Fosforoxosyra
Fosforoxoacid (eller fosforsyra ) är ett generiskt namn för varje syra vars molekyl består av atomer av fosfor , syre och väte . Det finns ett potentiellt oändligt antal sådana föreningar. Vissa av dem är instabila och har inte isolerats, men de härledda anjonerna och organiska grupperna finns i stabila salter och estrar . De viktigaste – inom biologi, geologi, industri och kemisk forskning – är fosforsyrorna, vars estrar och salter är fosfaterna .
I allmänhet är vilken väteatom som helst som är bunden till en syreatom sur, vilket betyder att –OH-gruppen kan förlora en proton H +
och lämna en negativt laddad – O –-grupp
och därmed omvandla syran till en fosforoxoanjon . Varje ytterligare proton som förloras har en associerad syradissociationskonstant Ka 1 . , Ka 2 1 K a 3 , ... a , ofta uttryckt av dess kologaritm (pK , pK a 2 , pK a 3 , ...) Väteatomer bundna direkt till fosfor är i allmänhet inte sura.
Klassificering
Fosforoxosyrorna kan klassificeras efter oxidationstillstånden för fosforatomen/atomerna, som kan variera från +1 till +5. Syreatomerna är vanligtvis i oxidationstillstånd -2, men kan vara i tillstånd -1 om molekylen innehåller peroxidgrupper .
Oxidationstillstånd +1
-
Hypofosforsyra (eller fosfinsyra), H
3 PO
2 (eller H
2 PO(OH) ), en monoprotisk syra (vilket betyder att endast en av väteatomerna är sur). Dess salter och estrar kallas hypofosfiter eller fosfinater.
Oxidationstillstånd +3
-
Fosforsyra (eller fosfonsyra), H
3 PO
3 (eller HPO(OH)
2 ), en diprotisk syra (med endast två sura väten). Dess salter och estrar kallas fosfiter eller fosfonater.
Oxidationstillstånd +4
-
Hypofosforsyra , H4P2O6
) .
( 2P
( HO)
) ( eller – P OH
2 Alla fyra väten är sura. Dess salter och estrar är hypofosfater.
Oxidationstillstånd +5
De viktigaste medlemmarna i denna grupp är fosforsyrorna , där varje fosforatom är bunden till fyra syreatomer, en av dem genom en dubbelbindning , ordnade som hörnen av en tetraeder . Två eller flera av dessa PO
4 -tetraedrar kan vara förbundna med delade enkelbundna syrgaser, som bildar linjära eller grenade kedjor, cykler eller mer komplexa strukturer. De enkelbundna syreatomerna som inte delas kompletteras med sura väteatomer. Deras generiska formel är H n − x +2 P n O 3 n − x +1 , där n är antalet fosforatomer och x är antalet fundamentala cykler i molekylens struktur.
Dessa syror och deras estrar och salter (" fosfater ") inkluderar några av de mest kända och viktigaste föreningarna av fosfor.
Den enklaste medlemmen i denna klass är:
-
Fosforsyra egentlig (även kallad ortofosforsyra eller monofosforsyra), H
3 PO
4 (eller OP(OH)
3 ), en triprotisk syra. Det bildar ortofosfatsalt och estrar, vanligtvis kallade fosfater .
De minsta föreningarna i denna klass med två eller flera fosforatomer kallas "oligofosforsyror", och de större, med linjära –P–O– ryggrad, är "polyfosforsyror"; utan någon bestämd åtskillnad mellan de två. Några av de viktigaste medlemmarna är:
-
Pyrofosforsyra , H
4 P
2 O
7 (eller (HO)
2 P –O- P(OH)
2 ), med fyra sura väten. Bildar pyrofosfater . -
Trifosforsyra (eller tripolyfosforsyra), H
5 P
3 O
10 (eller (HO)
2 P –O– P(OH) –O– P(OH)
2 ), med fem sura väten. Bildar trifosfater eller tripolyfosfater. - Tetrafosforsyra, H
6 P
4 O
13 (eller (HO)
2 P (–O– P(OH) ) 2 –O– P(OH)
2 ), med sex sura väten. Bildar tetrafosfater.
Ryggraden kan vara grenad, som i:
- Trifosfonofosforsyra, H
6 P
4 O
13 eller P(O)(– OP(O)(OH)
2 ) 3 , en grenad isomer av tetrapolyfosforsyra.
PO
4 - tetraedrarna kan anslutas för att bilda slutna –P–O–-kedjor, som i:
- Trimetafosforsyra (eller cyklotrifosforsyra), H
3 P
3 O
9 (eller (HPO
3 )
3 , (–P(O)(OH)–O–) 3 ), en cyklisk molekyl med tre sura väten. Bildar trimetafosfatsalter och -estrar.
Metafosforsyra är en allmän term för fosforsyror med en enda cykel, (–P(O)(OH)–O–) n , vars grundformel är HPO
3 .
Pyrofosforsyra H
4 P
2 O
7
Tripolyfosforsyra H
5 P
3 O
10
Tetrapolyfosforsyra H 6 P 4 O 13
Trimetafosforsyra H
3 P
3 O
9
En annan förening som kan ingå i denna klass är
- Peroxomonofosforsyra , H 3 PO 5 (eller OP(OH) 2 ( OOH)), som kan ses som monofosforsyra med en peroxidgrupp som ersätter syreatomen i en av hydroxylgrupperna
Blandade oxidationstillstånd
Vissa fosforoxosyror har två eller flera P-atomer i olika oxidationstillstånd. Ett exempel är
-
Isohypofosforsyra , H
4 P
2 O
6 (eller H(OH)(O)P−O−P(O)(OH) 2 ), en tetraprotisk syra och isomer av hypofosforsyra, innehållande P i oxidationstillstånd +3 och + 5
Se även
Vidare läsning
- Schröder HC, Kurz L, Muller WE, Lorenz B (mars 2000). "Polyfosfat i ben" (PDF) . Biokemi (Moskva) . 65 (3): 296–303. Arkiverad från originalet (PDF) 2011-08-25.
externa länkar
- Bestämning av polyfosfater med hjälp av jonkromatografi med undertryckt konduktivitetsdetektion, Application Note 71 av Dionex
- US 3044851 , Young, Donald C., "Produktion av ammoniumfosfater och produkter därav", publicerad 1962-07-17, tilldelad Collier Carbon & Chemical Co.
- Fosfor+syror vid US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)