حمض الهيبوفوسفور(وصلة:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-materials/hypophosphorous-acid-solution-cas-6303-21-5.html)هو سائل عديم اللون له الصيغة الكيميائية H3PO2. اسم آخر: الماء ، HO2P. بسبب تركيبته الكيميائية الخاصة ، فإنه يحتوي على العديد من الخصائص الكيميائية والتفاعلية المختلفة.
التركيب الكيميائي:
1. التركيب الجزيئي:
يتكون جزيء حمض الهيبوفوسفور من ذرة فوسفور واحدة (P) وثلاث ذرات هيدروجين (H) ، مكونة رابطة فوسفور هيدروجين واحدة.
2. حالة الأكسدة:
في حمض الهيبوفوسفور ، يحتوي الفوسفور على حالة أكسدة زائد 1 ، والتي تتطابق مع حالة الهيدروجين. هذا بسبب فقدان ذرة الفوسفور ذرتين من الأكسجين.
3. الشكل الهيكلي:
تنتمي جزيئات حمض الهيبوفوسفور إلى هيكل الهرم الثلاثي. تقع ذرة الفوسفور في مركز الجزيء وهي مرتبة في مثلث حول ذرات الهيدروجين الثلاث. يجعل هذا الهيكل جزيء حمض الهيبوفوسفور مستقرًا نسبيًا في الفضاء.
4. القطبية:
حمض الهيبوفوسفور هو جزيء قطبي. تتيح قطبية روابط الفوسفور والهيدروجين للجزيء مناطق ذات شحنة جزئية موجبة وسالبة جزئية. تحتوي ذرات الفوسفور على شحنة سالبة جزئية ، بينما تحتوي ذرات الهيدروجين على شحنة موجبة جزئية.
5. تكوين الرابطة الهيدروجينية:
نظرًا للخصائص الهيكلية لجزيء حمض الفوسفور ، يمكن أن يتفاعل مع المركبات الأخرى من خلال روابط الهيدروجين. على سبيل المثال ، يمكن لحمض الهيبوفوسفور تكوين مركب رابطة هيدروجين مع جزيئات الماء أو جزيئات الكحول من خلال الروابط الهيدروجينية.
الخواص الكيميائية:
1. حمض الهيبوفوسفور هو حمض متوسط القوة ينتج البروتونات (Hزائد) في الماء. يخضع لتفاعل معادلة الحمض القاعدي مع القلويات لتوليد الهيبوفوسفيت المقابل والماء. على سبيل المثال:
H3ص2بالإضافة إلى NaOH → NaH2ص2زائد H2O
2. حمض الهيبوفوسفور هو عامل اختزال قوي ويظهر خصائص اختزال جيدة في العديد من التفاعلات الكيميائية. يمكن أن تقلل بعض أيونات المعادن إلى معادن وتلعب دورًا مهمًا في العديد من تفاعلات التخليق العضوي. وفيما يلي بعض الأمثلة على ذلك:
أ. الحد من هيدرات النيكل:
ني2زائد زائد H3ص2→ ني زائد H.3ص3
ب. الحد من كلوريد اليورانيوم:
UCl6بالإضافة إلى 12H3ص2→ U plus 6H3ص3بالإضافة إلى 6HCl
3. الخواص المؤكسدة: على الرغم من أن حامض الفوسفور عامل مختزل ، إلا أنه يمكن أن يظهر خصائص مؤكسدة في بعض التفاعلات. في ظل الظروف القلوية ، يتم تحسين قدرته على الأكسدة ، ويمكن أكسدة بعض المركبات إلى حالات تكافؤ عالية ، مثل:
H3ص2زائد 2NaOH زائد 2Cl2→ نا2HPO4بالإضافة إلى 2NaCl plus H2O
4. تفاعل الأسترة:
يمكن لحمض الهيبوفوسفور أن يتفاعل مع الكحوليات أو الفينولات ليخضع لتفاعل الأسترة لتوليد الإستر الناقص الفوسفور المقابل. على سبيل المثال:
H3ص2بالإضافة إلى ROH → ROH2ص2
5. تفاعل بيروكسيد:
يمكن لحمض الهيبوفوسفور أن يتفاعل مع بيروكسيد الهيدروجين لإنتاج حمض الفوسفوريك والماء:
H3ص2زائد H2O2 → H3ص4زائد H2O
6. تخليق هيدروكسي فوسفونات:
يتفاعل حمض الهيبوفوسفور مع الألدهيدات أو الكيتونات لتكوين الهيدروكسيفوسفونيت المقابل. يسمى هذا التفاعل رد فعل بودوفيك. على سبيل المثال:
H3ص2بالإضافة إلى RCHO → RCH (OH) PO2
7. الحد من الأحماض الكربوكسيلية:
يمكن أن يقلل حمض الهيبوفوسفور من الأحماض الكربوكسيلية إلى الألدهيدات المقابلة. على سبيل المثال:
RCOOH plus H3ص2→ RCHO plus H.3ص3
8. الحد من الأمونيا:
يمكن لحمض الهيبوفوسفور أن يتفاعل مع الأمونيا لتكوين هيبوسفيت الأمونيوم. على سبيل المثال:
H3ص2بالإضافة إلى NH3→ نيو هامبشاير4H2ص2
9. الحد من حمض الفوسفور المؤكسد:
يمكن لحمض الهيبوفوسفور أن يقلل حمض الفوسفور المؤكسد (H5P3O10) لتوليد حمض الفوسفور. على سبيل المثال:
H5P3O10بالإضافة إلى 6NaH2ص2 → 3H3ص2بالإضافة إلى 63
10. التفاعلية: يتفاعل حمض الهيبوفوسفور مع العديد من المركبات ، بما في ذلك المركبات العضوية ، والأحماض غير العضوية ، وأيونات المعادن ، وما إلى ذلك ، فيما يلي بعض التفاعلات الشائعة:
- يتفاعل حمض الهيبوفوسفور مع الألدهيدات / الكيتونات لتكوين الهيدروكسيفوسفونات المقابلة.
- يتفاعل حامض الهيبوفوسفور مع كلوريدات الحمض لتكوين هيدروكسيفوسفونيت المقابل.
- يتفاعل حامض الهيبوفوسفور مع حامض الكبريتيك لتكوين حامض الكبريتيك.
- يتفاعل حمض الهيبوفوسفور مع بيروكسيد الهيدروجين لتكوين حمض الفوسفوريك والماء.
- يتفاعل حمض الهيبوفوسفور مع الأمونيا لتكوين هيبوسفيت الأمونيوم.
11. الاستقرار: حمض الهيبوفوسفور مستقر نسبيًا في درجة حرارة الغرفة ، ولكنه يتحلل بسهولة بالضوء والحرارة. سوف يتأكسد التعرض للهواء لفترة طويلة ببطء إلى حمض الفوسفوريك.
أ. الاستقرار الحراري:
حمض الهيبوفوسفور مستقر نسبيًا في درجة حرارة الغرفة ، ولكنه قد يتحلل عند درجة حرارة عالية. لذلك ، يجب تجنب درجات الحرارة الزائدة عند التعامل مع حمض الفوسفور أو تخزينه. بشكل عام ، من الأفضل تخزينه في درجة حرارة الغرفة ، بعيدًا عن أجهزة التدفئة أو اللهب المكشوف.
ب. الثبات الضوئي:
حمض الهيبوفوسفور حساس للضوء ويتحلل بسهولة بتأثير الضوء. لذلك ، أثناء التخزين والتشغيل ، حاول تجنب التعرض المطول للضوء القوي أو الأشعة فوق البنفسجية. يمكنك اختيار حاوية غير شفافة لتخزين حمض الفوسفور لتقليل تأثير الضوء على ثباته.
12. الذوبان: حمض الهيبوفوسفور لديه قابلية جيدة للذوبان في الماء. يمكن إذابته بالكامل في الماء لتشكيل محلول عديم اللون وشفاف. في ظل ظروف الضغط ودرجة الحرارة العادية ، تكون قابلية ذوبان حمض الفوسفور عالية نسبيًا.
قيمة a.pH:
حمض الهيبوفوسفور هو حمض ضعيف يكون محلوله حامضيًا. وفقًا لتركيز أيونات H زائد في المحلول ، يمكن تعديل قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول حمض الهيبوفوسفور. عادة ، يكون محلول حمض الهيبوفوسفور بتركيز أقل حمضيًا ضعيفًا ، مع قيمة pH بين حوالي 2 و 3.
ب. تأثير درجة الحرارة:
ستؤثر درجة الحرارة على قابلية ذوبان حمض الفوسفور. بشكل عام ، تزداد القابلية للذوبان مع زيادة درجة الحرارة. لذلك ، عند درجة حرارة أعلى ، يكون من الأسهل إذابة حمض الهيبوفوسفور في الماء لتكوين محلول.
ج. آثار التركيز:
ترتبط قابلية ذوبان حمض الفوسفور بتركيزه. في نطاق معين ، تزداد قابلية ذوبان حمض الفوسفور مع زيادة التركيز. ومع ذلك ، عندما يصل التركيز إلى حد معين ، قد تكون القابلية للذوبان مشبعة ، أي أنه لا يمكن إذابة حمض الهيبوفوسفور.
د. استقرار الحل:
تعتبر محاليل حمض الهيبوفوسفور مستقرة نسبيًا أثناء التخزين والمناولة. ومع ذلك ، فإن التخزين طويل الأجل أو التعرض لظروف غير مناسبة (مثل ارتفاع درجة الحرارة ، والضوء ، والعوامل المؤكسدة ، وما إلى ذلك) قد يتسبب في تحلل المحلول وتحلله. لذلك ، يجب تجنب هذه الظروف غير المرغوب فيها عند استخدام محاليل حمض الفوسفور والتعامل معها.
ه. تطبيق الحل:
حلول حمض الهيبوفوسفور لها تطبيقات مهمة في العديد من المجالات. على سبيل المثال ، يمكن استخدامه كعامل مختزل ومحفز ومادة حافظة في صناعة الطلاء الكهربائي. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تستخدم محاليل حمض الهيبوفوسفور كعوامل اختزال وعوامل اقتران في التخليق الكيميائي والتخليق العضوي.
|
|
|
|
13. تكوين الأملاح: يمكن لحمض الهيبوفوسفور تكوين هيبوفوسفيت ، مثل هيبوفوسفيت الصوديوم (NaH2ص2) وهيبوفوسفيت الأمونيوم (NH4H2ص2). هذه الأملاح مهمة في بعض التطبيقات الصناعية والمخبرية.
بالإضافة إلى التفاعلات المذكورة أعلاه ، يمكن لحمض الهيبوفوسفور أيضًا أن يلعب دورًا في التفاعلات الكيميائية الأخرى ، مثل ترسيب أيونات المعادن ، وتقليل المحفزات ، وما إلى ذلك. وتجدر الإشارة إلى أن حمض الهيبوفوسفور له سمية معينة وقابلية للتآكل ، وسلامة مناسبة يجب اتخاذ التدابير أثناء العملية ، ويجب اتباع إجراءات التشغيل المختبرية ذات الصلة.