- Physikalische und chemische Eigenschaften
- Reaktivität und Gefahren
- Reaktivität
- Gefahren
- Aktion im Schadensfall
- Anwendungen
- Verweise
Die Phosphorsäure , auch Orthophosphorsäure genannt, ist eine chemische Verbindung der Formel H 3 PO 3 . Es ist eine der verschiedenen sauerstoffhaltigen Phosphorsäuren und seine Struktur ist in Abbildung 1 dargestellt (EMBL-EBI, 2015).
Aufgrund der Formel der Verbindung kann sie als HPO (OH) 2 umgeschrieben werden . Diese Spezies existiert im Gleichgewicht mit einem kleinen Tautomer P (OH) 3 (Abbildung 2).
Abbildung 1: Struktur der Phosphorsäure.
Die Empfehlungen der IUPAC von 2005 lauten, dass letztere Phosphorsäure genannt wird, während die Dihydroxyform Phosphonsäure genannt wird. Nur reduzierte Phosphorverbindungen werden mit einem "Bären" -Ende geschrieben.
Abbildung 2: Tautomere der Phosphorsäure.
Abbildung 3: Durch Resonanz stabilisierte H3PO3-Form
Phosphorsäure ist eine diprotische Säure, dh sie kann nur zwei Protonen abgeben. Dies liegt an der Tatsache, dass das Haupttautomer H 3 PO 3 ist . Wenn diese Form ein Proton verliert, stabilisiert die Resonanz die gebildeten Anionen, wie in Abbildung 3 gezeigt.
Das P (OH) 3 -Tautomer (Abbildung 4) hat nicht den Vorteil einer Resonanzstabilisierung. Dies erschwert die Entfernung des dritten Protons erheblich (Warum ist Phosphorsäure diprotisch und nicht triprotisch ?, 2016).
Abbildung 4: Form PO33 - wobei beobachtet wird, dass keine Stabilisierung durch Resonanz erfolgt.
Phosphorsäure (H 3 PO 3 ) bildet Salze, sogenannte Phosphite, die als Reduktionsmittel verwendet werden (Britannica, 1998). Es wird hergestellt, indem tetraphosphorisches Hexoxid (P 4 O 6 ) gemäß der folgenden Gleichung gelöst wird:
P 4 O 6 + 6 H 2 O → 4 HPO (OH) 2
Reine Phosphorsäure, H 3 PO 3 , wird am besten durch Hydrolyse von Phosphortrichlorid, PCl 3, hergestellt .
PCl 3 + 3H 2 O → HPO (OH) 2 + 3HCl
Die resultierende Lösung wird erhitzt, um die HCl auszutreiben, und das verbleibende Wasser wird verdampft, bis beim Abkühlen ein farbloses kristallines 3 PO 3 erscheint . Die Säure kann auch durch Einwirkung von Wasser auf PBr 3 oder PI 3 erhalten werden (Zumdahl, 2018).
Physikalische und chemische Eigenschaften
Phosphorsäure sind weiße oder gelbe hygroskopische tetraedrische Kristalle mit einem knoblauchartigen Aroma (National Center for Biotechnology Information, 2017).
5: Aussehen von Phosphorsäure.
H 3 PO 3 hat ein Molekulargewicht von 82,0 g / mol und eine Dichte von 1,651 g / ml. Die Verbindung hat einen Schmelzpunkt von 73 ° C und zersetzt sich oberhalb von 200 ° C. Phosphorsäure ist wasserlöslich und kann 310 Gramm pro 100 ml dieses Lösungsmittels lösen. Es ist auch in Ethanol löslich.
Darüber hinaus ist es eine starke Säure mit einem pKa zwischen 1,3 und 1,6 (Royal Society of Chemistry, 2015).
Durch Erhitzen der Phosphorsäure auf etwa 200 ° C wird sie in Phosphorsäure und Phosphin (PH 3 ) überproportional . Phosphin, ein Gas, das sich normalerweise spontan an der Luft entzündet.
4H 3 PO 3 + Wärme → PH 3 + 3H 3 PO 4
Reaktivität und Gefahren
Reaktivität
- Phosphorsäure ist keine stabile Verbindung.
- Es absorbiert Sauerstoff aus der Luft und bildet Phosphorsäure.
- Bildet in wässriger Lösung gelbe Ablagerungen, die beim Trocknen spontan entflammbar sind.
- Reagiert exotherm mit chemischen Basen (z. B. anorganischen Aminen und Hydroxiden) unter Bildung von Salzen.
- Diese Reaktionen können auf kleinem Raum gefährlich große Wärmemengen erzeugen.
- Das Auflösen in Wasser oder das Verdünnen einer konzentrierten Lösung mit zusätzlichem Wasser kann erhebliche Wärme erzeugen.
- Reagiert in Gegenwart von Feuchtigkeit mit aktiven Metallen, einschließlich Strukturmetallen wie Aluminium und Eisen, unter Freisetzung von Wasserstoff, einem brennbaren Gas.
- Es kann die Polymerisation bestimmter Alkene initiieren. Reagiert mit Cyanidverbindungen unter Freisetzung von Cyanwasserstoffgas.
- Kann in Kontakt mit Dithiocarbamaten, Isocyanaten, Mercaptanen, Nitriden, Nitrilen, Sulfiden und starken Reduktionsmitteln brennbare und / oder giftige Gase erzeugen.
- Zusätzliche gaserzeugende Reaktionen treten mit Sulfiten, Nitriten, Thiosulfaten (zu H2S und SO3), Dithioniten (zu SO2) und Carbonaten (zu CO2) auf (PHOSPHORSÄURE, 2016).
Gefahren
- Die Verbindung wirkt ätzend auf Augen und Haut.
- Kontakt mit den Augen kann zu Hornhautschäden oder Blindheit führen.
- Kontakt mit der Haut kann Entzündungen und Blasen verursachen.
- Das Einatmen von Staub führt zu Reizungen des Magen-Darm-Trakts oder der Atemwege, die durch Brennen, Niesen und Husten gekennzeichnet sind.
- Schwere Überexposition kann zu Lungenschäden, Erstickung, Bewusstlosigkeit oder zum Tod führen (Sicherheitsdatenblatt Phosphorsäure, 2013).
Aktion im Schadensfall
- Stellen Sie sicher, dass das medizinische Personal über die verwendeten Materialien informiert ist, und treffen Sie Vorkehrungen, um sich selbst zu schützen.
- Das Opfer sollte an einen kühlen Ort gebracht und der Rettungsdienst gerufen werden.
- Künstliche Beatmung sollte erfolgen, wenn das Opfer nicht atmet.
- Die Mund-zu-Mund-Methode sollte nicht angewendet werden, wenn das Opfer die Substanz aufgenommen oder eingeatmet hat.
- Die künstliche Beatmung erfolgt mit Hilfe einer Taschenmaske, die mit einem Einwegventil oder einem anderen geeigneten medizinischen Atemschutzgerät ausgestattet ist.
- Bei Atembeschwerden sollte Sauerstoff verabreicht werden.
- Kontaminierte Kleidung und Schuhe sollten entfernt und isoliert werden.
- Bei Kontakt mit der Substanz Haut oder Augen sofort mindestens 20 Minuten lang mit fließendem Wasser abspülen.
- Vermeiden Sie bei weniger Hautkontakt das Verteilen des Materials auf nicht betroffener Haut.
- Halten Sie das Opfer ruhig und warm.
- Die Auswirkungen einer Exposition (Einatmen, Verschlucken oder Hautkontakt) mit dem Stoff können sich verzögern.
Anwendungen
Die wichtigste Verwendung von Phosphorsäure ist die Herstellung von Phosphiten, die bei der Wasseraufbereitung verwendet werden. Phosphorsäure wird auch zur Herstellung von Phosphitsalzen wie Kaliumphosphit verwendet.
Es wurde gezeigt, dass Phosphite bei der Bekämpfung einer Vielzahl von Pflanzenkrankheiten wirksam sind.
Insbesondere ist eine Behandlung durch Stamm- oder Blattinjektion, die Phosphorsäuresalze enthält, als Reaktion auf Infektionen durch Pflanzenpathogene vom Typ Phytoftera und Pythium angezeigt (sie verursachen Wurzelzersetzung).
Phosphorsäure und Phosphite werden als Reduktionsmittel in der chemischen Analyse verwendet. Eine bequeme und skalierbare neue Synthese von Phenylessigsäuren durch die Iodid-katalysierte Reduktion von Mandelsäuren basiert auf der In-situ-Erzeugung von Iodwasserstoffsäure aus katalytischem Natriumiodid. Hierzu wird Phosphorsäure als stöchiometrisches Reduktionsmittel eingesetzt (Jacqueline E. Milne, 2011).
Es wird als Bestandteil für die Herstellung von Additiven verwendet, die in der Polyvinylchloridindustrie verwendet werden (Phosphorsäure (CAS RN 10294-56-1), 2017). Auch die Ester der Phosphorsäure werden in verschiedenen Reaktionen der organischen Synthese verwendet (Blazewska, 2009).
Verweise
- Blazewska, K. (2009). Wissenschaft der Synthese: Houben-Weyl-Methoden molekularer Transformationen Band 42. New York: Thieme.
- (1998, 20. Juli). Phosphorsäure (H3PO3). Aus Encyclopædia Britannica abgerufen: britannica.com.
- EMBL-EBI. (2015, 20. Juli). Phosphonsäure. Von ebi.ac.uk wiederhergestellt: ebi.ac.uk.
- Jacqueline E. Milne, TS (2011). Iodidkatalysierte Reduktionen: Entwicklung einer Synthese von Phenylessigsäuren. Org. Chem. 76, 9519 & ndash; 9524. organisch-chemie.org.
- Sicherheitsdatenblatt Phosphorsäure. (2013, 21. Mai). Von sciencelab wiederhergestellt: sciencelab.com.
- Nationales Zentrum für Informationen zur Biotechnologie. (2017, 11. März). PubChem Compound Database; CID = 107909. Von PubChem abgerufen: ncbi.nlm.nih.gov.
- Phosphorsäure (CAS RN 10294-56-1). (2017, 15. März). Von gov.uk/trade-tariff:gov.uk wiederhergestellt.
- PHOSPHORSÄURE. (2016). Aus Cameochemikalien gewonnen: Cameochemicals.noaa.gov.
- Royal Society of Chemistry. (2015). PHOSPHORSÄURE. Von chemspider wiederhergestellt: chemspider.com.
- Warum ist Phosphorsäure diprotisch und nicht triprotisch? (2016, 11. März). Aus chemie.stackexchange wiederhergestellt.
- Zumdahl, SS (2018, 15. August). Oxysäure. Von britannica.com wiederhergestellt.