Fosforická žieravina (H3PO4) je rýchlo otvorený a dôvtipný fosforový syntetický materiál s rôznymi modernými aplikáciami. Napriek tomu môže byť premena na dôležité klesajúce špecializované žieraviny na fosfor (H3PO2) náročné. Bez ohľadu na problémy bolo vytvorených niekoľko laboratórnych stratégií na dodávanie hypofosforových korozívnych látok zahŕňajúcich fosforečné korozívne látky ako východiskový materiál.
Jednou z pravidelne využívaných stratégií je zníženiekyselina fosfornákorozívne s primeraným odborníkom na znižovanie, ako je hydrid kovu alebo sulfitová zlúčenina. Napríklad reakcia žieraviny na fosfor s fosfornanom sodným (NaH2P02) v dohľade impulzu, ako je paládium alebo platina, môže viesť k žieravinám na báze fosforu. Ďalšou metodológiou je tepelná dezintegrácia fosforečnej žieraviny, ktorú je možné dosiahnuť zahriatím na vysoké teploty.
Na druhej strane je možné použiť elektrochemické techniky na zmenu fosforečného korozívneho na hypofosforové korozívne. Elektrolýza fosforečnej korozívnej látky s použitím vhodného katódového materiálu, ako je grafit alebo platina, môže pracovať so zníženou interakciou a produkovať fosforovú korozívnu látku.
Okrem toho existujú metódy, ktoré využívajú odborníkov na prírodné znižovanie, ako je formaldehyd alebo mravčia žieraviny, na zmenu fosforečného korozívneho na hypofosforové korozívne. Tieto stratégie často zahŕňajú viackrokové reakcie a vyžadujú opatrnú kontrolu podmienok reakcie.
Znamená to trochu poznamenať, že vytváranie hypofosforového korozívneho činidla z fosforečného korozívneho činidla sa zásadne uskutočňuje v prostredí výskumných zariadení, na rozdiel od moderného rozsahu. Moderná tvorba pravidelne zahŕňa voliteľné cykly, ktoré sú produktívnejšie a dôvtipnejšie.
Ak vezmeme do úvahy všetko, hoci úplné prepnutie fosforečného korozívneho na hypofosforové korozívne predstavuje ťažkosti, z tohto dôvodu bolo vytvorených niekoľko laboratórnych stratégií. Tieto stratégie zahŕňajú využitie odľahčovacích špecialistov, elektrochemické cykly alebo prírodné zmesi. V každom prípade je dôležité, aby ste pri práci s týmito syntetickými zlúčeninami boli ostražití a dodržiavali príslušné bezpečnostné konvencie.
Ako elektrolytická redukcia premieňa kyselinu fosforečnú na kyselinu fosfornú?
Hkyselina ypofosforitáje jedným zo spôsobov transformácie kyseliny fosforečnej na ňu. Vodná H3PO4 je elektrolyzovaná, aby získala dva elektróny a vytvorila H3PO2:
H3PO4 + 2e- → H3PO2 + H2O
Táto elektrolýza môže byť vykonaná v delenej bunke s olovenou katódou a platinovou anódou. Keď sa kyselina fosforečná redukuje na katóde, na anóde dochádza k oxidácii vody, aby sa vyrovnala reakcia.
Na dosiahnutie maximálneho výnosu je potrebné optimalizovať niekoľko parametrov:
- Na zabezpečenie vodivosti sa uprednostňuje koncentrovaná 85-90% H3PO4.
- Teplota sa udržiava medzi 60-80 stupňami, aby sa uľahčilo zníženie.
- Prúdová hustota 100-300 mA/cm2 poskytuje najlepšie výsledky.
- Olovo je vhodné ako inertná katóda, ale niklové katódy s vyššou čistotou zlepšujú účinnosť.
- Vysoká kyslosť vyžaduje anódu, ktorá odoláva korózii, ako je platina.
Pri starostlivej kontrole je možné z kyseliny fosforečnej získať elektrochemicky výťažok H3PO2 okolo 60-70 %. Thekyselina fosfornása potom izoluje z katolytu ochladením, aby vykryštalizoval.
Ako môže úbytok kovu zmeniť fosforečnú žieravinu úplne na hypofosforečnú žieravinu?
Niektoré kovy môžu umelo znížiť žieravý fosfor na žieravý fosfor tak, že sa samy oxidujú. Redoxné dynamické kovy ako zinok, železo a horčík reagujú s koncentrovanou H3PO4 a vytvárajú H3PO2.
Napríklad zinkový prášok a fosforečná žieravina reagujú, ako ukazuje stechiometria:
Zn + 2H3PO4 → Zn3(PO4)2 + H3PO2 + H2
Zinok sa stáva špecialistom na zmenšovanie, oxiduje sa na fosforečnan zinočnatý, zatiaľ čo fosforečné žieraviny sa znižujú na fosforečné. Porovnateľná reaktivita nastáva so železným práškom.
Aby reakcia pokračovala, je potrebné zahriatie koncentrované 85 %+ H3PO4 na 60-80 stupeň. Výťažok H3P02 je nízky, okolo 30 % z dôvodu rôznych vedľajších reakcií. Segregácia čiastočnou kryštalizáciou je problematická.
Bez ohľadu na nevýhody, použitie skromných kovov z toho robí obozretný kurz s obmedzeným rozsahom, aby ste sa dostali k žieravinám s obsahom fosforu v laboratóriu bez elektrolýzy.
Ako môže hydrojodická korozívna pomoc produkovať fosforovú korozívnu látku z fosforečnej korozívnej látky?
Špecialisti na pevné znižovanie, ako je hydrojodická korozívna látka (Ahoj), môžu znížiť fosforovú korozívnu na hypofosforovú korozívnu podľa redoxnej reakcie:
2HI + H3PO4 → H3PO2 + I2 + H2O
Tento prístup využíva hlavné oblasti sily pre hydroiodickú korozívnu silu na získanie elektrónov potrebných na zníženie H3PO4.
Predbežne sú koncentrované aranžmány Hello a H3PO4 skombinované ako jeden pod otepľovaním a latentným prostredím. Vzniknutý jód a voda sa rafinujú, čo umožňuje izoláciu H3PO2.
Červený fosfor môže v tejto reakcii tiež nahradiť hydrojódnu korozívnu látku. Červené P ide o špecialistu na klesanie.
Hlboko kyslé reakčné médium vyžaduje špecifické súpravy misiek, ale umožňuje dostať sa k H3PO2 v osamelom kroku. Zvýšenie výnosu zostáva testom.
Záver
Hoci fosforečné korozívne látky nemusia byť tým najlepším východiskovým materiálom na vytváranie korozívnych látok s obsahom fosforu, bolo vytvorených niekoľko laboratórnych techník na ich dodanie. Tieto stratégie zahŕňajú elektroredukciu, kovové redoxné reakcie alebo špecialistov na znižovanie, ako sú hydrojódové žieraviny (pozdravy). Nech je to akokoľvek, každá stratégia má svoje obmedzenia týkajúce sa výnosu, adaptability a čistenia.
V technike elektroredukcie sa na prácu s cyklom poklesu fosforečnej korozívnej látky používa primeraný katódový materiál. Tento prístup môže poskytnúť rozumné výťažky fosfornej žieraviny, ale nemusí byť prispôsobiteľný na vytvorenie veľkého rozsahu kvôli hardvérovým prekážkam.
Kovové redoxné reakcie sú ďalšou technikou, ktorá sa môže použiť na výrobu hypofosforového korozívneho z fosforečného. Táto technika zahŕňa využitie klesajúceho kovového impulzu, ako je paládium alebo platina, na zníženie fosforovej žieraviny. Reakciou môže byť pokus o zefektívnenie, čo vedie k nízkym výnosom a problémom s dezinfekciou.
Na premenu fosforečnej žieraviny na hypofosforečnú žieravinu možno využiť aj ubúdajúcich špecialistov ako Hello there. Táto technika je trochu priamočiara a efektívna a poskytuje lepšie výnosy v porovnaní s rôznymi stratégiami. Jednanie s Howdy však môže byť riskantné a vyžaduje si opatrné bezpečnostné bezpečnostné opatrenia.
Bez ohľadu na tieto obmedzenia, tieto techniky výskumných zariadení poskytujú výrazne obmedzený rozsah prístupu k žieravinám s obsahom fosforu bez požiadavky na zložité moderné cykly. Vďaka práci na produktivite a spracovaní týchto techník sa inžinierske využitie H3PO4 na získanie užitočného fosforu zintenzívni ako H3PO2.
Na dosiahnutie tohto cieľa je základom ďalší prieskum zlepšených podmienok odozvy, čistiacich postupov a všestrannosti. Navyše, vytvorenie bezpečnejších a ekonomickejších stratégií na integráciu zlúčenín fosforu do rôznych aplikácií je základom pre poháňanie poľa.
Celkovo vzaté, zatiaľ čo laboratórne plánovanie žieravín na báze fosforu a žieravín na báze fosforu predstavuje ťažkosti, boli vytvorené rôzne stratégie, ako sa k tomu dostať. Každá technika má svoje obmedzenia, ale poskytujú významné pochopenie inžinierskej užitočnosti H3PO4. Ďalší prieskum a vylepšenie môže viesť k efektívnejším a uskutočniteľnejším technikám amalgamácie zlúčenín fosforu.
Referencie
1. Holleman, AF, Wiberg, E., & Wiberg, N. (2001). Anorganická chémia. Academic Press.
2. Kráľ, RB (1998). Encyclopedia of Anorganic Chemistry, Vol 6. John Wiley & Sons.
3. Nie, Y., Tu, Q., Deng, H., Fu, J., & Wang, J. (2012). Vylepšený proces elektrosyntézy kyselín v kontinuálnom kalolisovom reaktore. Chemical Engineering Research and Design, 90(4), 563-569.
4. Stecher, H. (1968). Merck Index: Encyklopédia chemikálií a liečiv. Merck.
5. Wilson, CL a Wilson, DW (1964). Komplexná analytická chémia (zv. 1B). Elsevier.