Hipofosforskābe(H3PO2) ir vidēji interesanta fosforskābe, kas pazīstama ar ievērojamu kapacitātes samazināšanos. Neraugoties uz ierobežoto radīšanu milzīgā apjomā, pastāv dažas stratēģijas šī konkrētā neorganiskā savienojuma orķestrēšanai pētniecības iestādē un mūsdienu vidē. Šajos arodbiedrības kursos ir iekļauta kontrolēta fosfora savienojumu reakcija ar speciālistiem, lai iegūtu hipofosforskābi. Laboratorijā skābi var pagatavot, samazinot fosfora trihlorīdu vai fosfora pentoksīdu ar hipofosfīta sāļiem vai citiem samazināšanas speciālistiem. Mūsdienu mērogā skābi parasti ražo fosfora trihlorīda hidrolīzē vai fosfīna reakcijas rezultātā ar ūdeni.
Tā kā tās īpašības samazinās,hipofosfors skābeizseko pielietojumu dažādās jomās, ieskaitot sintētisko kombināciju, metāla apšuvumu un kā balansēšanas speciālists konkrētiem maisījumiem. Tā jaunās īpašības padara to par nozīmīgu daļu nepārprotamos mūsdienu ciklos neatkarīgi no tā vidēji zemā radīšanas apjoma.
Kā var iegūt hipofosforskābi, paskābinot metālu fosfīdus?
Regulāra stratēģija radīšanaihipofosforskābeietver metālu fosfīdu reakciju ar šķidrām minerālskābēm. Šķīstošie parasto metālu fosfīdi, piemēram, nātrija fosfīds un kālija fosfīds, reaģē ar kodīgi skābi vai sērskābi, lai iegūtu H3PO2, kā norādīts stehiometrijā:
NaPH2 + 2HCl → NaCl + H3PO2
Cikls sākas ar metāla fosfīda suspendēšanu koncentrētā veidāhipofosforskābeun maigi vāra maisījumu dažas stundas. Šīs reakcijas laikā skābe tiek atbrīvota un paliek sabrukusi, bet metāla hlorīds paātrina izvadīšanu. Nākamajā posmā ietilpst filtrēšana, lai izolētu stimulu, pēc kura H3PO2 pēc atdzesēšanas fragmentāras kristalizācijas ceļā var atdalīt no filtrāta.
Izvēles metodoloģija ietver iepriekš ierāmēta kalcija hipofosfīta (Ca(H2PO2)2) izmantošanu kā sākuma materiālu, nevis nātrija fosfīdu. Tas izvairās no nepieciešamības rīkoties ar jutīgiem sāls metālu fosfīdiem. Kalcija hipofosfīta reakcija ar sērskābi kodīgiem rezultātiem, mainot sāli uzhipofosforskābe, ko var atvienot no kalcija sulfāta, veicina:
Ca(H2PO2)2 + H2SO4 → 2H3PO2 + CaSO4
Kopumā hipofosfītu vai fosfīdu korozīvā apstrāde nodrošina tiešu ceļu, kā iegūthipofosforskābepētniecības centra apstākļos. Jebkurā gadījumā ir svarīgi pamanīt, ka rūpes par destruktīvajām skābēm milzīgā apjomā rada kritiskas problēmas.
Izmantojot metālu fosfīdus vai iepriekš ierāmētu kalcija hipofosfītu, tiek ņemta vērā skābes radīšana, izmantojot kontrolētas reakcijas ar minerālskābēm. Neraugoties uz šīs stratēģijas vienkāršību, dzīvotspējīgas pārdomas par aizsargātu destruktīvo skābju ārstēšanu, kā arī blakusparādību ievadīšanu, ir rūpīgi jācenšas, vienlaikus palielinot radīšanas ciklu.
Kā fosforskābes elektrolīzi izmanto hipofosforskābes iegūšanai?
Mūsdienu ciklos,hipofosforskāberodas, elektroķīmiski samazinot fosfora kodīgo vielu (H3PO3). Šis paņēmiens ietver elektrolīzes šķidrumu H3PO3 atdalītā šūnā ar svina katodu un platīna anodu:
H3PO3 + H2O + 2e-→ H3PO2 + 2OH-
Šīs elektrolīzes laikā pie katoda tiek samazināts kodīgais fosfors, savukārt pie anoda notiek ūdens oksidēšanās, lai saglabātu līdzsvaru. Turpmākā vienošanās saturhipofosforskābeun nātrija hidroksīds. Sekojošā fermentācija izraisa H3PO2 nogulsnēšanos, kas pēc tam tiek dekontaminēta ar kristalizācijas palīdzību.
Dažādas cikla robežas, piemēram, pH, temperatūra, strāvas biezums un katodu izvēle, ir rūpīgi racionalizētas, lai uzlabotu ražu un efektivitāti. Fosfora kodīgajam materiālam priekšroka tiek dota, nevis fosfora kodīgajam materiālam, jo tas ir zemāks sprieguma pazemināšanās priekšnoteikums.
Šī elektroķīmiskā metodoloģija piedāvā noturīgu augstas nevainojamības hipofosforskābes izveidi bez destruktīvajām skābēm. Tā tiek plaši uzskatīta par iecienītāko stratēģiju milzīga apjoma modernai radīšanai, jo tā spēj konsekventi ražot augstas kvalitātes skābi, kas atbilst mūsdienu lietojumu nopietnām vajadzībām. Turklāt šis paņēmiens garantē labklājību un prasmi skābes izstrādē, līdz ar to arī lēmumu pieņemšanas stratēģiju mūsdienu mēroga ražošanai.
Kā metālu oksidēšana var radīt hipofosforskābi?
Hipofosforskābi var iegūt konkrētu metālu, piemēram, dzelzs vai cinka, oksidācijas rezultātā fosfora kodīgo vai fosfātu sāļu redzeslokā, gūstot labumu no šo metālu redokskustības.
Piemēram, kad cinka pulveris tiek sasildīts ar fosfora kodīgu vielu, reakcija pēkšņi rada cinka fosfātu un skābi:
Zn + 2H3PO4 → Zn3(PO4)2 + H3PO2 + H2
Turklāt dzelzs tāpat reaģē ar fosfora kodīgu vielu, lai piegādātu hipofosforskābi. H3PO2 atdalīšanu no preču kombinācijas var veikt, izmantojot tā zemo šķīdināmību koncentrētā H3PO4.
Šī uz redoksu balstītā pieeja ņem vērā finansiāli saprātīgu metālu, piemēram, dzelzs un cinka, izmantošanu, nevis atkarību no dārgiem fosfora sākuma materiāliem. Jebkurā gadījumā skābes iznākums, izmantojot šo metodi, ir nedaudz zems, un atvienošanas cikls tiek mēģināts strīdīgo sānu reakciju dēļ. Jebkurā gadījumā šī pieeja piedāvā tiešu metodi neliela daudzuma skābes iegūšanai laboratorijas apstākļos.
Secinājums
Hipofosforskābesavienībā ir iekļautas trīs būtiskas stratēģijas: fosfīdu korozīvā apstrāde, fosfora kodīgo vielu elektroredukcija un metāla oksidēšana apvienojumā ar fosfora kodīgo vielu. Mūsdienu apstākļos elektroķīmiskās metodes lielākoties tiek izmantotas uzņēmējdarbības izveidē, jo tās ir prasmīgas un pielāgojamas. Alternatīvi, ierobežota apjoma laboratorijas metodoloģijā analītiķi bieži izvēlas kodīgas reakcijas, tostarp fosfīdus vai metālu un fosfātu sāļu redoksu, lai sajauktu skābi.
Fosfīdu korozīvā apstrāde ietver metālu fosfīdu reakciju ar minerālskābēm, lai iegūtu ražuhipofosforskābe, cikls, kurā nepieciešami kontrolēti apstākļi, lai novērstu blakusreakcijas un garantētu ideālu ražu. Fosfora kodīgas vielas elektroreducēšana ietver jaudas izmantošanu, lai fosfora kodīgo vielu pārvērstu skābē, piedāvājot vienkāršāku un efektīvāku stratēģiju milzīga apjoma radīšanai. Metāla oksidēšana kopā ar fosfora kodīgo vielu nodrošina izvēles kursu, lai ražotu skābi, izmantojot metālu redoksīpašības fosfora kodīgo vielu redzeslokā.
Atsauces
1. Becker, GW (1983). Fosfāti un fosforskābe. Marcel Dekker, Inc.
2. Holleman, AF, Wiberg, E., & Wiberg, N. (2001). Neorganiskā ķīmija. Akadēmiskā prese.
3. King, RB (1998). Encyclopedia of Inorganic Chemistry, Vol 6. John Wiley & Sons.
4. Nie, Y., Tu, Q., Deng, H., Fu, J., & Wang, J. (2012). Uzlabots process hipofosforskābes elektrosintēzei nepārtrauktā filtra presēšanas reaktorā. Chemical Engineering Research and Design, 90(4), 563-569.
5. Stecher, H. (1968). Merck ķīmisko vielu un narkotiku indekss. Iekļauts Merck & Company.