Ácido fosforoso
El ácido fosforoso ( a veces llamado ácido ortofosforoso) es un compuesto químico de fórmula H3PO3. Se trata de un ácido es diprótico (realmente solo se ionizan dos protones), no triprótico como pudiera sugerir su fórmula. Es un producto intermedio en la preparación de otros compuestos fosforados. Los derivados orgánicos del ácido fosforoso, compuestos con la fórmula RPO3H2, se denominan ácidos fosfónicos.
| Ácido fosforoso | ||
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 Modelo 2D del ácido fosforoso | ||
 Modelo tridimensional | ||
| Nombre IUPAC | ||
| Ácido fosfónico | ||
| General | ||
| Otros nombres |
Óxido de Dihidroxifosfina | |
| Fórmula semidesarrollada | H3PO3 | |
| Fórmula estructural |
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| Fórmula molecular |
H 3PO 3 | |
| Identificadores | ||
| Número CAS | 13598-36-2[1] | |
| Número RTECS | SZ6400000 | |
| ChEBI | 44976 | |
| ChEMBL | CHEMBL1235291 | |
| ChemSpider | 10449259 | |
| PubChem | 407 | |
| UNII | C06701 | |
| KEGG | C06701 | |
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OP(=O)O
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| Propiedades físicas | ||
| Apariencia | Sólido blanco delicuescente | |
| Densidad | 1651 kg/m³; 1,651 g/cm³ | |
| Masa molar | 82 g/mol | |
| Punto de fusión | 73,6 °C (347 K) | |
| Punto de ebullición | Descompone | |
| Propiedades químicas | ||
| Acidez | 1.3, 6.7 pKa | |
| Solubilidad en agua | 310 g/100 mL | |
| Solubilidad | Soluble en alcohol | |
| Peligrosidad | ||
| NFPA 704 |
0
3
1
| |
| Frases R | R22-35 | |
| Frases S | S26-36/37/39-45 | |
| Riesgos | ||
| Piel | Irritante para la piel | |
| Más información | http://www.sigmaaldrich.com/MSDS/[2] | |
| Compuestos relacionados | ||
| Ácido fosfórico | H3PO4 (i.e., PO(OH)3) | |
| Ácido hipofosforoso | H3PO2 (i.e., H2PO(OH)) | |
| Valores en el SI y en condiciones estándar (25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario. | ||
Nomenclatura y tautomerismo
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El H3PO3 puede describirse de forma más clara mediante su fórmula estructural HPO(OH)2. Esta forma coexiste en equilibrio con un tautómero minoritario, el P(OH)3. La IUPAC recomendó, en 2005, que este último sea llamado ácido fosforoso, y que la forma dihidróxida se denomine ácido fosfónico, ya que solo los compustos fosforados reducidos reciben la terminación "-oso".[3] El tautómero P(OH)3 ha sido observado como un ligando unido al molibdeno.[4][5]
Otros oxiácidos importantes del fósforo son el ácido fosfórico (H3PO4) y el ácido hipofosforoso (H3PO2). Todos los ácidos reducidos fosforosos están sujetos a un tautomerismo similar, en el que hay implicados diversos puentes de H entre O y P.
Estructura y valencias
editarEn estado sólido, el HP(O)(OH)2 es tetraédrico con un doble enlace más corto P=O, de 148 pm y dos de mayor longitud, P-O(H), de 154pm. El átomo central de fósforo se encuentra en estado de oxidación (III).
Preparación
editarEl HPO(OH)2 es el producto de la hidrólisis de su anhídrido, el hexaóxido de tretrafósforo:
A escala industrial, el ácido se prepara mediante la hidrólisis del tricloruro de fósforo en corriente de agua o vapor:
Evaporando suavemente la disolución resultante, se desprende el cloruro de hidrógeno. Tras el desprendimiento y eliminación del agua, queda como residuo el ácido fosforoso, que al enfriar por debajo de 70 °C forma cristales blancos, delicuescentes. [6]
También se puede partir del fosfito de potasio, que también puede servir como precursor:
El proceso consiste en tratar la disolución acuosa de fosfito potásico con un exceso de ácido clorhídrico. Se concentra la solución y se precipita con alcoholes, de modo que el ácido, ya purificado, puede ser separado de las sales.
Propiedades químicas
editarPropiedades ácido-base
editarPor tratarse de un ácido diprótico, presenta dos posibles disociaciones. La primera, con un pKa1 de 1,3 hace que se comporte como un ácido moderadamente fuerte, es decir, bajo determinadas condiciones de concentración o temperatura, puede llegar a disociarse totalmente:
mientras que la segunda disociación corresponde a la de un ácido débil, ya que presenta un pKa2 de 6,7.
por lo que puede formar dos tipos de sales, los fosfitos ácidos o hidrogenofosfitos, a partir del anfolito HPO2(OH)− y los fosfitos neutros, provenientes de la base conjugada, HPO32- .[7]No hay posibilidad de una tercera disociación, ya que, como se ha indicado, el hidrógeno unido directamente al átomo de fósforo no es ionizable, característica esta, que diferencia al ácido fosforoso de la forma más oxidada, el ácido fosfórico, H3PO4.
Propiedades redox
editarTanto el ácido fosforoso como sus formas desprotonadas (fosfitos e hidrogenofosfitos) son agentes reductores relativamente fuertes, oxidándose a ácido fosfórico o a fosfatos, respectivamente. Además, el ácido fosforoso, en contacto con el aire se oxida lentamente a ácido fosfórico y a temperaturas próximas a los 200 °C sufre una dismutación, reduciéndose en parte a fosfano (hidruro de fósforo o fosfamina), mientras que otra parte se oxida a ácido fosfórico:[6]
El ácido fosforoso reduce las soluciones de cationes de metales nobles a sus respectivos metales. Cuando el ácido fosforoso se trata con una solución fría de cloruro de mercurio(II), se forma un precipitado blanco de cloruro mercurioso:
En exceso de ácido fosforoso y por calor, la reacción continúa hasta la reducción del cloruro mercurioso a mercurio metálico:
Aplicaciones
editarLa aplicación más importante del ácido fosforoso es la producción de fosfito de plomo dibásico, que es un estabilizador del PVC y polímeros clorados relacionados.[8] También se utiliza en la síntesis de derivados orgánicos (fosfonatos), como el ácido α-aminoetilenfosfónico y en reacciones de aminoalquilación para producir ácidos α-aminofónicos. También se utiliza como un fuerte agente reductor y en la producción de ácido fosforoso, fibras sintéticas, pesticidas organofosforados y del agente para tratamiento de agua altamente eficiente ATMP (ácido amino-tris-metilenfosfonico).
Lecturas recomendadas
editar- Holleman, A. F.; Wiberg, E. “Inorganic Chemistry.” Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
- D. E. C. Corbridge. “Phosphorus: An Outline of its Chemistry, Biochemistry, and Technology.” 5th ed. Elsevier: Ámsterdam. ISBN 0-444-89307-5.
- Concise Inorganic Chemistry J.D.Lee Oxford University Press ISBN 978-81-265-1554-7
Referencias
editar- ↑ Número CAS
- ↑ Sigma Aldrich
- ↑ Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, ed. (2005). Nomenclature of inorganic chemistry: IUPAC recommendations 2005. Royal Society of Chemistry. ISBN 978-0-85404-438-2.
- ↑ Chanjuan Xi, Yuzhou Liu, Chunbo Lai, Lishan Zhou (2004). «Synthesis of molybdenum complex with novel P(OH)3 ligand based on the one-pot reaction of Mo(CO)6 with HP(O)(OEt)2 and water». Inorganic Chemistry Communications 7 (11): 1202. doi:10.1016/j.inoche.2004.09.012.
- ↑ M. N. Sokolov, E. V. Chubarova, K. A. Kovalenko, I. V. Mironov, A. V. Virovets1, E. V. Peresypkina,V. P. Fedin (2005). «Stabilization of tautomeric forms P(OH)3 and HP(OH)2 and their derivatives by coordination to palladium and nickel atoms in heterometallic clusters with the Mo3MQ44+ core (M = Ni, Pd; Q = S, Se)». Russian Chemical Bulletin 54 (3): 615. doi:10.1007/s11172-005-0296-1.
- ↑ a b Morcillo, J. (1980). «Cap. 22.4. Ácidos del fósforo; ácido fosfórico y fosfatos». Temas básicos de Química. Madrid: Alhambra. ISBN 84-205-0382-7.
- ↑ King, Robert Bruce (1994). Encyclopedia of inorganic chemistry. J. Wiley & sons. ISBN 978-0-471-93620-6.
- ↑ Wiley-VCH, ed. (11 de marzo de 2003). Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (en inglés) (1 edición). Wiley. ISBN 978-3-527-30385-4. doi:10.1002/14356007.a19_527. Consultado el 6 de septiembre de 2024.
Datos: Q64703485
Multimedia: Phosphonic acid / Q64703485
