Kyselina fosforná(H3PO2) je stredne zaujímavá fosforoxykyselina známa svojimi výrazne klesajúcimi kapacitami. Napriek obmedzenej tvorbe pre obrovský rozsah existuje niekoľko stratégií na organizáciu tejto konkrétnej anorganickej zlúčeniny vo výskumnom zariadení a modernom prostredí. Tieto zjednocovacie kurzy zahŕňajú riadenú odozvu zlúčenín fosforu s klesajúcimi špecialistami na získanie kyseliny fosfornej. V laboratóriu môže byť kyselina pripravená znížením chloridu fosforitého alebo oxidu fosforečného s fosfornanovými soľami alebo inými odborníkmi na znižovanie. V modernom meradle sa kyselina bežne vyrába hydrolýzou chloridu fosforitého alebo reakciou fosfínu s vodou.
Vzhľadom na svoje zmenšujúce sa vlastnosti,fosforný kyselinasleduje aplikácie v rôznych oblastiach, vrátane syntetických kombinácií, pokovovania a ako špecialista na vyvažovanie pre špecifické zmesi. Jeho neotřelé kvality z neho robia významnú súčasť jednoznačných moderných cyklov bez ohľadu na jeho mierne nízky objem tvorby.
Ako možno pripraviť kyselinu fosfornú okyslením fosfidov kovov?
Pravidelná stratégia tvorbykyselina fosfornázahŕňa reakciu fosfidov kovov s tekutými minerálnymi kyselinami. Rozpustné fosfidy základných kovov, napríklad fosfid sodný a fosfid draselný, prechádzajú odozvou kyselina alebo sírová korozívna za vzniku H3PO2, ako je uvedené stechiometriou:
NaPH2 + 2HCl → NaCl + H3PO2
Cyklus začína suspendovaním fosfidu kovu v koncentrovanom stavekyselina fosfornáa jemné refluxovanie zmesi počas niekoľkých hodín. Počas tejto reakcie sa kyselina uvoľní a zostane rozbitá v usporiadaní, zatiaľ čo chlorid kovu sa urýchľuje. Následný stupeň zahŕňa filtráciu na izoláciu povzbudenia, po ktorej sa môže H3P02 po ochladení oddeliť od filtrátu fragmentárnou kryštalizáciou.
Voliteľná metodika zahŕňa použitie vopred pripraveného fosfornanu vápenatého (Ca(H2PO2)2) ako východiskového materiálu, a nie fosfidu sodného. Tým sa vyhne potrebe zaobchádzať s receptívnymi soľnými kovovými fosfidmi. Reakcia fosfornanu vápenatého s korozívnymi účinkami na síru pri zmene soli nakyselina fosforná, ktoré môžu byť odpojené od síranu vápenatého podporujú:
Ca(H2PO2)2 + H2SO4 → 2H3PO2 + CaSO4
Stručne povedané, korozívne spracovanie fosfornanov alebo fosfidov poskytuje priamu cestukyselina fosfornáv prostredí výskumného centra. V každom prípade je dôležité si všimnúť, že starostlivosť o deštruktívne kyseliny v obrovskom rozsahu predstavuje kritické výzvy.
Použitie fosfidov kovov alebo vopred pripraveného fosfornanu vápenatého predpokladá vytvorenie kyseliny prostredníctvom riadených reakcií s minerálnymi kyselinami. Bez ohľadu na priamosť tejto stratégie by sa mali usilovne usilovať o životaschopné úvahy, pokiaľ ide o chránenú liečbu deštruktívnymi kyselinami, ako aj o podávanie vedľajších účinkov, pričom by sa mal predlžovať cyklus tvorby.
Ako sa elektrolýza kyseliny fosforitej používa na výrobu kyseliny fosfornej?
V moderných cykloch,kyselina fosfornávzniká elektrochemickým znižovaním žieraviny fosforu (H3PO3). Táto technika zahŕňa elektrolýzu tekutiny H3PO3 v oddelenom článku s olovenou katódou a platinovou anódou:
H3PO3 + H2O + 2e-→ H3PO2 + 2OH-
Počas tejto elektrolýzy sa na katóde znižuje korózia fosforu, zatiaľ čo na anóde dochádza k oxidácii vody, aby sa udržala rovnováha. Následná úprava obsahujekyselina fosfornáa hydroxid sodný. Následná fermentácia podnieti zrážanie H3PO2, ktorý sa potom dekontaminuje pomocou kryštalizácie.
Rôzne hranice cyklov, ako je pH, teplota, hrúbka prúdu a výber katód, sú starostlivo optimalizované, aby sa zlepšil výťažok a účinnosť. Fosforové korozívne látky sú ako východiskový materiál uprednostňované pred fosforovými korozívnymi látkami, pretože je predpokladom zníženia nižšieho napätia.
Táto elektrochemická metodológia ponúka trvalú tvorbu vysoko nepoškvrnenej kyseliny fosfornej bez potreby deštruktívnych kyselín. Je široko vnímaná ako obľúbená stratégia pre modernú tvorbu s obrovským rozsahom, pretože má schopnosť dôsledne produkovať vysoko nepoškvrnenú kyselinu, ktorá spĺňa náročné cnostné potreby moderných aplikácií. Okrem toho táto technika zaručuje pohodu a odbornosť vo vývoji kyseliny, čo je spolu so stratégiou rozhodovania pre výrobu v modernom meradle.
Ako môže oxidácia kovov produkovať kyselinu fosfornú?
Kyselina fosforná sa môže získať ako výsledok počas oxidácie špecifických kovov, napríklad železa alebo zinku, v dohľade fosforečných korozívnych alebo fosfátových solí, profitujúcich z redoxného pohybu týchto kovov.
Napríklad, keď sa zinkový prášok zahreje žieravinou na báze fosforu, reakcia náhle poskytne fosforečnan zinočnatý a kyselinu:
Zn + 2H3PO4 → Zn3(PO4)2 + H3PO2 + H2
Okrem toho železo podobne reaguje s žieravinou na báze fosforu a dodáva kyselinu fosfornú. Odpojenie H3P02 z kombinácie položiek možno dosiahnuť využitím jej nízkej rozpustnosti v koncentrovanej H3P04.
Tento redoxný prístup berie do úvahy využitie finančne zdatných kovov, ako je železo a zinok, v protiklade k závislosti od drahých východiskových materiálov obsahujúcich fosfor. V každom prípade je výťažok kyseliny pri použití tejto techniky trochu nízky a cyklus odpojenia je náročný kvôli súperiacim vedľajším odozvám. V každom prípade tento prístup ponúka priamu metódu na získanie malého množstva kyseliny v laboratórnych podmienkach.
Záver
Hkyselina ypofosforitáUnion zahŕňa tri základné stratégie: korozívnu úpravu fosfidov, elektroredukciu fosforových korozívnych látok a oxidáciu kovov kombinovanú s fosforečnou korozívnou látkou. V modernom prostredí sa elektrochemické metódy v drvivej väčšine využívajú na zakladanie podnikov kvôli ich odbornosti a prispôsobivosti. Alternatívne, v laboratórnej metodológii obmedzeného rozsahu, analytici často volia korozívne reakcie vrátane fosfidov alebo redoxného veku z kovov a fosfátových solí na zmiešanie kyseliny.
Korozívne spracovanie fosfidov zahŕňa reakciu fosfidov kovov s minerálnymi kyselinami na výťažokkyselina fosforná, cyklus, ktorý vyžaduje kontrolované podmienky, aby sa predišlo vedľajším reakciám a zaručil sa ideálny výnos. Elektroredukcia fosforových korozívnych látok zahŕňa využitie energie na premenu fosforových korozívnych látok na kyselinu, čo ponúka priamu a efektívnejšiu stratégiu pre vytváranie enormného rozsahu. Oxidácia kovov v kombinácii s fosforečnou žieravinou dáva voliteľný kurz na výrobu kyselina pomocou redoxných vlastností kovov v dohľade žieraviny na báze fosforu.
Referencie
1. Becker, GW (1983). Fosforečnany a kyselina fosforečná. Marcel Dekker, Inc.
2. Holleman, AF, Wiberg, E., & Wiberg, N. (2001). Anorganická chémia. Academic Press.
3. Kráľ, RB (1998). Encyclopedia of Anorganic Chemistry, Vol 6. John Wiley & Sons.
4. Nie, Y., Tu, Q., Deng, H., Fu, J., & Wang, J. (2012). Vylepšený proces elektrosyntézy kyseliny fosfornej v kontinuálnom kalolisovom reaktore. Chemical Engineering Research and Design, 90(4), 563-569.
5. Stecher, H. (1968). Merck Index chemikálií a liečiv. Merck & Company Incorporated.