Hipofosforo rūgštis(H3PO2) yra vidutiniškai įdomi fosforo oksido rūgštis, žinoma dėl žymiai mažėjančio pajėgumo. Nepaisant riboto jo kūrimo ir didžiulės apimties, yra keletas strategijų, kaip organizuoti šį konkretų neorganinį junginį mokslinių tyrimų įstaigoje ir šiuolaikinėse aplinkose. Šie sąjungos kursai apima kontroliuojamą fosforo junginių atsaką su mažėjančiais specialistais, kad gautų hipofosforo rūgštį. Laboratorijoje rūgštis gali būti paruošta sumažinus fosforo trichlorido ar fosforo pentoksido kiekį hipofosfito druskomis ar kitais redukavimo specialistais. Šiuolaikiniu mastu rūgštis dažniausiai susidaro hidrolizuojant fosforo trichloridą arba reaguojant fosfinui su vandeniu.
Dėl savo savybių mažėjimo,hipofosforinis rūgštiesseka pritaikymą įvairiose srityse, įskaitant sintetinį derinį, metalo dengimą ir kaip konkrečių mišinių balansavimo specialistas. Dėl savo naujų savybių jis yra reikšminga vienareikšmių šiuolaikinių ciklų dalis, nepaisant vidutiniškai mažos kūrybos apimties.
Kaip galima gauti hipofosforo rūgštį rūgštinant metalų fosfidus?
Įprasta kūrimo strategijahipofosforo rūgštisapima metalų fosfidų atsaką su skystomis mineralinėmis rūgštimis. Tirpieji netauriųjų metalų fosfidai, pavyzdžiui, natrio fosfidas ir kalio fosfidas, reaguoja su rūgštis arba siera, sukelianti koroziją, kad susidarytų H3PO2, kaip rodo stechiometrija:
NaPH2 + 2HCl → NaCl + H3PO2
Ciklas pradedamas suspenduojant metalo fosfidą koncentruotame tirpalehipofosforo rūgštisir švelniai virkite mišinį keletą valandų. Šio atsako metu rūgštis išsiskiria ir lieka suskaidyta, o metalo chloridas pagreitėja. Kitas etapas apima filtravimą, kad būtų izoliuotas stimuliatorius, po kurio H3PO2 gali būti atskirtas nuo filtrato fragmentiškai kristalizuojant po aušinimo.
Pasirenkama metodika apima iš anksto suformuoto kalcio hipofosfito (Ca(H2PO2)2) naudojimą kaip pradinę medžiagą, o ne natrio fosfidą. Taip išvengiama būtinybės susidoroti su jautriais druskos metalo fosfidais. Kalcio hipofosfito reakcija su sieros rūgštimi sukelia ėsdinančią druską keičiant įhipofosforo rūgštis, kuris gali būti atjungtas nuo kalcio sulfato, skatina:
Ca(H2PO2)2 + H2SO4 → 2H3PO2 + CaSO4
Apibendrinant, korozinis hipofosfitų ar fosfidų apdorojimas suteikia tiesioginį keliąhipofosforo rūgštistyrimų centro aplinkoje. Bet kuriuo atveju svarbu pastebėti, kad destruktyvių rūgščių priežiūra didžiulėje srityje yra labai svarbi.
Naudojant metalų fosfidus arba iš anksto įrėmintą kalcio hipofosfitą, rūgštis sukuriama kontroliuojant mineralines rūgštis. Nepaisant šios strategijos tiesmukiškumo, perspektyvūs pamąstymai, susiję su apsaugotu destruktyvių rūgščių apdorojimu ir šalutinių poveikių skyrimu, turėtų būti kruopščiai nukreipti, tuo pačiu didinant kūrimo ciklą.
Kaip fosforo rūgšties elektrolizė naudojama hipofosforo rūgščiai gaminti?
Šiuolaikiniais ciklaishipofosforo rūgštissusidaro elektrochemiškai mažinant fosforo koroziją (H3PO3). Šis metodas apima skysčio H3PO3 elektrolizavimą atskirtoje kameroje su švino katodu ir platinos anodu:
H3PO3 + H2O + 2e-→ H3PO2 + 2OH-
Šios elektrolizės metu prie katodo sumažėja fosforo korozijos, o anode vyksta vandens oksidacija, kad būtų išlaikytas balansas. Tolesniame susitarime yrahipofosforo rūgštisir natrio hidroksidas. Vykstanti fermentacija skatina H3PO2 nusodinimą, kuris vėliau nukenksminamas kristalizacijos būdu.
Skirtingos ciklo ribos, pvz., pH, temperatūra, srovės storis ir katodų pasirinkimas, yra kruopščiai supaprastintos, siekiant pagerinti derlių ir efektyvumą. Fosforo ėsdinanti medžiaga yra pirmenybė, o ne fosforinė korozinė medžiaga, nes jos mažesnė įtampa yra mažesnė.
Ši elektrocheminė metodika leidžia nuolat sukurti labai nepriekaištingą hipofosforo rūgštį, nereikalaujant destruktyvių rūgščių. Plačiai vertinama kaip palanki strategija, skirta didžiulės apimties šiuolaikinei kūrybai, nes ji gali nuosekliai gaminti nepriekaištingą rūgštį, atitinkančią rimtus šiuolaikinių pritaikymų dorybių poreikius. Be to, ši technika garantuoja gerovę ir įgudimą kuriant rūgštį, kartu su juo strategiją priimant sprendimus dėl šiuolaikinės gamybos apimties.
Kaip metalo oksidacija gali sukelti hipofosforo rūgštį?
Hipofosforo rūgštis gali būti gaunama oksiduojant konkrečius metalus, pavyzdžiui, geležį ar cinką, kai matomos fosforo korozinės arba fosfatinės druskos, o tai naudinga dėl šių metalų redokso judėjimo.
Pavyzdžiui, kai cinko milteliai pašildomi fosforo ėsdinančia medžiaga, staiga atsiranda cinko fosfatas ir rūgštis:
Zn + 2H3PO4 → Zn3(PO4)2 + H3PO2 + H2
Be to, geležis taip pat reaguoja su fosforo ėsdinančia medžiaga ir tiekia hipofosforo rūgštį. H3PO2 atjungimas nuo elementų derinio gali būti atliktas naudojant mažą jo tirpumą koncentruotame H3PO4.
Taikant šį redokso metodą atsižvelgiama į finansiškai protingų metalų, tokių kaip geležis ir cinkas, naudojimą, o ne į brangias fosforo pradines medžiagas. Bet kokiu atveju, naudojant šią techniką, rūgšties išeiga yra šiek tiek maža, o atjungimo ciklas bandomas dėl ginčytinų šalutinių reakcijų. Bet kokiu atveju šis metodas siūlo tiesioginį būdą gauti nedidelį kiekį rūgšties laboratorijos nustatymuose.
Išvada
Hipofosforo rūgštissąjunga apima tris pagrindines strategijas: korozinį fosfidų apdorojimą, fosforo korozijos elektroredukciją ir metalo oksidaciją kartu su fosforo ėsdinančia medžiaga. Šiuolaikinėse aplinkose elektrocheminiai metodai yra plačiai naudojami kuriant verslą dėl savo įgūdžių ir pritaikomumo. Be to, ribotos apimties laboratorijos metodikoje analitikai dažnai pasirenka korozinį atsaką, įskaitant fosfidus arba redokso amžių iš metalų ir fosfatų druskų, kad sumaišytų rūgštį.
Korozinis fosfidų apdorojimas apima metalų fosfidų atsaką mineralinėmis rūgštimis, kad būtų išeigahipofosforo rūgštis, ciklas, kuriam reikalingos kontroliuojamos sąlygos, kad būtų išvengta šalutinių reakcijų ir būtų garantuotas idealus derlius. Fosforo korozijos elektroredukcija apima galios panaudojimą fosforo korozijos pakeitimui į rūgštį, o tai siūlo paprastesnę ir veiksmingesnę strategiją, kuriant milžinišką apimtį. Metalo oksidacija kartu su fosforo ėsdinančia medžiaga suteikia pasirenkamą kursą gaminti rūgštis, naudojant metalų redokso savybes, esančias fosforo ėsdinančia medžiaga.
Nuorodos
1. Becker, GW (1983). Fosfatai ir fosforo rūgštis. Marcel Dekker, Inc.
2. Holleman, AF, Wiberg, E. ir Wiberg, N. (2001). Neorganinė chemija. Akademinė spauda.
3. King, RB (1998). Neorganinės chemijos enciklopedija, 6 tomas. John Wiley & Sons.
4. Nie, Y., Tu, Q., Deng, H., Fu, J. ir Wang, J. (2012). Patobulintas hipofosforo rūgšties elektrosintezės procesas nuolatinio filtro preso reaktoriuje. Chemijos inžinerijos tyrimai ir projektavimas, 90(4), 563-569.
5. Stecher, H. (1968). Merck cheminių medžiagų ir vaistų indeksas. „Merck & Company Incorporated“.