的亚磷酸,也被称为原亚磷酸,是式H的化学化合物3 PO 3。它是磷的各种含氧酸之一,其结构如图1所示(EMBL-EBI,2015)。
根据化合物的化学式,可以将其改写为HPO(OH)2。该物质与次要互变异构体P(OH)3处于平衡状态(图2)。
图1:亚磷酸的结构。
IUPAC,2005年的建议是将后者称为亚磷酸,将二羟基形式称为膦酸。只有还原的磷化合物以“熊”结尾拼写。
图2:亚磷酸的互变异构体。
图3:通过共振稳定的H3PO3形式
亚磷酸是二质子酸,这意味着它仅具有放弃两个质子的能力。这是由于主要互变异构体是H 3 PO 3。当这种形状失去质子时,共振使形成的阴离子稳定,如图3所示。
P(OH)3互变异构体(图4)没有共振稳定的好处。这使得去除第三个质子要困难得多(为什么亚磷酸是双质子质而不是三磷酸?,2016年)。
图4:PO33-形式,其中观察到没有通过共振的稳定作用。
磷酸(H 3 PO 3)形成称为亚磷酸盐的盐,用作还原剂(Britannica,1998)。根据以下方程式,通过溶解四氧化六氧化物(P 4 O 6)来制备:
P 4 O 6 + 6 H 2 O→4 HPO(OH)2
纯亚磷酸,H 3 PO 3,最好是由三氯化磷,PCL的水解制备3。
PCl 3 + 3H 2 O→HPO(OH)2 + 3HCl
将得到的溶液加热以驱除HCl和剩余的水蒸发,直到无色结晶3 PO 3点出现在冷却。酸也可以通过水在PBr 3或PI 3上的作用获得(Zumdahl,2018)。
物理和化学特性
亚磷酸是白色或黄色的吸湿性四面体晶体,具有大蒜味(国家生物技术信息中心,2017年)。
图5:亚磷酸的外观。
H 3 PO 3的分子量为82.0 g / mol,密度为1.651 g / ml。该化合物的熔点为73°C,在200°C以上会分解。亚磷酸可溶于水,每100毫升该溶剂可溶解310克。它也可溶于乙醇。
此外,它是一种强酸,pKa在1.3和1.6之间(皇家化学学会,2015)。
将亚磷酸加热到约200°C会使它歧化为磷酸和膦(PH 3)。磷化氢,通常在空气中自燃的气体。
4H 3 PO 3 +热量→PH 3 + 3H 3 PO 4
反应性和危害
反应性
- 亚磷酸不是稳定的化合物。
- 它从空气中吸收氧气以形成磷酸。
- 在水溶液中形成黄色沉淀,干燥时会自燃。
- 与化学碱(例如,无机胺和氢氧化物)发生放热反应,形成盐。
- 这些反应会在小空间内产生危险的大量热量。
- 溶于水或用其他水稀释浓溶液会产生大量热量。
- 在湿气存在下与活性金属(包括铝和铁等结构金属)发生反应,释放出氢气(一种可燃气体)。
- 它可以引发某些烯烃的聚合。与氰化物反应生成氰化氢气体。
- 与二硫代氨基甲酸酯,异氰酸酯,硫醇,氮化物,腈,硫化物和强还原剂接触会产生易燃和/或有毒气体。
- 亚硫酸盐,亚硝酸盐,硫代硫酸盐(生成H2S和SO3),连二亚硫酸盐(生成SO2)和碳酸盐(生成CO2)还会发生其他产气反应(磷,2016)。
危险性
- 该化合物对眼睛和皮肤有腐蚀性。
- 接触眼睛会导致角膜损伤或失明。
- 与皮肤接触会引起炎症和水泡。
- 吸入粉尘会刺激胃肠道或呼吸道,其特征是燃烧,打喷嚏和咳嗽。
- 严重的过度暴露会导致肺部损伤,窒息,失去知觉甚至死亡(《材料安全数据表亚磷酸》,2013年)。
损坏时采取行动
- 确保医务人员了解所涉及的材料并采取预防措施以保护自己。
- 应将受害者转移到阴凉处,并拨打紧急医疗服务电话。
- 如果受害者没有呼吸,应该进行人工呼吸。
- 如果受害人摄入或吸入了该物质,则不应使用口对口方法。
- 借助于配备有单向阀或其他合适的呼吸医疗设备的袖珍口罩进行人工呼吸。
- 如果呼吸困难,应给与氧气。
- 受污染的衣服和鞋子应脱下并隔离。
- 如果接触到该物质,请立即用流水冲洗皮肤或眼睛至少20分钟。
- 为了减少与皮肤的接触,请避免将材料散布在未受影响的皮肤上。
- 保持受害者平静和温暖。
- 接触该物质(吸入,食入或皮肤接触)的影响可能会延迟。
应用领域
亚磷酸最重要的用途是生产用于水处理的亚磷酸酯。磷酸还用于制备亚磷酸盐,例如亚磷酸钾。
已证明亚磷酸酯可有效控制多种植物病害。
特别地,指示响应于植物疫霉菌和腐霉类型的植物病原体的感染(它们引起根分解)而通过包含亚磷酸盐的树干或叶面注射进行处理。
亚磷酸和亚磷酸酯在化学分析中用作还原剂。通过碘化物催化的扁桃酸还原,一种方便且可扩展的苯乙酸新合成方法,是基于催化碘化钠原位生成氢碘酸的。为此,将磷酸用作化学计量的还原剂(Jacqueline E. Milne,2011年)。
它用作生产聚(氯乙烯)工业中使用的添加剂的成分(亚磷酸(CAS RN 10294-56-1),2017)。亚磷酸的酯也用于有机合成的各种反应中(Blazewska,2009)。
参考文献
- Blazewska,K。(2009)。合成科学:分子转化的霍本-魏尔方法,第42卷。纽约:蒂姆。
- (1998年7月20日)。亚磷酸(H3PO3)。取自大不列颠百科全书:britannica.com。
- EMBL-EBI。(2015年7月20日)。膦酸。从ebi.ac.uk中恢复:ebi.ac.uk。
- Jacqueline E.Milne,TS(2011)。碘化物催化的还原反应:苯乙酸合成的发展。单位 Chem.76,9519-9524。Organic-chemistry.org。
- 材料安全数据表亚磷酸。(2013年5月21日)。从sciencelab中恢复:sciencelab.com。
- 国家生物技术信息中心。(2017年3月11日)。PubChem化合物数据库;CID = 107909。从PubChem检索:ncbi.nlm.nih.gov。
- 亚磷酸(CAS RN 10294-56-1)。(2017年3月15日)。从gov.uk/trade-tariff:gov.uk中恢复。
- 磷酸。(2016)。从骆驼化学中回收:cameochemicals.noaa.gov。
- 皇家化学学会。(2015)。磷酸。从chemspider中恢复:chemspider.com。
- 为什么亚磷酸是双质子酸而不是三磷酸?(2016年3月11日)。从chemistry.stackexchange中恢复。
- SS Zumdahl(2018年8月15日)。含氧酸。从britannica.com恢复。