Ácido fosforoso

Ácido fosforoso
	; Modelo 2D del ácido fosforoso
	; Modelo tridimensional
Nombre IUPAC
	Ácido fosfónico
General
Otros nombres	Óxido de Dihidroxifosfina; Dihidroxi(oxo)-λ5-fosfano; Dihidroxi-λ5-fosfanona; Ácido Ortofosforoso acid; Oxo-λ5-fosfanodiol; Ácido Oxo-λ5-fosfonoso
Fórmula semidesarrollada	H3PO3
Fórmula estructural
Fórmula molecular	H; 3PO; 3
Identificadores
Número CAS	13598-36-2
Número RTECS	SZ6400000
ChEBI	44976
ChEMBL	CHEMBL1235291
ChemSpider	10449259
PubChem	407
UNII	C06701
KEGG	C06701
	SMILES OP(=O)O
	InChI InChI=1S/H3O3P/c1-4(2)3/h4H,(H2,1,2,3); Key: ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N
Propiedades físicas
Apariencia	Sólido blanco delicuescente
Densidad	1651 kg/m³; 1,651 g/cm³
Masa molar	82 g/mol
Punto de fusión	73,6 °C (347 K)
Punto de ebullición	Descompone
Propiedades químicas
Acidez	1.3, 6.7 pKa
Solubilidad en agua	310 g/100 mL
Solubilidad	Soluble en alcohol
Peligrosidad
NFPA 704	0 3 1
Frases R	R22-35
Frases S	S26-36/37/39-45
Riesgos
Piel	Irritante para la piel
Más información	http://www.sigmaaldrich.com/MSDS/
Compuestos relacionados
Ácido fosfórico	H3PO4 (i.e., PO(OH)3)
Ácido hipofosforoso	H3PO2 (i.e., H2PO(OH))
	Valores en el SI y en condiciones estándar; (25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
	[editar datos en Wikidata]

El ácido fosforoso ( a veces llamado ácido ortofosforoso) es un compuesto químico de fórmula H₃PO₃. Se trata de un ácido es diprótico (realmente solo se ionizan dos protones), no triprótico como pudiera sugerir su fórmula. Es un producto intermedio en la preparación de otros compuestos fosforados. Los derivados orgánicos del ácido fosforoso, compuestos con la fórmula RPO₃H₂, se denominan ácidos fosfónicos.

Nomenclatura y tautomerismo

El H₃PO₃ puede describirse de forma más clara mediante su fórmula estructural HPO(OH)₂. Esta forma coexiste en equilibrio con un tautómero minoritario, el P(OH)₃. La IUPAC recomendó, en 2005, que este último sea llamado ácido fosforoso, y que la forma dihidróxida se denomine ácido fosfónico, ya que solo los compustos fosforados reducidos reciben la terminación "-oso".^[3] El tautómero P(OH)₃ ha sido observado como un ligando unido al molibdeno.^[4]^[5]

Otros oxiácidos importantes del fósforo son el ácido fosfórico (H₃PO₄) y el ácido hipofosforoso (H₃PO₂). Todos los ácidos reducidos fosforosos están sujetos a un tautomerismo similar, en el que hay implicados diversos puentes de H entre O y P.

Estructura y valencias

En estado sólido, el HP(O)(OH)₂ es tetraédrico con un doble enlace más corto P=O, de 148 pm y dos de mayor longitud, P-O(H), de 154pm. El átomo central de fósforo se encuentra en estado de oxidación (III).

Preparación

El HPO(OH)₂ es el producto de la hidrólisis de su anhídrido, el hexaóxido de tretrafósforo:

{\ce {P4O6 + 6H2O -> 4HPO(OH)2}}

A escala industrial, el ácido se prepara mediante la hidrólisis del tricloruro de fósforo en corriente de agua o vapor:

{\ce {PCl3 + 3H2O -> HPO(OH)2 + 3HCl}}

Evaporando suavemente la disolución resultante, se desprende el cloruro de hidrógeno. Tras el desprendimiento y eliminación del agua, queda como residuo el ácido fosforoso, que al enfriar por debajo de 70 ºC forma cristales blancos, delicuescentes. ^[6]

También se puede partir del fosfito de potasio, que también puede servir como precursor:

{\ce {K2HPO3 + 2HCl -> 2KCl + H3PO3}}

El proceso consiste en tratar la disolución acuosa de fosfito potásico con un exceso de ácido clorhídrico. Se concentra la solución y se precipita con alcoholes, de modo que el ácido, ya purificado, puede ser separado de las sales.

Propiedades químicas

Propiedades ácido-base

Por tratarse de un ácido diprótico, presenta dos posibles disociaciones. La primera, con un pK_a1 de 1,3 hace que se comporte como un ácido moderadamente fuerte, es decir, bajo determinadas condiciones de concentración o temperatura, puede llegar a disociarse totalmente:

{\ce {HPO(OH2) <=> HPO2(OH)- + H+}}

mientras que la segunda disociación corresponde a la de un ácido débil, ya que presenta un pK_a2 de 6,7.

{\ce {HPO2(OH)- <=> HPO3^2- + H+}}

por lo que puede formar dos tipos de sales, los fosfitos ácidos o hidrogenofosfitos, a partir del anfolito HPO₂(OH)⁻ y los fosfitos neutros, provenientes de la base conjugada, HPO₃^2- .^[7]No hay posibilidad de una tercera disociación, ya que, como se ha indicado, el hidrógeno unido directamente al átomo de fósforo no es ionizable, característica esta, que diferencia al ácido fosforoso de la forma más oxidada, el ácido fosfórico, H₃PO₄.

Propiedades redox

Tanto el ácido fosforoso como sus formas desprotonadas (fosfitos e hidrogenofosfitos) son agentes reductores relativamente fuertes, oxidándose a ácido fosfórico o a fosfatos, respectivamente. Además, el ácido fosforoso, en contacto con el aire se oxida lentamente a ácido fosfórico y a temperaturas próximas a los 200 ºC sufre una dismutación, reduciéndose en parte a fosfano (hidruro de fósforo o fosfamina), mientras que otra parte se oxida a ácido fosfórico:^[6]

${\ce {4HPO(OH)2 -> 3H3PO4 + PH3}}$

El ácido fosforoso reduce las soluciones de cationes de metales nobles a sus respectivos metales. Cuando el ácido fosforoso se trata con una solución fría de cloruro de mercurio(II), se forma un precipitado blanco de cloruro mercurioso:

${\ce {H3PO3 + 2HgCl2 + H2O -> Hg2Cl2(s) + H3PO4 + 2HCl}}$

En exceso de ácido fosforoso y por calor, la reacción continúa hasta la reducción del cloruro mercurioso a mercurio metálico:

${\ce {H3PO3 + H2Cl2 + H2O -> 2Hg(l) + H3PO4 + 2HCl}}$

Aplicaciones

La aplicación más importante del ácido fosforoso es la producción de fosfito de plomo dibásico, que es un estabilizador del PVC y polímeros clorados relacionados.^[8] También se utiliza en la síntesis de derivados orgánicos (fosfonatos), como el ácido α-aminoetilenfosfónico y en reacciones de aminoalquilación para producir ácidos α-aminofónicos. También se utiliza como un fuerte agente reductor y en la producción de ácido fosforoso, fibras sintéticas, pesticidas organofosforados y del agente para tratamiento de agua altamente eficiente ATMP (ácido amino-tris-metilenfosfonico).

Lecturas recomendadas

Holleman, A. F.; Wiberg, E. “Inorganic Chemistry.” Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
D. E. C. Corbridge. “Phosphorus: An Outline of its Chemistry, Biochemistry, and Technology.” 5th ed. Elsevier: Ámsterdam. ISBN 0-444-89307-5.
Concise Inorganic Chemistry J.D.Lee Oxford University Press ISBN 978-81-265-1554-7

Referencias

↑ Número CAS
↑ Sigma Aldrich
↑ Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, ed. (2005). Nomenclature of inorganic chemistry: IUPAC recommendations 2005. Royal Society of Chemistry. ISBN 978-0-85404-438-2. |fechaacceso= requiere |url= (ayuda)
↑ Chanjuan Xi, Yuzhou Liu, Chunbo Lai, Lishan Zhou (2004). «Synthesis of molybdenum complex with novel P(OH)₃ ligand based on the one-pot reaction of Mo(CO)₆ with HP(O)(OEt)₂ and water». Inorganic Chemistry Communications 7 (11): 1202. doi:10.1016/j.inoche.2004.09.012.
↑ M. N. Sokolov, E. V. Chubarova, K. A. Kovalenko, I. V. Mironov, A. V. Virovets1, E. V. Peresypkina,V. P. Fedin (2005). «Stabilization of tautomeric forms P(OH)₃ and HP(OH)₂ and their derivatives by coordination to palladium and nickel atoms in heterometallic clusters with the Mo₃MQ₄⁴⁺ core (M = Ni, Pd; Q = S, Se)». Russian Chemical Bulletin 54 (3): 615. doi:10.1007/s11172-005-0296-1.
↑ ^a ^b Morcillo, J. (1980). «Cap. 22.4. Ácidos del fósforo; ácido fosfórico y fosfatos». Temas básicos de Química. Madrid: Alhambra. ISBN 84-205-0382-7.
↑ King, Robert Bruce (1994). Encyclopedia of inorganic chemistry. J. Wiley & sons. ISBN 978-0-471-93620-6. |fechaacceso= requiere |url= (ayuda)
↑ Wiley-VCH, ed. (11 de marzo de 2003). Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (en inglés) (1 edición). Wiley. ISBN 978-3-527-30385-4. doi:10.1002/14356007.a19_527. Consultado el 6 de septiembre de 2024.

Datos: Q64703485
Multimedia: Phosphonic acid / Q64703485

[1] Número CAS

[2] Sigma Aldrich

[3] Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, ed. (2005). Nomenclature of inorganic chemistry: IUPAC recommendations 2005. Royal Society of Chemistry. ISBN 978-0-85404-438-2. |fechaacceso= requiere |url= (ayuda)

[4] Chanjuan Xi, Yuzhou Liu, Chunbo Lai, Lishan Zhou (2004). «Synthesis of molybdenum complex with novel P(OH)₃ ligand based on the one-pot reaction of Mo(CO)₆ with HP(O)(OEt)₂ and water». Inorganic Chemistry Communications 7 (11): 1202. doi:10.1016/j.inoche.2004.09.012.

[5] M. N. Sokolov, E. V. Chubarova, K. A. Kovalenko, I. V. Mironov, A. V. Virovets1, E. V. Peresypkina,V. P. Fedin (2005). «Stabilization of tautomeric forms P(OH)₃ and HP(OH)₂ and their derivatives by coordination to palladium and nickel atoms in heterometallic clusters with the Mo₃MQ₄⁴⁺ core (M = Ni, Pd; Q = S, Se)». Russian Chemical Bulletin 54 (3): 615. doi:10.1007/s11172-005-0296-1.

[:0-6] Morcillo, J. (1980). «Cap. 22.4. Ácidos del fósforo; ácido fosfórico y fosfatos». Temas básicos de Química. Madrid: Alhambra. ISBN 84-205-0382-7.

[7] King, Robert Bruce (1994). Encyclopedia of inorganic chemistry. J. Wiley & sons. ISBN 978-0-471-93620-6. |fechaacceso= requiere |url= (ayuda)

[8] Wiley-VCH, ed. (11 de marzo de 2003). Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (en inglés) (1 edición). Wiley. ISBN 978-3-527-30385-4. doi:10.1002/14356007.a19_527. Consultado el 6 de septiembre de 2024.

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