiseline koristi za proizvodnju hipofosforne kiseline?
U savremenim ciklusima,hipofosforna kiselinanastaje elektrohemijskim smanjenjem korozivnog fosfora (H3PO3). Ova tehnika uključuje elektrolizu tekućine H3PO3 u odvojenoj ćeliji s olovnom katodom i platinskom anodom:
H3PO3 + H2O + 2e-→ H3PO2 + 2OH-
Tokom ove elektrolize, fosfor korozivni se smanjuje na katodi, dok se oksidacija vode događa na anodi kako bi se održala ravnoteža. Naknadni aranžman sadržihipofosforna kiselinai natrijum hidroksida. Nakon fermentacije dolazi do taloženja H3PO2, koji se zatim dekontaminira kristalizacijom.
Različite granice ciklusa kao što su pH, temperatura, debljina struje i izbor katoda su mukotrpno usklađene kako bi se poboljšao prinos i efikasnost. Fosforni koroziv je poželjniji u odnosu na fosforni koroziv kao početni materijal zbog njegovog nižeg napona preduslova za smanjenje.
Ova elektrohemijska metodologija nudi uporno stvaranje hipofosforne kiseline visoke besprekornosti bez potrebe za destruktivnim kiselinama. Općenito se smatra omiljenom strategijom za moderno stvaranje velikog obima zbog svoje sposobnosti da dosljedno proizvodi kiselinu visoke besprijekornosti, ispunjavajući ozbiljne potrebe za vrlinom moderne primjene. Štaviše, ova tehnika garantuje dobrobit i stručnost u razvoju kiseline, što predstavlja strategiju za donošenje odluke za modernu proizvodnju.
Kako oksidacija metala može proizvesti hipofosfornu kiselinu?
Hipofosforna kiselina se može dobiti kao rezultat tokom oksidacije određenih metala, na primjer, željeza ili cinka u vidokrugu fosfornih korozivnih ili fosfatnih soli, profitirajući redoks kretanjem ovih metala.
Na primjer, kada se cink prah zagrije pomoću fosforne korozivne tvari, reakcija iznenada daje cink fosfat i kiselinu:
Zn + 2H3PO4 → Zn3(PO4)2 + H3PO2 + H2
Osim toga, željezo također reagira s fosfornim korozivnim sredstvom za isporuku hipofosforne kiseline. Odvajanje H3PO2 od kombinacije proizvoda može se postići korištenjem njegove niske topljivosti u koncentrovanom H3PO4.
Ovaj pristup baziran na redoksu uzima u obzir korištenje finansijski pametnih metala poput željeza i cinka za razliku od ovisnosti o skupim početnim materijalima fosfora. U svakom slučaju, prinos kiseline koja koristi ovu tehniku je donekle nizak, a ciklus isključenja pokušava zbog suprotstavljenih bočnih odgovora. U svakom slučaju, ovaj pristup nudi direktnu metodu za dobijanje malih količina kiseline u laboratorijskim uslovima.
Zaključak
Hipofosforna kiselinaUnija uključuje tri bitne strategije: korozivni tretman fosfida, elektroredukciju korozivnog fosfora i oksidaciju metala u kombinaciji sa fosfornim korozivom. U modernim okruženjima, elektrohemijske metode se u velikoj meri koriste za kreiranje poslovanja zbog njihove stručnosti i prilagodljivosti. Alternativno, u laboratorijskoj metodologiji ograničenog obima, analitičari često biraju korozivne reakcije uključujući fosfide ili redoks starenje metala i fosfatnih soli za miješanje kiseline.
Korozivni tretman fosfida uključuje reakciju metalnih fosfida sa mineralnim kiselinama na prinoshipofosforna kiselina, ciklus koji zahteva kontrolisane uslove da bi se sprečile sporedne reakcije i garantovao idealan prinos. Elektroredukcija korozivnog fosfora uključuje korištenje snage za promjenu preko korozivnog fosfora u kiselinu, nudeći jednostavniju i učinkovitiju strategiju za stvaranje ogromnog obima. Oksidacija metala u kombinaciji s fosfornom korozivnom tvari daje izborni predmet za proizvodnju kiseline koristeći redoks svojstva metala u vidokrugu fosforne korozivne tvari.
Reference
1. Becker, GW (1983). Fosfati i fosforna kiselina. Marcel Dekker, Inc.
2. Holleman, AF, Wiberg, E., i Wiberg, N. (2001). Neorganska hemija. Academic Press.
3. King, RB (1998). Encyclopedia of Inorganic Chemistry, Vol 6. John Wiley & Sons.
4. Nie, Y., Tu, Q., Deng, H., Fu, J., & Wang, J. (2012). Poboljšani proces za elektrosintezu hipofosforne kiseline u reaktoru za kontinuiranu filter presu. Istraživanje i dizajn hemijskog inženjerstva, 90(4), 563-569.
5. Stecher, H. (1968). Merck indeks hemikalija i lijekova. Merck & Company Incorporated.