Asam hipofosfat(H3PO2) adalah asam oksi fosfor yang cukup menarik dan dikenal karena penurunan kapasitasnya yang signifikan. Meskipun produksinya terbatas pada cakupan yang luas, ada beberapa strategi untuk mengatur senyawa anorganik khusus ini di fasilitas penelitian dan lingkungan modern. Proses penyatuan ini mencakup respons terkontrol senyawa fosfor dengan senyawa yang menurun untuk menghasilkan asam hipofosfat. Di laboratorium, asam dapat dibuat melalui pengurangan fosfor triklorida atau fosfor pentoksida dengan garam hipofosfit atau zat pereduksi lainnya. Dalam skala modern, asam biasanya dihasilkan melalui hidrolisis fosfor triklorida atau melalui reaksi fosfin dengan air.
Karena sifatnya yang semakin berkurang,hipofosfor asammelacak aplikasi di berbagai bidang, termasuk kombinasi sintetis, pelapisan logam, dan sebagai spesialis penyeimbang untuk campuran tertentu. Kualitas barunya menjadikannya bagian penting dalam siklus modern meskipun volume produksinya cukup rendah.
Bagaimana asam hipofosfat dapat dibuat dengan mengasamkan logam fosfida?
Strategi reguler untuk berkreasiasam hipofosfattermasuk respon fosfida logam dengan asam mineral cair. Fosfida logam dasar yang larut, misalnya natrium fosfida dan kalium fosfida, bereaksi dengan korosif asam atau sulfat menghasilkan H3PO2 seperti yang ditunjukkan oleh stoikiometri:
NaPH2 + 2HCl → NaCl + H3PO2
Siklusnya dimulai dengan suspensi logam fosfida dalam konsentrasiasam hipofosfatdan dengan hati-hati melakukan refluks campuran selama beberapa jam. Selama reaksi ini, asam dilepaskan dan tetap terurai dalam susunannya, sedangkan logam klorida dipercepat keluar. Tahap selanjutnya mencakup filtrasi untuk mengisolasi dorongan, setelah itu H3PO2 dapat dipisahkan dari filtrat melalui kristalisasi fragmentaris setelah pendinginan.
Metodologi elektif mencakup penggunaan kalsium hipofosfit (Ca(H2PO2)2) yang telah dibingkai sebelumnya sebagai bahan awal, bukan natrium fosfida. Hal ini menghindari kebutuhan untuk berurusan dengan fosfida logam garam reseptif. Respon kalsium hipofosfit dengan korosif belerang berakibat pada perubahan garam menjadiasam hipofosfat, yang dapat diputuskan dari kalsium sulfat mendorong:
Ca(H2PO2)2 + H2SO4 → 2H3PO2 + CaSO4
Secara garis besar, perlakuan korosif terhadap hipofosfit atau fosfida memberikan jalur langsung untuk mendapatkannyaasam hipofosfatdalam pengaturan pusat penelitian. Namun, menyadari bahwa penanganan asam destruktif dalam skala besar menghadirkan tantangan serius adalah hal yang sangat penting.
Penggunaan logam fosfida atau kalsium hipofosfit yang telah dibingkai sebelumnya mempertimbangkan pembentukan asam melalui respons terkontrol dengan asam mineral. Terlepas dari keterusterangan strategi ini, pertimbangan yang masuk akal sehubungan dengan pengobatan aman terhadap asam destruktif, serta pemberian efek samping, harus dilakukan dengan susah payah sambil meningkatkan siklus produksi.
Bagaimana elektrolisis asam fosfor digunakan untuk menghasilkan asam hipofosfat?
Dalam siklus modern,asam hipofosfatdiciptakan melalui penurunan elektrokimia korosif fosfor (H3PO3). Teknik ini mencakup elektrolisis cairan H3PO3 dalam sel terpisah dengan katoda timbal dan anoda platinum:
H3PO3 + H2O + 2e-→ H3PO2 + 2OH-
Selama elektrolisis ini, korosif fosfor dikurangi di katoda sementara oksidasi air terjadi di anoda untuk menjaga keseimbangan. Susunan selanjutnya berisiasam hipofosfatdan natrium hidroksida. Fermentasi selanjutnya mendorong pengendapan H3PO2, yang kemudian didekontaminasi melalui kristalisasi.
Batasan siklus yang berbeda seperti pH, suhu, ketebalan arus, dan pemilihan katoda disederhanakan dengan susah payah untuk meningkatkan hasil dan efisiensi. Korosif fosfor lebih disukai daripada korosif fosfor sebagai bahan awal karena persyaratan tegangan rendah untuk penurunan.
Metodologi elektrokimia ini menawarkan penciptaan asam hipofosfor dengan tingkat kemurnian tinggi yang persisten tanpa memerlukan asam destruktif. Ini secara luas dipandang sebagai metode yang disukai untuk produksi modern berskala besar karena kemampuannya untuk menghasilkan asam dengan kemurnian tinggi secara konsisten, memenuhi kebutuhan utama yang penting dari aplikasi modern. Selain itu, teknik ini menjamin kesejahteraan dan kemahiran dalam pengembangan asam, serta strategi pengambilan keputusan untuk produksi skala modern.
Bagaimana oksidasi logam menghasilkan asam hipofosfat?
Asam hipofosfor dapat diperoleh melalui oksidasi logam tertentu, misalnya besi atau seng dalam bentuk garam korosif atau fosfat, yang memanfaatkan proses redoks logam-logam tersebut.
Misalnya, ketika bubuk seng dihangatkan dengan zat korosif fosfat, reaksi tiba-tiba menghasilkan seng fosfat dan asam:
Zn + 2H3PO4 → Zn3(PO4)2 + H3PO2 + H2
Selain itu, zat besi juga bereaksi dengan asam fosfat untuk menghasilkan asam hipofosfat. Pelepasan H3PO2 dari kombinasi item dapat dilakukan dengan memanfaatkan kemampuan larutnya yang rendah dalam H3PO4 pekat.
Pendekatan berbasis redoks ini mempertimbangkan penggunaan logam yang hemat biaya seperti besi dan seng dibandingkan bergantung pada bahan awal fosfor yang mahal. Namun, hasil asam yang menggunakan teknik ini agak rendah, dan siklus pemutusan menjadi sulit karena adanya reaksi samping yang saling bertentangan. Bagaimanapun, pendekatan ini menawarkan metode langsung untuk mendapatkan sejumlah kecil asam di laboratorium.
Kesimpulan
Hasam hipofosfatpenyatuan menggabungkan tiga strategi penting: perlakuan korosif terhadap fosfida, elektroreduksi korosif fosfor, dan oksidasi logam yang dikombinasikan dengan korosif fosfor. Di lingkungan modern, metode elektrokimia banyak digunakan untuk penciptaan bisnis karena kemahiran dan kemampuan beradaptasinya. Sebagai alternatif, dalam metodologi laboratorium dengan cakupan terbatas, analis sering memilih respons korosif termasuk fosfida atau usia redoks dari logam dan garam fosfat untuk mencampurkan asam.
Perlakuan korosif terhadap fosfida mencakup respons fosfida logam dengan asam mineral untuk menghasilkan hasilasam hipofosfat, sebuah siklus yang memerlukan kondisi terkendali untuk mencegah respons sampingan dan menjamin hasil yang ideal. Elektroreduksi korosif fosfor mencakup pemanfaatan energi untuk mengubah korosif fosfor menjadi asam, memberikan strategi yang lebih mudah dan efektif untuk penciptaan cakupan yang sangat besar. Oksidasi logam dikombinasikan dengan korosif fosfat memberikan jalan pilihan untuk menghasilkan asam dengan menggunakan sifat redoks logam dalam pandangan korosif fosfat.
Referensi
1. Becker, GW (1983). Fosfat dan Asam Fosfat. Marcel Dekker, Inc.
2. Holleman, AF, Wiberg, E., & Wiberg, N. (2001). Kimia anorganik. Pers Akademik.
3. Raja, RB (1998). Ensiklopedia Kimia Anorganik, Vol 6. John Wiley & Sons.
4. Nie, Y., Tu, Q., Deng, H., Fu, J., & Wang, J. (2012). Proses yang ditingkatkan untuk elektrosintesis asam hipofosfor dalam reaktor tekan filter kontinu. Penelitian dan Desain Teknik Kimia, 90(4), 563-569.
5. Stecher, H. (1968). Indeks Merck untuk Bahan Kimia dan Obat-obatan. Merck & Perusahaan Tergabung.