Fosforcorrosief (H3PO4) is een snel open en slimme fosforkunststof met verschillende moderne toepassingen. Desalniettemin kan het een moeilijke onderneming zijn om het over te zetten naar het belangrijke afnemende gespecialiseerde hypofosfor-corrosieve middel (H3PO2). Ondanks de problemen zijn er een paar laboratoriumstrategieën ontwikkeld om hypofosfor-corrosief materiaal te leveren, waarbij fosforcorrosief als uitgangsmateriaal wordt gebruikt.
Een regelmatig gebruikte strategie omvat het verminderen vanhypofosforzuurcorrosief met een redelijke reductiespecialist, zoals een metaalhydride of sulfietverbinding. De reactie van corrosief fosforzuur met natriumhypofosfiet (NaH2PO2) in het zicht van een impuls zoals palladium of platina kan bijvoorbeeld corrosief hypofosfiet opleveren. Nog een methodologie is de warme desintegratie van fosforzuur, wat kan worden bereikt door het bij hoge temperaturen te verwarmen.
Aan de andere kant kunnen elektrochemische technieken worden gebruikt om fosforcorrosief om te zetten in hypofosforcorrosief. Elektrolyse van corrosieve fosfor met gebruikmaking van een redelijk kathodemateriaal, zoals grafiet of platina, kan werken met de verminderde interactie en corrosieve hypofosfor produceren.
Bovendien zijn er methoden waarbij natuurlijke reductiespecialisten, zoals formaldehyde of mierenzuur, worden gebruikt om fosforcorrosief om te zetten in hypofosforcorrosief. Deze strategieën omvatten vaak reacties in meerdere stappen en vereisen een voorzichtige controle van de reactieomstandigheden.
Het betekent nogal wat om op te merken dat de creatie van hypofosfor-corrosief uit fosforcorrosief fundamenteel gebeurt in onderzoeksfaciliteiten, in tegenstelling tot op moderne schaal. Moderne creatie omvat regelmatig keuzevakken die productiever en slimmer zijn.
Alles in aanmerking nemend, terwijl het volledig omschakelen van fosforcorrosief naar hypofosforcorrosief problemen met zich meebrengt, zijn er om deze reden een paar laboratoriumstrategieën ontwikkeld. Deze strategieën omvatten het gebruik van professionele specialisten, elektrochemische cycli of natuurlijke mengsels. Hoe dan ook is het van cruciaal belang dat de praktijk alert blijft en zich houdt aan de juiste veiligheidsconventies bij het werken met deze synthetische verbindingen.
Hoe zet elektrolytische reductie fosforzuur om in hypofosforzuur?
Hypofosforzuuris één route om fosforzuur daarin om te zetten. Waterig H3PO4 wordt geëlektrolyseerd om twee elektronen te verkrijgen en H3PO2 te genereren:
H3PO4 + 2e- → H3PO2 + H2O
Deze elektrolyse kan worden uitgevoerd in een gedeelde cel met een loodkathode en platina-anode. Naarmate fosforzuur aan de kathode wordt gereduceerd, vindt er wateroxidatie plaats aan de anode om de reactie in evenwicht te brengen.
Verschillende parameters moeten worden geoptimaliseerd voor maximale opbrengst:
- Geconcentreerde 85-90% H3PO4 heeft de voorkeur om de geleiding te garanderen.
- De temperatuur wordt tussen 60-80 graden gehouden om reductie te vergemakkelijken.
- Een stroomdichtheid van 100-300 mA/cm2 geeft de beste resultaten.
- Lood is geschikt als inerte kathode, maar nikkelkathoden met een hogere zuiverheid verbeteren de efficiëntie.
- De hoge zuurgraad vereist een anode die bestand is tegen corrosie, zoals platina.
Met zorgvuldige controle kan elektrochemisch uit fosforzuur een H3PO2-opbrengst van ongeveer 60-70% worden verkregen. Dehypofosforzuurwordt vervolgens door afkoelen van de katholiet geïsoleerd om het uit te kristalliseren.
Hoe kan metaal de verandering van fosforcorrosief volledig naar hypofosforcorrosief verminderen?
Bepaalde metalen kunnen de fosforcorrosieve stof kunstmatig verlagen tot de hypofosforcorrosieve stof door zelf te oxideren. Redox-dynamische metalen zoals zink, ijzer en magnesium reageren met geconcentreerd H3PO4 om H3PO2 te creëren.
Zinkpoeder en corrosief fosfor reageren bijvoorbeeld zoals aangegeven door de stoichiometrie:
Zn + 2H3PO4 → Zn3(PO4)2 + H3PO2 + H2
Zink fungeert als de afnemende specialist en wordt geoxideerd tot zinkfosfaat, terwijl fosforcorrosief wordt verlaagd tot hypofosforcorrosief. Vergelijkbare reactiviteit vindt plaats met ijzerpoeder.
Om de reactie te laten voortduren is een opwarming van geconcentreerde 85%+ H3PO4 tot 60-80 graad vereist. De H3PO2-opbrengst is laag, ongeveer 30%, vanwege verschillende nevenreacties. Segregatie door gedeeltelijke kristallisatie is lastig.
Ondanks de nadelen maakt het gebruik van bescheiden metalen dit een voorzichtige manier om hypofosfor-corrosief in het laboratorium te bereiken zonder elektrolyse.
Hoe kan waterstofionisch corrosief hypofosforzuur uit fosforcorrosief produceren?
Vaste afnemende specialisten zoals hydrodiodisch corrosief (Hallo) kunnen fosforcorrosief verminderen tot hypofosforcorrosief volgens de redoxreactie:
2HI + H3PO4 → H3PO2 + I2 + H2O
Deze aanpak maakt gebruik van belangrijke sterktegebieden voor de kracht van hydrojodisch corrosief om de elektronen te verwerven die nodig zijn voor de afname van H3PO4.
Voorlopig worden geconcentreerde arrangementen van Hello en H3PO4 gecombineerd als één onder opwarming en een latente omgeving. Het vrijgekomen jodium en water worden gezuiverd, waardoor de H3PO2 wordt afgezonderd.
Rode fosfor kan in deze reactie eveneens de waterstofjodische bijtende stof vervangen. Rode P gaat over als de afnemende specialist.
Het zeer zure reactiemedium vereist specifieke schotelsets, maar maakt het mogelijk om in een enkele stap naar H3PO2 te gaan. Opbrengstverbetering blijft een test.
Conclusie
Hoewel fosforcorrosief misschien niet het beste uitgangsmateriaal is voor het maken van hypofosforcorrosief materiaal, zijn er een paar laboratoriumtechnieken ontwikkeld om dit te bewerkstelligen. Deze strategieën omvatten elektroreductie, metaalredoxreacties of afnemende specialisten zoals hydro-iodisch corrosief (Groeten). Hoe het ook zij, elke strategie heeft zijn beperkingen op het gebied van rendement, aanpassingsvermogen en zuivering.
Bij de elektroreductietechniek wordt een redelijk kathodemateriaal gebruikt om te werken met de afnamecyclus van corrosief fosforzuur. Deze aanpak kan redelijke opbrengsten van corrosief hypofosfor opleveren, maar is mogelijk niet aanpasbaar voor het creëren van grote scopes vanwege hardwarebelemmeringen.
Metaalredoxreacties zijn nog een techniek die kan worden gebruikt om uit fosforcorrosief hypofosforzuur te produceren. Deze techniek omvat het gebruik van een afnemende metalen impuls, zoals palladium of platina, om het corrosieve fosforgehalte te verminderen. De reactie kan bestaan uit het proberen te stroomlijnen, wat leidt tot lage opbrengsten en problemen met de sanering.
Afnemende specialisten zoals Hallo daar kunnen ook worden gebruikt om fosforcorrosief om te zetten in hypofosforcorrosief. Deze techniek is enigszins eenvoudig en effectief en levert betere rendementen op dan andere strategieën. Niettemin kan de omgang met Howdy riskant zijn en voorzichtige veiligheidsmaatregelen vereisen.
Ongeacht deze beperkingen geven deze technieken van onderzoeksfaciliteiten een aanzienlijk beperkte toegang tot corrosief hypofosfor zonder de noodzaak van complexe moderne cycli. Door te werken aan de productiviteit en behandeling van deze technieken, wordt de technische bruikbaarheid van H3PO4 voor het verkrijgen van nuttig fosfor geïntensiveerd, zoals H3PO2 kan worden uitgebreid.
Om dit doel te bereiken is verder onderzoek naar verbeterde responsomstandigheden, reinigingsprocedures en veelzijdigheid van fundamenteel belang. Bovendien is het creëren van veiligere en economischere strategieën voor het integreren van fosforverbindingen in verschillende toepassingen van fundamenteel belang voor de vooruitgang van dit veld.
Hoewel de laboratoriumplanning van hypofosfor-corrosief en fosfor-corrosief problemen oplevert, zijn er al met al verschillende strategieën ontwikkeld om dit te bereiken. Elke techniek heeft zijn beperkingen, maar ze geven aanzienlijk inzicht in de technische bruikbaarheid van H3PO4. Verder onderzoek en verbetering kunnen aanleiding geven tot meer bekwame en haalbare technieken voor het samensmelten van fosforverbindingen.
Referenties
1. Holleman, AF, Wiberg, E., & Wiberg, N. (2001). Anorganische scheikunde. Academische pers.
2. Koning, RB (1998). Encyclopedie van anorganische chemie, deel 6. John Wiley & Sons.
3. Nie, Y., Tu, Q., Deng, H., Fu, J., en Wang, J. (2012). Een verbeterd proces voor zure elektrosynthese in een continue filterpersreactor. Onderzoek en ontwerp van chemische technologie, 90(4), 563-569.
4. Stecher, H. (1968). De Merck Index: een encyclopedie van chemicaliën en medicijnen. Merck.
5. Wilson, CL, en Wilson, DW (1964). Uitgebreide analytische chemie (deel 1B). Elsevier.