Ácido fosforoso

Cuando se calienta a 250 °C, el ácido fosforoso anhidro se descompone en ácido fosfórico y fosfina , y sus soluciones acuosas se descomponen en ácido fosfórico e hidrógeno .

{\displaystyle {\mathsf {4H_{2}(HPO_{3}){\xrightarrow {}}\ 3H_{3}PO_{4}+PH_{3))))

El ácido fosforoso se oxida fácilmente con halógenos , óxidos de nitrógeno, etc. a ácido fosfórico , el oxígeno se oxida a ácido fosfórico :

{\mathsf {4H_{2}(HPO_{3})+O_{2}\ {\xrightarrow {}}\ 2H_{4}P_{2}O_{6}+2H_{2}O))

Las sales de ácido fosforoso se denominan fosfitos o (como recomienda la IUPAC ) fosfonatos. La mayoría de los fosfitos son escasamente solubles en agua. Se conocen fosfitos uno y dos sustituidos.

El ácido fosforoso y sus sales son fuertes agentes reductores. Sin embargo, los metales activos en una solución ácida reducen el H 3 PO 3 a pH 3 .

Historia del estudio

El problema de encontrar la fórmula estructural del ácido fosforoso y probar su naturaleza dibásica provocó durante mucho tiempo serias controversias en el ámbito profesional hasta finales del siglo XIX. En particular, en 1866, el químico ruso N. A. Menshutkin , en su disertación "Sobre el hidrógeno del ácido fosforoso, que no es capaz de sustitución metálica en condiciones ordinarias por ácidos", llegó a una conclusión errónea sobre la estructura trihidroxilo del ácido y defendió su punto de vista. [2]

Las contradicciones finalmente se resolvieron solo en 1905, cuando A. E. Arbuzov defendió su tesis de maestría "Sobre la estructura del ácido fosforoso y sus derivados" en la Universidad de Kazan. En este trabajo, el disertante obtuvo por primera vez ésteres puros de ácido fosforoso, descubrió el fenómeno de su isomerización catalítica en ésteres de ácidos alquilfosfínicos y encontró una reacción especial para compuestos de fósforo trivalente: la formación de compuestos complejos con sales de haluro. de óxido cuproso. La investigación de A. E. Arbuzov recibió el Premio de la Sociedad Rusa de Fisicoquímica . Zinin y Voskresensky . [2]

Además de dilucidar la estructura del ácido fosforoso, la disertación de A. E. Arbuzov abrió el camino para la síntesis artificial de una rama fundamentalmente nueva de compuestos orgánicos. La llamada reacción de Arbuzov , utilizada en el análisis cualitativo del ácido fosforoso, no solo dio la clave para comprender la estructura de los compuestos orgánicos de fósforo, sino que también confirmó la inviolabilidad de las disposiciones de la teoría de los enlaces orgánicos de A. M. Butlerov . La solución del problema teórico de la estructura de un ácido inorgánico proporcionó finalmente una clave fundamental para comprender la estructura y la posterior síntesis industrial y de laboratorio de los compuestos de fósforo . En el siglo XX, la reacción de Arbuzov se convirtió en la base de la rama más amplia de la síntesis mundial de FOS: compuestos organofosforados . [3]

Ésteres de ácido fosforoso

Cuando los alcoholes reaccionan con PCl 3 puro , se obtienen mono-, di- y triésteres de ácido fosforoso con la fórmula general P(OR) 3 , que fácilmente forman complejos con metales de transición y otros aceptores. También se oxidan fácilmente a los fosfatos correspondientes:

{\mathsf {2(RO)_{3}P+O_{2}\rightarrow 2(RO)_{3}PO))

Cuando los ésteres reaccionan con haluros de alquilo, se forman fosfonatos de alquilo:

{\mathsf {2(RO)_{3}P+R'X\rightarrow R'(RO)_{2}P{\text{=}}O+RX))

Conseguir

El ácido fosforoso se obtiene por disolución de P 4 O 6 (P 2 O 3 ) en agua fría, hidrólisis de PCl 3 o interacción de fosfitos con ácidos sulfúrico o clorhídrico :

{\mathsf {P_{2}O_{3}+3H_{2}O\rightarrow 2H_{2}(PHO_{3)))))

{\mathsf {PCl_{3}+3H_{2}O\rightarrow H_{2}(PHO_{3})+3HCl))

{\mathsf {K_{2}HPO_{3}+2HCl\rightarrow 2KCl+H_{2}(PHO_{3)))))

Aplicación

El ácido fosforoso y sus sales se utilizan como agentes reductores, y también de la manera más amplia posible, en la síntesis de compuestos organofosforados , cuyo camino fue abierto por el estudio de 1904-1905, que más tarde se conoció como la " reacción de Arbuzov ". . Químicamente hablando, esta reacción consiste en la alquilación de trialquilfosfitos con haluros de alquilo para formar dialquilfosfonatos, es decir, en la conversión de ésteres medios de ácido fosfórico en ésteres de ácidos alquilfosfínicos por acción de haluros de alquilo. [3]

Seguridad

El ácido ortofosforoso es altamente irritante para la piel y las mucosas. MPC en el aire - 0,4 mg / m³.

La sustancia pertenece a la segunda clase de peligro según GOST 12.1.007-76.

Notas

↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics (Inglés) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - P. 4-77. — ISBN 978-1-4987-5428-6
↑ 1 2 A. E. Arbuzov , Breve resumen del desarrollo de la química orgánica en Rusia (monografía). - M.-L: 1948
↑ 1 2 Boris Gorzev . " La reacción de Arbuzov " (columna editorial). - M.: "Química y Vida", No. 8, 1967

Fuentes

Karapetyants M.Kh. , Drakin S.I. Química general e inorgánica. Moscú: Química, 1994

Compuestos inorgánicos de fósforo
óxidos	Óxido de tetrafósforo (P 4 O) Óxido de fósforo (III) (P 2 O 3 ) Óxido de fósforo (IV) (P 4 O 8 ) Óxido de fósforo (V) (P 2 O 5 ) Dióxido de tetrafósforo (P 4 O 2 )
Ácidos fosfóricos	Ácido difosfórico (H 4 P 2 O 7 ) Ácido metafosfórico (HPO 3 ) Ácido fosfórico (H 3 PO 4 ) Ácido fosforoso (H 2 (PHO 3 )) Ácido fosfórico (H 4 P 2 O 6 ) Ácido fosforoso (H 3 PO 2 ) Ácido tiofosfórico (H 3 PO 3 S)
sal	hipofosfatos Hipofosfitos Metafosfatos Ortofosfatos polifosfatos tiofosfatos
compuestos de fosfonio	Yoduro de fosfonio (PH 4 I) Cloruro de fosfonio (PH 4 Cl)
Otro	haluros de fósforo Pentanitruro de trifósforo (P 3 N 5 ) Fosfina (PH 3 ) ciclotetrafosfato de amonio