stringtranslate.com

Пирофосфорная кислота

Пирофосфорная кислота , также известная как дифосфорная кислота , является неорганическим соединением с формулой H4P2O7 или , более описательно, [(HO) 2P (O)] 2O . Бесцветная и не имеющая запаха, она растворима в воде , диэтиловом эфире и этиловом спирте . Безводная кислота кристаллизуется в двух полиморфах , которые плавятся при 54,3 и 71,5 °C. Соединение является компонентом полифосфорной кислоты, важного источника фосфорной кислоты. [1] Анионы , соли и эфиры пирофосфорной кислоты называются пирофосфатами .

Подготовка

Его можно получить реакцией фосфорной кислоты с фосфорилхлоридом : [2]

5 H 3 PO 4 + POCl 3 → 3 H 4 P 2 O 7 + 3 HCl

Его также можно получить методом ионного обмена из пирофосфата натрия или путем обработки пирофосфата свинца сероводородом . [ 1]

Кипячение воды из ортофосфорной кислоты не приведет к ее дегидратации до чистой пирофосфорной кислоты, вместо этого образуется смесь орто-, пиро- и полифосфорных кислот , максимальная концентрация пирофосфорной кислоты остается ниже 50% и происходит немного раньше, чем в противном случае образовалась бы чистая пирофосфорная кислота. [3]

Реакции

Пирофосфорная кислота — это тетрапротонная кислота с четырьмя различными pKa: [4]

H4P2O7 ⇌ [ H3P2O7 ] − + H + , рКа = 0,85​​​​
[H 3 P 2 O 7 ] − ⇌ [H 2 P 2 O 7 ] 2− + H + , рКа = 1,96
[H 2 P 2 O 7 ] 2− ⇌ [HP 2 O 7 ] 3− + H + , рКа = 6,60
[HP 2 O 7 ] 3− ⇌ [P 2 O 7 ] 4− + H + , pKa = 9,41

Значения pKa находятся в двух различных диапазонах, поскольку депротонирование происходит на отдельных фосфатных группах. Для сравнения, значения pKa для фосфорной кислоты составляют 2,14, 7,20 и 12,37.

При физиологических значениях pH пирофосфат существует в виде смеси дважды и одинарно протонированных форм.

При расплавлении пирофосфорная кислота быстро превращается в равновесную смесь фосфорной кислоты, пирофосфорной кислоты и полифосфорных кислот. Процентное содержание пирофосфорной кислоты по весу составляет около 40%, и ее трудно перекристаллизовать из расплава.

Даже в холодной воде пирофосфорная кислота гидролизуется до фосфорной кислоты. Все полифосфорные кислоты ведут себя аналогично. [5]

Н4Р2О7 + Н2О → 2Н3РО4​​​​​​​

Безопасность

Хотя пирофосфорная кислота является едким веществом, ее токсичность неизвестна. [6]

История

Название пирофосфорная кислота было дано "г-ном Кларком из Глазго" в 1827 году, которому приписывают ее открытие после нагревания до красного каления соли фосфата натрия . Было обнаружено, что фосфорная кислота при нагревании до красного каления образует пирофосфорную кислоту, которая легко превращается в фосфорную кислоту под действием горячей воды. [7]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ аб Авеланж, Себастьян; Лиерде, Николас; Жермо, Ален; Мартинс, Эммануэль; Тейс, Тибо; Сонво, Марк; Туссен, Клаудия; Шрёдтер, Клаус; Беттерманн, Герхард; Стаффель, Томас; Валь, Фридрих; Кляйн, Томас; Хофманн, Томас (2022). «Фосфорная кислота и фосфаты». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . стр. 1–55. дои : 10.1002/14356007.a19_465.pub4. ISBN 9783527303854. S2CID  246266565.
  2. ^ Р. Клемент (1963). «Конденсированные ортофосфаты». В G. Brauer (ред.). Справочник по препаративной неорганической химии, 2-е изд . Т. 2. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Academic Press. стр. 546.
  3. ^ Корте, Карстен; Конти, Фоска; Вакерль, Юрген; Ленерт, Вернер (2016), Ли, Цинфэн; Айли, Дэвид; Хьюлер, Ханс Оге; Йенсен, Йенс Олуф (ред.), «Фосфорная кислота и ее взаимодействие с полимерами типа полибензимидазола», Высокотемпературные топливные элементы с мембраной из полимерного электролита , Cham: Springer International Publishing, стр. 169–194, номер документа : 10.1007/978-3- 319-17082-4_8, ISBN 978-3-319-17081-7, получено 2023-02-11
  4. ^ Ядав, Прерна; Блак, Оливье; Рудт, Андреас; Зелдер, Феликс (2021). «Индуцированное соответствие на основе активности зондирования: механистическое исследование обнаружения пирофосфата с помощью «гибкого» комплекса Fe-salen». Inorganic Chemistry Frontiers . 8 (19): 4313–4323. doi :10.1039/d1qi00209k. PMC 8477187 . PMID  34603734. 
  5. ^ Corbridge, D. (1995). "Глава 3: Фосфаты". Исследования по неорганической химии, т. 20. Elsevier Science BV, стр. 169–305. doi :10.1016/B978-0-444-89307-9.50008-8. ISBN 0-444-89307-5.
  6. ^ Паспорт безопасности материала: Пирофосфорная кислота MSDS www.sciencelab.com
  7. ^ Бек, Льюис Калеб (1834). Руководство по химии: содержащее сжатый обзор современного состояния науки с обширными ссылками на более обширные трактаты, оригинальные статьи и т. д. EW & C Skinner. стр. 160. Получено 30 января 2015 г.

Внешние ссылки