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El ácido fosforoso es el compuesto descrito por la fórmula H 3 PO 3 . Este ácido es diprótico (ioniza fácilmente dos protones), no triprótico como podría sugerir esta fórmula. El ácido fosforoso es un intermedio en la preparación de otros compuestos de fósforo. Los derivados orgánicos del ácido fosforoso, compuestos con la fórmula RPO 3 H 2 , se denominan ácidos fosfónicos .

Nomenclatura y tautomería [ editar ]

H 3 PO 3 se describe más claramente con la fórmula estructural HPO (OH) 2 . En estado sólido, HP (O) (OH) 2 es tetraédrico con un enlace P – H de 1.32 pm, un enlace P = O más corto de 148  pm y dos enlaces P – O (H) más largos de 154 pm. Esta especie existe en equilibrio con un tautómero P (OH) 3 extremadamente menor . La IUPAC recomienda que este último se llame ácido fosforoso, mientras que la forma dihidroxi se llama ácido fosfónico. [2] Sólo los compuestos de fósforo reducido se escriben con una terminación "ous".

Otros oxiácidos importantes del fósforo son el ácido fosfórico (H 3 PO 4 ) y el ácido hipofosforoso (H 3 PO 2 ). Los ácidos de fósforo reducidos están sujetos a tautomería similar que implica cambios de H entre O y P.

Preparación [ editar ]

HPO (OH) 2 es el producto de la hidrólisis de su anhídrido ácido :

P 4 O 6 + 6 H 2 O → 4 HPO (OH) 2

(Una relación análoga conecta H 3 PO 4 y P 4 O 10 ).

A escala industrial, el ácido se prepara por hidrólisis de tricloruro de fósforo con agua o vapor: [3]

PCl 3 + 3 H 2 O → HPO (OH) 2 + 3  HCl

Reacciones [ editar ]

Propiedades ácido-base [ editar ]

El ácido fosforoso tiene una p K a en el rango de 1,26 a 1,3. [4] [5]

HP (O) (OH) 2 → HP (O) 2 (OH) - + H +            p K a  = 1.3

Es un ácido diprótico , el ion hidrogenofosfito, HP (O) 2 (OH) - es un ácido débil:

HP (O) 2 (OH) -HPO2−
3
+ H +            p K a  = 6,7

La base conjugada HP (O) 2 (OH) - se llama fosfito de hidrógeno, y la segunda base conjugada, HPO2−
3
, es el ion fosfito . [6] (Tenga en cuenta que las recomendaciones de la IUPAC son hidrogenofosfonato y fosfonato, respectivamente).

El átomo de hidrógeno unido directamente al átomo de fósforo no es fácilmente ionizable. Los exámenes de química a menudo prueban la apreciación de los estudiantes del hecho de que no los tres átomos de hidrógeno son ácidos en condiciones acuosas, en contraste con el H 3 PO 4 .

Propiedades redox [ editar ]

Al calentar a 200 ° C, el ácido fosforoso se desproporciona en ácido fosfórico y fosfina : [7]

4 H 3 PO 3 → 3 H 3 PO 4 + PH 3

Esta reacción se utiliza para preparaciones de PH 3 a escala de laboratorio .

El ácido fosforoso se oxida lentamente en el aire a ácido fosfórico. [3]

Tanto el ácido fosforoso como sus formas desprotonadas son buenos agentes reductores , aunque no necesariamente de rápida reacción. Se oxidan a ácido fosfórico o sus sales. Reduce las soluciones de cationes de metales nobles a los metales. Cuando el ácido fosforoso se trata con una solución fría de cloruro de mercurio , se forma un precipitado blanco de cloruro de mercurio:

H 3 PO 3 + 2 HgCl 2 + H 2 O → Hg 2 Cl 2 + H 3 PO 4 + 2 HCl

El ácido fosforoso reduce aún más el cloruro mercurioso a mercurio al calentarlo o al reposarlo:

H 3 PO 3 + Hg 2 Cl 2 + H 2 O → 2 Hg + H 3 PO 4 + 2 HCl

Como ligando [ editar ]

Tras el tratamiento con metales de configuración d6, se sabe que el ácido fosforoso se coordina como el tautómero P (OH) 3 de otro modo raro . Los ejemplos incluyen Mo (CO) 5 (P (OH) 3 ) y [Ru (NH 3 ) 4 (H 2 O) (P (OH) 3 )] 2+ . [8] [9]

Estructura de Mo (CO) 5 P (OH) 3 . [10]

Usos [ editar ]

El uso más importante del ácido fosforoso (ácido fosfónico) es la producción de fosfito de plomo básico , que es un estabilizador en PVC y polímeros clorados relacionados. [3]

Se utiliza en la producción de estabilizador de PVC de fosfonato de plomo básico, ácido aminometilenfosfónico y ácido hidroxietano difosfónico. También se utiliza como un fuerte agente reductor y en la producción de ácido fosforoso, fibras sintéticas, pesticidas organofosforados y el agente de tratamiento de agua altamente eficaz ATMP .

Los materiales ferrosos , incluido el acero, pueden protegerse de alguna manera al promover la oxidación ("herrumbre") y luego convertir la oxidación en un metalofosfato mediante el uso de ácido fosfórico y protegerse aún más mediante un revestimiento de superficie. (Ver: Pasivación (química) ).

Derivados orgánicos [ editar ]

El nombre IUPAC (principalmente orgánico) es ácido fosfónico . Esta nomenclatura se reserva comúnmente para derivados sustituidos , es decir, grupo orgánico unido al fósforo, no simplemente a un éster. Por ejemplo, (CH 3 ) PO (OH) 2 es "ácido metilfosfónico", que puede de forma curso "metil fosfonato " ésteres .

Referencias [ editar ]

  1. ^ "MSDS - 215112" . www.sigmaaldrich.com . Consultado el 12 de abril de 2018 .
  2. ^ Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (2005). Nomenclatura de la química inorgánica (Recomendaciones de la IUPAC 2005). Cambridge (Reino Unido): RSC - IUPAC . ISBN 0-85404-438-8 . Versión electrónica. . 
  3. ^ a b c Bettermann, Gerhard; Krause, Werner; Riess, Gerhard; Hofmann, Thomas (2000). "Compuestos de fósforo, inorgánicos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a19_527 ..
  4. ^ Larson, John W .; Pippin, Margaret (1989). "Termodinámica de la ionización de los ácidos hipofosforoso y fosforoso. Efectos sustituyentes en los oxiácidos de segunda fila". Poliedro . 8 (4): 527–530. doi : 10.1016 / S0277-5387 (00) 80751-2 .
  5. ^ Manual CRC de química y física (87ª ed.). pag. 8–42.
  6. ^ Novosad, Josef (1994). Enciclopedia de Química Inorgánica . John Wiley e hijos. ISBN 0-471-93620-0.
  7. ^ Gokhale, SD; Jolly, WL (1967). "Fosfina". Síntesis inorgánica . 9 : 56–58. doi : 10.1002 / 9780470132401.ch17 .
  8. ^ Sernaglia, RL; Franco, DW (2005). "El centro de rutenio (II) y el equilibrio tautomérico fosfito-fosfonato". Inorg. Chem . 28 (18): 3485–3489. doi : 10.1021 / ic00317a018 .Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
  9. ^ Xi, Chanjuan; Liu, Yuzhou; Lai, Chunbo; Zhou, Lishan (2004). "Síntesis de complejo de molibdeno con ligando P (OH) 3 novedoso basado en la reacción en un solo recipiente de Mo (CO) 6 con HP (O) (OEt) 2 y agua". Comunicaciones de química inorgánica . 7 (11): 1202. doi : 10.1016 / j.inoche.2004.09.012 .
  10. ^ Xi, Chanjuan; Liu, Yuzhou; Lai, Chunbo; Zhou, Lishan (2004). "Síntesis del complejo de molibdeno con el nuevo ligando P (OH) 3 basado en la reacción en un solo recipiente de Mo (CO) 6 con HP (O) (OEt) 2 y agua". Comunicaciones de química inorgánica . 7 (11): 1202–1204. doi : 10.1016 / j.inoche.2004.09.012 .

Lectura adicional [ editar ]

  • Holleman, AF; Wiberg, E. (2001). Química inorgánica . San Diego: Prensa académica. ISBN 0-12-352651-5.
  • Corbridge., DEC (1995). Fósforo: un resumen de su química, bioquímica y tecnología (5ª ed.). Amsterdam: Elsevier. ISBN 0-444-89307-5.
  • Lee, JD (3 de enero de 2008). Química inorgánica concisa . Prensa de la Universidad de Oxford. ISBN 978-81-265-1554-7.