Фосфорният корозив (H3PO4) е незабавно открит и разумен фосфорен синтетик с различни съвременни приложения. Независимо от това, преминаването му във важния намаляващ специалист хипофосфорен корозив (H3PO2) може да бъде трудно начинание. Независимо от проблемите, бяха създадени няколко лабораторни стратегии за доставяне на хипофосфорен корозив, включващ фосфорен корозив като изходен материал.
Една редовно използвана стратегия включва намаляване нахипофосфорна киселинакорозивен с разумен специалист по намаляване, като метален хидрид или сулфитно съединение. Например реакцията на фосфорен корозив с натриев хипофосфит (NaH2PO2) в рамките на полезрението на импулс като паладий или платина може да доведе до хипофосфорен корозив. Друга методология е топло разпадане на фосфорно корозивно вещество, което може да се постигне чрез нагряването му при високи температури.
От друга страна, електрохимичните техники могат да се използват за промяна на фосфорния корозив в хипофосфорен корозив. Електролизата на фосфорен корозив, използващ разумен катоден материал, като графит или платина, може да работи с намалено взаимодействие и да произведе хипофосфорен корозив.
Освен това има методи, които използват специалисти по естествено намаляване, като формалдехид или мравчен корозив, за промяна на фосфорния корозив в хипофосфорен корозив. Тези стратегии често включват многоетапни реакции и изискват внимателен контрол на условията за реакция.
Това означава доста малко да се вземе под внимание, че създаването на хипофосфорно корозивно вещество от фосфорно корозивно вещество се извършва основно в настройки на изследователски съоръжения, а не в модерен мащаб. Съвременното творчество редовно включва избираеми цикли, които са по-продуктивни и разбираеми.
Като се има предвид всичко, въпреки че пълното преминаване от фосфорен корозив към хипофосфорен корозив представлява трудности, поради тази причина са създадени няколко лабораторни стратегии. Тези стратегии включват използването на специалисти по намаляване, електрохимични цикли или естествени смеси. Във всеки случай е от решаващо значение за практиката да сте внимателни и да се придържате към съответните конвенции за сигурност, докато работите с тези синтетични съединения.
Как електролитната редукция превръща фосфорната киселина в хипофосфорна киселина?
Hипофосфорна киселинае един от пътищата за трансформиране на фосфорна киселина в него. Водният H3PO4 се електролизира, за да получи два електрона и да генерира H3PO2:
H3PO4 + 2e- → H3PO2 + H2O
Тази електролиза може да се извърши в разделена клетка с оловен катод и платинен анод. Тъй като фосфорната киселина се редуцира на катода, настъпва окисление на водата на анода, за да се балансира реакцията.
Няколко параметъра се нуждаят от оптимизация за максимален добив:
- Концентрираната 85-90% H3PO4 се предпочита за осигуряване на проводимост.
- Температурата се поддържа между 60-80 градуса, за да се улесни намаляването.
- Плътността на тока от 100-300 mA/cm2 дава най-добри резултати.
- Оловото е подходящо като инертен катод, но катодите от никел с по-висока чистота подобряват ефективността.
- Високата киселинност изисква анод, който е устойчив на корозия, като платината.
При внимателен контрол, добив на H3PO2 около 60-70% може да се получи електрохимично от фосфорна киселина. Theхипофосфорна киселинаслед това се изолира от католита чрез охлаждане, за да кристализира.
Как може намаляването на метала да промени напълно фосфорния корозив в хипофосфорен корозив?
Някои метали могат изкуствено да намалят фосфорната корозивност до хипофосфорна корозивност, като се окисляват. Редокс динамичните метали като цинк, желязо и магнезий реагират с концентрирана H3PO4, за да създадат H3PO2.
Например, цинковият прах и фосфорният корозив реагират, както е посочено от стехиометрията:
Zn + 2H3PO4 → Zn3(PO4)2 + H3PO2 + H2
Цинкът се развива като намаляващ специалист, като се окислява до цинков фосфат, докато фосфорният корозив се намалява до хипофосфорен корозив. Сравнима реактивност се случва с железен прах.
За да продължи реакцията, е необходимо загряване на концентрирана 85%+ H3PO4 до 60-80 степен. Добивът на H3PO2 е нисък около 30% поради различни странични реакции. Сегрегацията чрез частична кристализация е обезпокоителна.
Независимо от недостатъците, използването на скромни метали прави това разумен курс с ограничен обхват за достигане до хипофосфорно корозивно вещество в лабораторията без електролиза.
Как хидроиодната корозивна помощ може да произведе хипофосфорен корозив от фосфорен корозив?
Специалистите по намаляване на твърдите вещества като хидроиодния корозив (Здравей) могат да намалят фосфорния корозив до хипофосфорен корозив според редокс реакцията:
2HI + H3PO4 → H3PO2 + I2 + H2O
Този подход използва основни области на сила за силата на хидроиодната корозивност за придобиване на електроните, необходими за намаляване на H3PO4.
Условно, концентрирани подредби на Hello и H3PO4 се комбинират като едно при затопляне и латентна среда. Създаденият йод и вода се пречистват, което позволява отделянето на H3PO2.
Червеният фосфор може също да запълни хидроиодния корозив в този отговор. Червеното P се развива като намаляващ специалист.
Силно киселинната среда за реагиране изисква специфични комплекти съдове, но позволява достигането до H3PO2 в единична стъпка. Увеличаването на добива си остава тест.
Заключение
Въпреки че фосфорният корозив може да не е най-добрият начален материал за създаване на хипофосфорен корозив, няколко лабораторни техники са създадени за неговото доставяне. Тези стратегии включват електроредукция, метални окислително-възстановителни реакции или намаляващи специалисти като хидройодни корозиви (Поздрави). Както и да е, всяка стратегия има своите ограничения по отношение на добива, адаптивността и прочистването.
В техниката на електроредукция се използва разумен катоден материал за работа с цикъла на намаляване на фосфорния корозив. Този подход може да даде разумни добиви на хипофосфорно корозивно вещество, но може да не е адаптивен за създаване на огромен обхват поради хардуерни пречки.
Металните редокс реакции са още една техника, която може да се използва за производство на хипофосфорен корозив от фосфорен корозив. Тази техника включва използването на намаляващ метален импулс, като паладий или платина, за намаляване на фосфорната корозия. Отговорът може да бъде опит за рационализиране, което води до ниски добиви и проблеми с дезинфекцията.
Намаляващите специалисти като Hello there също могат да се използват за промяна на фосфорния корозив в хипофосфорен корозив. Тази техника е донякъде проста и ефективна, като дава по-добра възвръщаемост в сравнение с различни стратегии. Въпреки това, справянето с Howdy може да бъде рисковано, изисквайки внимателни мерки за безопасност.
Независимо от тези ограничения, тези техники за изследователски съоръжения дават значително ограничено допускане на хипофосфорни корозивни вещества без изискване за сложни съвременни цикли. Като се работи върху производителността и обработката на тези техники, инженерната полезност на H3PO4 за получаване на полезен фосфор се усилва като H3PO2 може да бъде разширена.
За да се постигне тази цел, по-нататъшното проучване на подобрените условия на реакция, процедурите за почистване и гъвкавостта е фундаментално. Освен това създаването на по-сигурни и по-икономични стратегии за интегриране на фосфорни съединения в различни приложения е от основно значение за задвижването на полето.
Като цяло, докато лабораторното планиране на хипофосфорен корозив от фосфорен корозив представлява трудности, са създадени различни стратегии, за да се стигне до него. Всяка техника има своите ограничения, но те дават значително разбиране за инженерната полезност на H3PO4. По-нататъшното проучване и подобряване може да подтикне към по-опитни и осъществими техники за амалгамиране на фосфорни съединения.
Препратки
1. Holleman, AF, Wiberg, E., & Wiberg, N. (2001). Неорганична химия. Академична преса.
2. Кинг, РБ (1998). Енциклопедия по неорганична химия, том 6. John Wiley & Sons.
3. Nie, Y., Tu, Q., Deng, H., Fu, J., & Wang, J. (2012). Подобрен процес за киселинен електросинтез в реактор с непрекъсната филтърна преса. Химическо инженерно изследване и проектиране, 90 (4), 563-569.
4. Stecher, H. (1968). Индексът на Merck: Енциклопедия на химикалите и лекарствата. Мерк.
5. Wilson, CL, & Wilson, DW (1964). Изчерпателна аналитична химия (том 1B). Elsevier.