Le corrosif phosphorique (H3PO4) est un synthétique de phosphore rapidement ouvert et astucieux avec diverses applications modernes. Néanmoins, le remplacer par un corrosif hypophosphoreux spécial décroissant (H3PO2) peut être une entreprise difficile. Quels que soient les problèmes, plusieurs méthodes de laboratoire ont été créées pour administrer un corrosif hypophosphoreux impliquant un corrosif phosphorique comme matériau de départ.
Une stratégie régulièrement utilisée comprend la diminution deacide hypophosphoreuxcorrosif avec un agent de réduction raisonnable, comme un composé d'hydrure métallique ou de sulfite. Par exemple, la réaction d'un corrosif phosphorique avec l'hypophosphite de sodium (NaH2PO2) à la vue d'un impulsion comme le palladium ou le platine peut produire un corrosif hypophosphoreux. Une autre méthode consiste à désintégrer à chaud le corrosif phosphorique, ce qui peut être réalisé en le chauffant à des températures élevées.
D'autre part, des techniques électrochimiques peuvent être utilisées pour transformer un corrosif phosphorique en un corrosif hypophosphoreux. L'électrolyse du corrosif phosphorique utilisant un matériau cathodique raisonnable, comme le graphite ou le platine, peut fonctionner avec une interaction plus faible et produire un corrosif hypophosphoreux.
De plus, il existe des méthodes qui utilisent des agents de réduction naturels, comme le formaldéhyde ou le corrosif formique, pour transformer le corrosif phosphorique en corrosif hypophosphoreux. Ces stratégies incluent souvent des réponses en plusieurs étapes et nécessitent un contrôle prudent des conditions de réponse.
Cela signifie beaucoup de noter que la création d'un corrosif hypophosphoreux à partir d'un corrosif phosphorique se fait fondamentalement dans des installations de recherche plutôt qu'à une échelle moderne. La création moderne comprend régulièrement des cycles électifs plus productifs et plus avisés.
Tout bien considéré, même si le passage complet du corrosif phosphorique au corrosif hypophosphoreux présente des difficultés, quelques stratégies de laboratoire ont été élaborées pour cette raison. Ces stratégies incluent l'utilisation de spécialistes de réduction, de cycles électrochimiques ou de mélanges naturels. Dans tous les cas, il est crucial d’être vigilant et de respecter les conventions de sécurité appropriées lorsque vous travaillez avec ces composés synthétiques.
Comment la réduction électrolytique convertit-elle l’acide phosphorique en acide hypophosphoreux ?
Hacide ypophosphoreuxest une voie pour y transformer l’acide phosphorique. Le H3PO4 aqueux est électrolysé pour gagner deux électrons et générer du H3PO2 :
H3PO4 + 2e- → H3PO2 + H2O
Cette électrolyse peut être réalisée dans une cellule divisée avec une cathode en plomb et une anode en platine. À mesure que l'acide phosphorique est réduit à la cathode, l'oxydation de l'eau se produit à l'anode pour équilibrer la réaction.
Plusieurs paramètres doivent être optimisés pour un rendement maximal :
- Le concentré 85-90 % de H3PO4 est préférable pour assurer la conductivité.
- La température est maintenue entre 60-80 degrés pour faciliter la réduction.
- Une densité de courant de 100-300 mA/cm2 donne les meilleurs résultats.
- Le plomb convient comme cathode inerte, mais les cathodes en nickel de plus grande pureté améliorent l'efficacité.
- L'acidité élevée nécessite une anode qui résiste à la corrosion, comme le platine.
Avec un contrôle minutieux, un rendement en H3PO2 d'environ 60-70 % peut être obtenu électrochimiquement à partir de l'acide phosphorique. Leacide hypophosphoreuxest ensuite isolé du catholyte par refroidissement pour le cristalliser.
Comment la diminution du métal pourrait-elle transformer complètement le corrosif phosphorique en corrosif hypophosphoreux ?
Certains métaux peuvent réduire artificiellement le corrosif phosphorique en corrosif hypophosphoreux en s'oxydant eux-mêmes. Les métaux dynamiques redox comme le zinc, le fer et le magnésium répondent avec du H3PO4 concentré pour créer du H3PO2.
Par exemple, la poudre de zinc et le corrosif phosphorique réagissent comme l'indique la stœchiométrie :
Zn + 2H3PO4 → Zn3(PO4)2 + H3PO2 + H2
Le zinc agit comme un spécialiste décroissant, s'oxydant en phosphate de zinc tandis que le corrosif phosphorique se réduit en corrosif hypophosphoreux. Une réactivité comparable se produit avec la poudre de fer.
Pour que la réponse continue, il est nécessaire de réchauffer 85 %+ de H3PO4 concentré à 60-80 degrés. Le rendement en H3PO2 est faible, autour de 30 %, en raison de différentes réponses secondaires. La ségrégation par cristallisation partielle est gênante.
Malgré les inconvénients, l’utilisation de métaux modestes en fait une méthode prudente à portée limitée pour obtenir des produits corrosifs hypophosphorés en laboratoire sans électrolyse.
Comment l’assistance corrosive hydriodique pourrait-elle produire un corrosif hypophosphoreux à partir d’un corrosif phosphorique ?
Les spécialistes décroissants solides comme le corrosif hydriodique (Bonjour) peuvent réduire le corrosif phosphorique en corrosif hypophosphoreux selon la réponse redox :
2HI + H3PO4 → H3PO2 + I2 + H2O
Cette approche utilise des zones de force majeures pour la force corrosive iodique afin d'acquérir les électrons nécessaires à la diminution du H3PO4.
À titre provisoire, des arrangements concentrés de Hello et de H3PO4 sont combinés en un seul sous réchauffement et un environnement latent. L'iode et l'eau créés sont raffinés, permettant l'isolement du H3PO2.
Le phosphore rouge peut également remplacer le corrosif hydriodique dans cette réponse. Red P agit comme le spécialiste décroissant.
Le milieu de réponse profondément acide nécessite des ensembles de boîtes spécifiques mais permet d'accéder au H3PO2 en une seule étape. L’amélioration du rendement reste un test.
Conclusion
Bien que le corrosif phosphorique ne soit peut-être pas le meilleur matériau de départ pour la création de corrosifs hypophosphoreux, quelques techniques de laboratoire ont été créées pour y parvenir. Ces stratégies intègrent l'électroréduction, les réponses redox des métaux ou des spécialistes décroissants comme le corrosif iodhydrique (Bonjour). Quoi qu'il en soit, chaque stratégie a ses contraintes de rendement, d'adaptabilité et d'épuration.
Dans la technique d'électroréduction, un matériau cathodique raisonnable est utilisé pour travailler avec le cycle de réduction du corrosif phosphorique. Cette approche peut donner des rendements raisonnables en matière corrosive hypophosphoreuse, mais peut ne pas être adaptable à une création à grande échelle en raison d'obstacles matériels.
Les réponses redox métalliques sont une autre technique qui peut être utilisée pour produire un corrosif hypophosphoreux à partir d'un corrosif phosphorique. Cette technique comprend l'utilisation d'une impulsion métallique décroissante, comme le palladium ou le platine, pour diminuer la corrosivité phosphorique. La réponse peut consister à tenter de rationaliser, ce qui entraîne de faibles rendements et des problèmes de désinfection.
Des spécialistes décroissants comme Hello There peuvent également être utilisés pour transformer le corrosif phosphorique en corrosif hypophosphoreux. Cette technique est assez simple et efficace, donnant de meilleurs rendements par rapport à différentes stratégies. Néanmoins, traiter avec Howdy peut être risqué, nécessitant des mesures de sécurité prudentes.
Indépendamment de ces restrictions, ces techniques d'installations de recherche donnent une portée limitée à l'admission des corrosifs hypophosphoreux sans nécessiter de cycles modernes complexes. En travaillant sur la productivité et le traitement de ces techniques, l’utilité technique du H3PO4 pour obtenir des intensifications de phosphore utiles comme le H3PO2 peut être étendue.
Pour atteindre cet objectif, une exploration plus approfondie des conditions de réponse améliorées, des procédures de nettoyage et de la polyvalence est fondamentale. De plus, la création de stratégies plus sûres et plus économiques pour intégrer les composés du phosphore dans différentes applications est fondamentale pour propulser ce domaine.
Dans l’ensemble, même si la planification en laboratoire des produits corrosifs hypophosphoreux et phosphoriques présente des difficultés, différentes stratégies ont été créées pour y parvenir. Chaque technique a ses contraintes, mais elles permettent de mieux comprendre l'utilité technique du H3PO4. Une exploration et une amélioration plus approfondies peuvent conduire à des techniques plus efficaces et plus réalisables pour l'amalgamation des composés du phosphore.
Les références
1. Holleman, AF, Wiberg, E. et Wiberg, N. (2001). Chimie inorganique. Presse académique.
2. King, RB (1998). Encyclopédie de chimie inorganique, Vol 6. John Wiley & Sons.
3. Nie, Y., Tu, Q., Deng, H., Fu, J. et Wang, J. (2012). Un procédé amélioré pour l'électrosynthèse d'acide dans un réacteur filtre-presse continu. Recherche et conception en génie chimique, 90(4), 563-569.
4. Stecher, H. (1968). L'index Merck : une encyclopédie des produits chimiques et des médicaments. Merck.
5. Wilson, CL et Wilson, DW (1964). Chimie analytique complète (Vol. 1B). Elsevier.