حمض الهيبوفوسفوريك

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

حمض الهيبوفوسفوريك ( HPA )، أو حمض الفوسفينيك ، هو حمض فوسفوري أكسجيني وعامل اختزال قوي ، صيغته الجزيئية H₃PO₂ . وهو مركب عديم اللون ذو درجة انصهار منخفضة، قابل للذوبان في الماء والديوكسان والكحولات . تُكتب صيغة هذا الحمض عادةً H₃PO₂ ، ولكن يُفضل استخدام HOP(O) H₂ لوصفه بدقة أكبر ، مما يُبرز طبيعته أحادية البروتون . تُسمى الأملاح المشتقة من هذا الحمض بالهيبوفوسفيتات . [ 3 ]

يوجد HOP(O)H 2 في حالة توازن مع المتصاوغ الثانوي HP(OH) 2. يُطلق على المتصاوغ الثانوي أحيانًا اسم حمض الهيبوفوسفوريك، بينما يُطلق على المتصاوغ الرئيسي اسم حمض الفوسفينيك.

التحضير والتوافر

تم تحضير حمض الهيبوفوسفوروس لأول مرة عام 1816 على يد الكيميائي الفرنسي بيير لويس دولونج (1785-1838). [ 4 ]

يتم تحضير الحمض صناعياً من خلال عملية من خطوتين: أولاً، يتفاعل الفوسفور الأبيض العنصري مع هيدروكسيدات القلويات والقلويات الترابية لإنتاج محلول مائي من هيبوفوسفيت:

P 4 + 4  OH − + 4  H 2 O → 4 H 2 PO − 2 + 2 H2

يمكن ترسيب أي فوسفيتات ناتجة في هذه الخطوة بشكل انتقائي عن طريق المعالجة بأملاح الكالسيوم . ثم تُعالج المادة المنقاة بحمض قوي غير مؤكسد (غالباً حمض الكبريتيك ) للحصول على حمض الهيبوفوسفوروز الحر.

ح2PO₄²⁻ + H⁺ →H₃PO₂​​​​​

يُزوَّد حمض الهيبوفوسفوريك عادةً على شكل محلول مائي بنسبة 50%. لا يمكن الحصول على الحمض اللامائي عن طريق التبخير البسيط للماء، إذ يتأكسد الحمض بسهولة إلى حمض الفوسفوريك وحمض الفوسفوريك ، كما يتفاعل أيضًا بشكل غير متناسب إلى حمض الفوسفوريك والفوسفين . يمكن الحصول على حمض الهيبوفوسفوريك اللامائي النقي عن طريق الاستخلاص المستمر للمحاليل المائية باستخدام ثنائي إيثيل الإيثر . [ 5 ]

ملكيات

يُظهر الجزيء تماكبًا من P(═O)H إلى P–OH مشابهًا لما يحدث في حمض الفوسفوريك ؛ ويُفضّل بشدة شكل P(═O). [ 6 ]

عادة ما يتم توفير HPA كمحلول مائي بنسبة 50٪، والتسخين في درجات حرارة منخفضة (حتى حوالي 90  درجة مئوية) يحفزه على التفاعل مع الماء لتكوين حمض الفوسفور وغاز الهيدروجين.

H₃PO₂ + H₂O → H₃PO₃ + H₂​​​​​

يؤدي التسخين فوق 110  درجة مئوية إلى خضوع حمض الهيبوفوسفوريك لتفاعل عدم التناسب لإنتاج حمض الفوسفوريك والفوسفين . [ 7 ]

3 ح 3 ص 2 → 2 ح 3 ص 3 + الرقم الهيدروجيني 3

ردود الفعل

غير عضوي

يمكن لحمض الهيبوفوسفوريك اختزال أكسيد الكروم (III) إلى أكسيد الكروم (II) :

H₃PO₂ + 2 Cr₂O₃ → 4 CrO + H₃PO₄​​​

المشتقات غير العضوية

معظم معقدات الفلزات مع هيبوفوسفيت غير مستقرة، وذلك لميل الهيبوفوسفيتات إلى اختزال كاتيونات الفلزات إلى الفلز نفسه. وقد تم توصيف بعض الأمثلة، [ 8 ] [ 9 ] بما في ذلك ملح النيكل المهم [Ni ( H₂O ) ₆ ] ( H₂PO₂ ) ₂ . [ 10 ]

حالة المواد الكيميائية المدرجة في القائمة الأولى لإدارة مكافحة المخدرات

نظرًا لقدرة حمض الهيبوفوسفوريك على اختزال اليود العنصري لتكوين حمض الهيدرويوديك ، وهو كاشف فعال في اختزال الإيفيدرين أو السودوإيفيدرين إلى ميثامفيتامين ، [ 11 ] فقد صنّفت إدارة مكافحة المخدرات الأمريكية حمض الهيبوفوسفوريك (وأملاحه) ضمن قائمة المواد الكيميائية الأولية من الفئة الأولى اعتبارًا من 16 نوفمبر 2001. [ 12 ] وبناءً على ذلك، يخضع المتعاملون مع حمض الهيبوفوسفوريك أو أملاحه في الولايات المتحدة لضوابط تنظيمية صارمة، تشمل التسجيل وحفظ السجلات والإبلاغ ومتطلبات الاستيراد والتصدير، وفقًا لقانون المواد الخاضعة للرقابة والمادتين 1309 و1310 من الباب 21 من قانون اللوائح الفيدرالية . [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]

عضوي

في الكيمياء العضوية، يمكن استخدام حمض الفوسفوريك (H3PO2 ) لاختزال أملاح الأرين ديازونيوم ، وتحويل Ar− + N≡N إلى Ar−H . [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] عند إجراء تفاعل الديازوتة في محلول مركز من حمض الهيبوفوسفوريك، يمكن إزالة مجموعة الأمين من الأرينات.

نظراً لقدرته على العمل كعامل اختزال معتدل ومزيل للأكسجين، فإنه يستخدم أحياناً كمادة مضافة في تفاعلات أسترة فيشر ، حيث يمنع تكوين الشوائب الملونة.

يُستخدم لتحضير مشتقات حمض الفوسفينيك. [ 18 ]

التطبيقات

يُستخدم حمض الهيبوفوسفوريك (وأملاحه) لاختزال أملاح المعادن وتحويلها إلى معادن صلبة. وهو فعال مع أيونات العديد من المعادن الانتقالية (مثل: الكوبالت، والنحاس، والفضة، والمنغنيز، والبلاتين)، ولكنه يُستخدم بشكل شائع لاختزال النيكل . [ 19 ] ويُشكل هذا أساس طلاء النيكل الكيميائي (Ni-P)، وهو أكبر تطبيق صناعي للهيبوفوسفيت. في هذا التطبيق، يُستخدم بشكل أساسي على هيئة ملح ( هيبوفوسفيت الصوديوم ). [ 20 ]

مصادر

  • كوتون، ف. ألبرت ؛ ويلكنسون، جيفري ؛ موريلو، كارلوس أ.؛ بوخمان، مانفريد (1999)، الكيمياء اللاعضوية المتقدمة (الطبعة السادسة  )، نيويورك: وايلي-إنترساينس، ISBN 0-471-19957-5
  • كوربريدج، دي إي سي (1995). الفوسفور: موجز عن كيميائه، وكيميائه الحيوية، وتقنياته (  الطبعة الخامسة). أمستردام: إلسيفير. ISBN 0-444-89307-5.
  • بوبيك، في في؛ رايت، إيه جي؛ خان، تي إيه؛ مورفي، جيه إيه (2004). "حمض الهيبوفوسفوروس". في: باكيت، إل (محرر). موسوعة الكواشف للتخليق العضوي . نيويورك: جون وايلي وأولاده. doi : 10.1002/047084289X . hdl : 10261/236866 . ISBN 978-0-471-93623-7.
  • ريتش، دي دبليو؛ سميث، إم سي (1971). الترسيب الكيميائي للنيكل والكوبالت والحديد . بوكيبسي، نيويورك: شركة آي بي إم.

مراجع

  1. ↑ بيتروتشي، رالف هـ. (2007). الكيمياء العامة ( الطبعة التاسعة). ص 946.  
  2. ↑ براديوت باتنايك. دليل المواد الكيميائية غير العضوية . ماكجرو هيل، 2002، رقم ISBN 0-07-049439-8
  3. ↑ غرينوود، نورمان ن.؛ إيرنشو، آلان (1997). كيمياء العناصر ( الطبعة الثانية). باتروورث-هاينمان. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN  978-0-08-037941-8.
  4. ↑ حضّر دولونغ حمض الهيبوفوسفوريك بإضافة فوسفيد الباريوم (Ba₃P₂ ) إلى الماء، مما نتج عنهغاز الفوسفين ( PH₃ )، وفوسفات الباريوم ، وهيبوفوسفيت الباريوم. ولأن غاز الفوسفين غادر المحلول وترسب فوسفات الباريوم، لم يتبق في المحلول سوى هيبوفوسفيت الباريوم. بعد ذلك ،أمكن الحصول على حمض الهيبوفوسفوريك من الراشح بإضافة حمض الكبريتيك، الذي ترسب كبريتات الباريوم، تاركًا حمض الهيبوفوسفوريك في المحلول. انظر:
    • دولونج (1816) "Extrait d'un mémoire sur les combinaisons duphophore avec l'oxigène" (مقتطف من مذكرات عن مركبات الفوسفور مع الأكسجين)، Annales de Chimie et de Physique ، 2  : 141–150. [باللغة الفرنسية]
    • غراهام، توماس، عناصر الكيمياء غير العضوية ، الطبعة الثانية (فيلادلفيا، بنسلفانيا: بلانشارد وليا، 1858)، ص 316.
  5. ↑ غرينوود، نورمان ن .؛ إيرنشو، آلان (1997). كيمياء العناصر ( الطبعة الثانية). باتروورث-هاينمان. ص 513. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN   978-0-08-037941-8.
  6. ↑ جانسكو، بنجامين ج.؛ فيشر، هنري س.؛ بريدل، مارك ج.؛ مونتشامب، جان لوك (29-09-2015). "التماكب من P(═O)H إلى P–OH: دراسة نظرية وتجريبية". مجلة الكيمياء العضوية . 80 (20). الجمعية الكيميائية الأمريكية (ACS): 10025–10032 . doi : 10.1021/acs.joc.5b01618 . ISSN 0022-3263 . PMID 26372089 .  
  7. ↑ شيتشكوف، جي تي؛ بيفنيفا، آي إيه؛ ميشكوفا، أو إيه (أغسطس 2003). "التفكك الحراري لحمض الهيبوفوسفوريك". المجلة الروسية للكيمياء التطبيقية . 76 (8): 1354-1355 . doi : 10.1023/B:RJAC.0000008318.22178.07 . S2CID 96861842 . 
  8. ↑ كوراتيفا، ناتاليا ف.؛ ناوموفا، مارينا إ.؛ بودبيريزسكايا، نينا ف.؛ ناوموف، ديمتري يو. (15 فبراير 2005). "هيبوفوسفيتات المعادن ثنائية التكافؤ Sr(H₂PO₂)₂، Pb(H₂PO₂)₂، وBa(H₂PO₂)₂". مجلة Acta Crystallographica، القسم ج: Crystal Structure Communications ، 61 (2): i14– i16. Bibcode : 2005AcCrC..61I..14K . doi : 10.1107/S010827010403166X . PMID: 15695880 . 
  9. ^ نوموفا ، مارينا آي. كوراتيفا، ناتاليا ف؛ بودبيريزسكايا، نينا ف؛ نوموف، ديمتري يو. (2004/05/15). "الهيبوفوسفيت القلوي KH 2 PO 2، RbH 2 PO 2 و CsH 2 PO 2". Acta Crystallographica القسم C اتصالات البنية البلورية . 60 (5): i53- i55. بيب كود : 2004AcCrC..60I..53N . دوى : 10.1107/S0108270104002409 . بميد 15131359 . 
  10. ↑ كوراتيفا، ناتاليا ف.؛ ناوموفا، مارينا إ.؛ ناوموف، ديمتري يو.؛ بودبيريزسكايا، نينا ف. (15 يناير 2003). "سداسي أكوار نيكل (II) ثنائي (هيبوفوسفيت)". مجلة أكتا كريستالوغرافيكا، القسم ج، اتصالات بنية البلورات . 59 (1): i1– i3. رمز Bibcode : 2003AcCrC..59I...1K . doi : 10.1107/S0108270102018541 . PMID 12506208 . 
  11. ↑ غوردون، بي إي؛ فراي، إيه جيه؛ هيكس، إل دي (23 أغسطس 2005). "دراسات إضافية حول اختزال كحولات البنزيل بواسطة حمض الهيبوفوسفوريك/اليود" (ملف PDF) . أركيفوك . 2005 (6): 393-400 . ISSN 1424-6376 . 
  12. 1 2 66 FR 52670—52675. 17 أكتوبر 2001.
  13. ↑ "21 CFR 1309" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2009-05-03 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2007-05-02 .
  14. ↑ 21 USC، الفصل 13 (قانون المواد الخاضعة للرقابة)
  15. ↑ ويليام هـ. براون؛ برنت ل. إيفرسون؛ إريك أنسلين؛ كريستوفر س. فوت (2013). الكيمياء العضوية . سينجايج ليرنينج. ص 1003. ISBN  978-1-133-95284-8.
  16. ↑ روبيسون، م.م.؛ روبيسون، ب.ل. "حمض 2،4،6-ثلاثي بروموبنزويك" . التخليق العضوي . 36 : 94المجلدات المجمعة ، المجلد 4 .
  17. ↑ كورنبلوم، ن. (1941). "3،3′-ثنائي ميثوكسي ثنائي فينيل و3،3′-ثنائي ميثيل ثنائي فينيل". التخليق العضوي . 21 : 30. doi : 10.15227/orgsyn.021.0030.
  18. ↑ كارلا برافو-ألتاميرانو؛ جان-لوك مونتشامب (2008). "تفاعل الأليلة المحفز بالبلاديوم لحمض الهيبوفوسفوريك مع الكحولات الأليلية" . Org. Synth . 85 : 96. doi : 10.15227/orgsyn.085.0096 .
  19. ↑ غايون، كارول؛ ميتاي، إستيل؛ بوبوفيتش، فلورنس؛ لومير، مارك (2015). "التطبيقات التركيبية لمشتقات هيبوفوسفيت في الاختزال". الكيمياء العضوية والبيولوجية الجزيئية . 13 (29): 7879-7906 . doi : 10.1039/C5OB01032B . PMID 26083977 . 
  20. ↑ أبرانتس، إل إم (1994). "حول آلية طلاء النيكل-فوسفور غير الكهربائي". مجلة الجمعية الكهروكيميائية . 141 (9): 2356-2360 . Bibcode : 1994JElS..141.2356A . doi : 10.1149/1.2055125 .

للمزيد من القراءة