El corrosivo fosfórico (H3PO4) es un sintético de fósforo rápidamente abierto e inteligente con diversas aplicaciones modernas. Sin embargo, convertirlo en el importante corrosivo hipofósforo especializado (H3PO2) puede ser una tarea difícil. Independientemente de los problemas, se han desarrollado algunos métodos de laboratorio para producir corrosivo de hipofósforo utilizando corrosivo fosfórico como material de partida.
Una estrategia utilizada regularmente incluye la disminución deácido hipofosforosocorrosivo con un especialista reductor razonable, como un hidruro metálico o un compuesto de sulfito. Por ejemplo, la reacción del corrosivo fosfórico con hipofosfito de sodio (NaH2PO2) ante un impulso como el paladio o el platino puede producir corrosivo hipofosforoso. Otro método es la desintegración en caliente del corrosivo fosfórico, que se puede lograr calentándolo a altas temperaturas.
Por otro lado, se pueden utilizar técnicas electroquímicas para convertir el corrosivo fosfórico en corrosivo hipofósforo. La electrólisis del corrosivo fosfórico utilizando un material catódico razonable, como grafito o platino, puede funcionar con una menor interacción y producir corrosivo hipofósforo.
Además, existen métodos que utilizan agentes reductores naturales, como el formaldehído o el ácido fórmico, para convertir el ácido fosfórico en ácido hipofósforo. Estas estrategias frecuentemente incluyen respuestas de varios pasos y requieren un control cauteloso de las condiciones de respuesta.
Significa mucho tener en cuenta que la producción de corrosivo hipofósforo a partir de corrosivo fosfórico se realiza fundamentalmente en entornos de instalaciones de investigación y no a escala moderna. La creación moderna incluye periódicamente ciclos optativos más productivos y conocedores.
Teniendo todo en cuenta, si bien el cambio completo de corrosivo fosfórico a corrosivo hipofósforo presenta dificultades, se han desarrollado algunas estrategias de laboratorio para este motivo. Estos métodos incluyen el uso de especialistas en reducción, ciclos electroquímicos o compuestos naturales. En cualquier caso, es fundamental estar alerta y respetar las convenciones de seguridad adecuadas al trabajar con estos compuestos sintéticos.
¿Cómo convierte la reducción electrolítica el ácido fosfórico en ácido hipofosforoso?
Hácido hipofosforosoes una ruta para transformar el ácido fosfórico en él. El H3PO4 acuoso se electroliza para ganar dos electrones y generar H3PO2:
H3PO4 + 2e- → H3PO2 + H2O
Esta electrólisis se puede realizar en una celda dividida con un cátodo de plomo y un ánodo de platino. A medida que el ácido fosfórico se reduce en el cátodo, se produce oxidación del agua en el ánodo para equilibrar la reacción.
Varios parámetros necesitan optimización para obtener el máximo rendimiento:
- Se prefiere el 85-90% H3PO4 concentrado para garantizar la conductividad.
- La temperatura se mantiene entre 60-80 grados para facilitar la reducción.
- La densidad de corriente de 100-300 mA/cm2 proporciona los mejores resultados.
- El plomo es adecuado como cátodo inerte, pero los cátodos de níquel de mayor pureza mejoran la eficiencia.
- La alta acidez requiere un ánodo que resista la corrosión, como el platino.
Con un control cuidadoso, se puede obtener electroquímicamente un rendimiento de H3PO2 de alrededor del 60-70% a partir del ácido fosfórico. Elácido hipofosforosoLuego se aísla del catolito enfriándolo para cristalizarlo.
¿Cómo podría la disminución del metal transformar completamente el corrosivo fosfórico en corrosivo hipofósforo?
Ciertos metales pueden reducir artificialmente el corrosivo fosfórico al corrosivo hipofósforo al oxidarse ellos mismos. Los metales dinámicos redox como el zinc, el hierro y el magnesio responden con H3PO4 concentrado para crear H3PO2.
Por ejemplo, el polvo de zinc y el corrosivo fosfórico responden como lo indica la estequiometría:
Zn + 2H3PO4 → Zn3(PO4)2 + H3PO2 +} H2
El zinc actúa como el agente decreciente, oxidándose a fosfato de zinc, mientras que el corrosivo fosfórico se reduce a corrosivo hipofósforo. Una reactividad comparable ocurre con el polvo de hierro.
Para que la respuesta continúe, se requiere calentar un H3PO4 concentrado de más del 85 % a 60-80 grados. El rendimiento de H3PO2 es bajo, alrededor del 30 %, debido a diferentes respuestas secundarias. La segregación por cristalización parcial es problemática.
A pesar de las desventajas, el uso de metales modestos hace que este sea un método prudente de alcance limitado para obtener corrosivo de hipofósforo en el laboratorio sin electrólisis.
¿Cómo podría el ácido yodhídrico producir ácido hipofósforo a partir de ácido fosfórico?
Los especialistas en reducción de sólidos, como el corrosivo yodhídrico (Hola), pueden reducir el corrosivo fosfórico al corrosivo hipofosforoso según la respuesta redox:
2HI + H3PO4 → H3PO2 + I2 + H2O
Este enfoque utiliza áreas importantes de fuerza para que la fuerza del corrosivo yodhídrico adquiera los electrones necesarios para disminuir el H3PO4.
Tentativamente, los arreglos concentrados de Hello y H3PO4 se combinan en uno bajo calentamiento y un ambiente latente. El yodo y el agua creados se refinan, lo que permite el aislamiento del H3PO2.
El fósforo rojo también puede sustituir al ácido yodhídrico en esta reacción. Red P actúa como el especialista decreciente.
El medio de respuesta profundamente ácido requiere juegos de platos específicos pero permite llegar al H3PO2 en un solo paso. La mejora del rendimiento sigue siendo una prueba.
Conclusión
Si bien el corrosivo fosfórico puede no ser el mejor material de partida para la producción de corrosivo de hipofósforo, se han desarrollado algunos métodos de laboratorio para lograrlo. Estos métodos incluyen electrorreducción, respuestas redox de metales o agentes reductores como el corrosivo yodhídrico (Saludos). Sea como fuere, cada estrategia tiene sus limitaciones en cuanto a rendimiento, adaptabilidad y purga.
En la técnica de electrorreducción, se utiliza un material catódico razonable para trabajar con el ciclo reducido del corrosivo fosfórico. Este método puede proporcionar rendimientos razonables de corrosivo de hipofósforo, pero puede no ser adaptable para una producción de gran alcance debido a impedimentos de hardware.
Las respuestas redox del metal son otra técnica que se puede utilizar para producir corrosivo de hipofósforo a partir de corrosivo fosfórico. Esta técnica implica el uso de una cantidad de metal decreciente, como paladio o platino, para disminuir el corrosivo fosfórico. La respuesta puede ser intentar racionalizar, lo que provocará bajos rendimientos y problemas de saneamiento.
También se pueden utilizar especialistas en disminución como Hello There para convertir el corrosivo fosfórico en corrosivo hipofósforo. Esta técnica es bastante sencilla y eficaz y ofrece mejores rendimientos en comparación con otras estrategias. No obstante, lidiar con Howdy puede ser arriesgado y requiere medidas de seguridad cautelosas.
Independientemente de estas restricciones, estas técnicas de las instalaciones de investigación brindan una admisión de alcance limitado significativo al corrosivo de hipofósforo sin la necesidad de ciclos modernos complejos. Al trabajar en la productividad y el procesamiento de estos sistemas, se puede ampliar la utilidad diseñada del H3PO4 para obtener fósforo útil como el H3PO2.
Para lograr este objetivo, es fundamental una mayor exploración sobre mejores condiciones de respuesta, procedimientos de limpieza y versatilidad. Además, crear estrategias más seguras y económicas para integrar compuestos de fósforo en diferentes aplicaciones es fundamental para impulsar el campo.
Con todo, si bien la planificación en laboratorio del corrosivo hipofósforo a partir del corrosivo fosfórico presenta dificultades, se han creado diferentes estrategias para llegar a ello. Cada método tiene sus limitaciones, pero brindan una comprensión significativa de la utilidad de ingeniería del H3PO4. Una mayor exploración y mejora puede generar técnicas más competentes y viables para la amalgamación de compuestos de fósforo.
Referencias
1. Holleman, AF, Wiberg, E. y Wiberg, N. (2001). Química Inorgánica. Prensa académica.
2. Rey, RB (1998). Enciclopedia de química inorgánica, volumen 6. John Wiley & Sons.
3. Nie, Y., Tu, Q., Deng, H., Fu, J. y Wang, J. (2012). Un proceso mejorado para la electrosíntesis de ácidos en un reactor de filtro prensa continuo. Investigación y diseño de ingeniería química, 90(4), 563-569.
4. Stecher, H. (1968). El índice Merck: una enciclopedia de productos químicos y medicamentos. Merck.
5. Wilson, CL y Wilson, DW (1964). Química analítica integral (Vol. 1B). Elsevier.