Hypofosforzuur
Hypofosforzuur | ||||
---|---|---|---|---|
Structuurformule en molecuulmodel | ||||
Structuur van Hypofosforzuur
| ||||
Algemeen | ||||
Molecuulformule | ||||
IUPAC-naam | Hypodifosforzuur | |||
Andere namen | Difosforzuur | |||
Molmassa | 161,98 g/mol | |||
SMILES | OP(O)(P(O)(O)=O)=O
| |||
CAS-nummer | 7803-60-3 | |||
PubChem | 24536 | |||
Wikidata | Q4492149 | |||
Beschrijving | (Didraat) witte vaste stof | |||
Fysische eigenschappen | ||||
Smeltpunt | 54 °C | |||
Evenwichtsconstante(n) | pKz1 = 2.2, pKz2 = 2.8, pKz3 = 7.3, pKz4 = 10.0[1] | |||
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar). | ||||
|
Hypofosforzuur valt onder de minerale zuren en heeft de formule waarbij forsfor een formeel oxidatiegetal heeft van +4. In vaste toestand komt het voor als het dihydraat: . De structuur is essentieel anders dan in de pyro- en polyfosfaten als ADP of ATP. Dat zijn per saldo zuuranhydrides waarbij de binding tussen de groepen via een zuurstof-atoom gerealiseerd wordt. In hypofosforzuur zijn de fosforatomen direct met elkaar verbonden door een fosfor-fosfor-binding. De twee fosfor-atomen zin chemisch identiek. In een structuurisomeer van deze verbinding Isohypofosforzuur is een van de fosforatomen aan waterstof gebonden en verloopt de koppeling van de fosfor-atomen via een zuurstofatoom. Daarmee is dat een gemengde valentieverbinding van fosfor, dat de oxidatiegetalen +3 en +5 heeft, en kan de stof beschouwd worden als een gemengd zuuranhydride van fosforzuur en fosfonzuur.
Synthese
[bewerken | brontekst bewerken]De het dinatriumzout kan bij kamertemperatuur bereidt worden in een reactie van rode fosfor met natriumchloriet. Door tovoegen van aan het mengsel ontstaat het tetranatriumzout:[2]
Als witte fosfor, gedeeltelijk in water liggend, aan de lucht oxideert wordt een mengsel gevormd van hypofosforzuur, fosforzuur en fosforigzuur.[2]
Het tetra-natriumzout kristalliseert bij pH = 10, het dinatriumzout kristalliseert als dihydraat bij pH = 5,2.[1] Het dinatriumzout kan met behulp van een ionenwisselaar omgezet worden in het zuurdihydraat:[2]
Het watervrije zuur kan vervolgens verkregen worden door het dihydraat te drogen boven fosforpentoxide of uit de reactie van loodhypofosfaat met waterstofsulfide:[1]
Eigenschappen
[bewerken | brontekst bewerken]Hypofosforzuur kan 4 waterstof-ionen afstaan, waarbij ook vier pKz constanten horen: 2,2; 2,8; 7,3 en 10,0.[1]
Watervrij hypofosforzuur disproportioneert bij staan: er ontstaat een mengsel van isohypfosforzuur , pyrofosforzuur en pyrofosforigzuur [1]
In heet zoutzuur is hypofosforzuur instabiel en hydrolyseert het naar fosforigzuur en fosforzuur .[1]
Structuur
[bewerken | brontekst bewerken]Het anion heeft een op vorm die veel lijkt op een gestaggerd ethaan-molecuul. De zuurstof-atomen aan de twee fosfor-atomen geven elkaar zoveel mogelijk ruimte, en de atomen aan het achterste fosfor-atoom zijn, kijkend langs de as van de fosfor-fosfor-binding, tussen de atomen aan het voorste fosfor-atoom te zien.
Als vast dihydraat bevat het zuur oxonium-ionen en kan het best beschreven worden als . Het dihydraat is hiermee isostructureel met het diammoniumzout waarvoor de lengte van de binding tussen de fosfor-atomen is vastgesteld op 219 nm. De vorm van het anion vertoont erg veel gelijkenis met de staggered vorm van het ethaan-molecuul.[2]
In het heptahydraat van het dinatriumzout wordt dezelfde afstand tussen de fosfor-atomen gevonden. Een ander aspect van de structuur van het anion in die stof is het feit dat elk fosfor-atoom twee zuurstof-atomen op een afstand van 151 pm heeft en een OH-groep op 159 nm.[3]
Hypofosfaatzouten
[bewerken | brontekst bewerken]Met dit anion is een groot aantal zouten bekend, waaronder:
Bij staan aan de lucht hebben hypofosfaten de neiging te oxideren tot pyrofosfaat, met het -ion, waarin fosfor een oxidatiegetal van +5 heeft. Hypofosfaten zijn stabiel ten opzichte van de alkalihydroxides, maar in gesmolten natriumhydroxide worden ze snel omgezet in gewone fosfaten.[2]
Polyhypofosfaten
[bewerken | brontekst bewerken]Polyhypofosfaten zijn bekend waarin lineaire anionen voorkomen, zoals waarin het ion voorkomt met een -keten en met het anion met een keten van 4 fosfor-atomen. Het cyclische anion [4] ontstaat als een suspensie van rode fosfor in kaliumhydroxide wordt geoxideerd met broom.[2]
Zie ook
[bewerken | brontekst bewerken]- Dithionzuur, het zwavel-equivalent.
- Dit artikel of een eerdere versie ervan is een (gedeeltelijke) vertaling van het artikel Hypophosphoric acid op de Engelstalige Wikipedia, dat onder de licentie Creative Commons Naamsvermelding/Gelijk delen valt. Zie de bewerkingsgeschiedenis aldaar.
- ↑ a b c d e f Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). Chemistry of the Elements. Oxford: Pergamon Press. pp. 515–516. ISBN 978-0-08-022057-4
- ↑ a b c d e f Phosphorus: Chemistry, Biochemistry and Technology, Sixth Edition, 2013, D.E.C. Corbridge, CRC Pres, Taylor Francis Group, ISBN 978-1-4398-4088-7
- ↑ Collin, R. L.; Willis, M. (1971). The crystal structure of disodium dihydrogen hypophosphate hexahydrate and disodium dihydrogen pyrophosphate hexahydrate . Acta Crystallographica Section B 27 (2): 291–302. ISSN: 0567-7408. DOI: 10.1107/S0567740871002127.
- ↑ Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils (ed.), Inorganic Chemistry, translated by Eagleson, Mary; Brewer, William, San Diego/Berlin: Academic Press/De Gruyter, p. 715, ISBN 0-12-352651-5