กรดฟอสฟอรัส (H3PO3): คุณสมบัติความเสี่ยงและการใช้งาน - เคมี - 2026

กรดฟอสฟอรัสที่เรียกว่ากรด orthophosphorous เป็นสารเคมีสูตร H ₃ PO 3 เป็นกรดฟอสฟอรัสที่มีออกซิเจนหลายชนิดและโครงสร้างแสดงไว้ในรูปที่ 1 (EMBL-EBI, 2015)

จากสูตรของสารประกอบสามารถเขียนใหม่ได้เป็น HPO (OH) ₂สิ่งมีชีวิตชนิดนี้มีอยู่ในสภาวะสมดุลโดยมี tautomer P (OH) ₃เล็กน้อย(รูปที่ 2)

รูปที่ 1: โครงสร้างของกรดฟอสฟอรัส

คำแนะนำของ IUPAC, 2005 คือสารหลังเรียกว่ากรดฟอสฟอรัสในขณะที่รูปแบบไดไฮดรอกซีเรียกว่ากรดฟอสโฟนิก เฉพาะสารประกอบฟอสฟอรัสที่ลดลงเท่านั้นที่สะกดด้วยคำลงท้าย "หมี"

รูปที่ 2: Tautomers ของกรดฟอสฟอรัส

รูปที่ 3: รูปแบบ H3PO3 เสถียรโดยการสั่นพ้อง

กรดฟอสฟอรัสเป็นกรดไดโพรติกซึ่งหมายความว่ามีความสามารถในการให้โปรตอนเพียงสองตัวเท่านั้น เพราะนี่คือความจริงที่ว่า tautomer หลักคือ H ₃ PO 3 เมื่อรูปร่างนี้สูญเสียโปรตอนการสั่นพ้องจะทำให้แอนไอออนที่เกิดขึ้นคงที่ดังแสดงในรูปที่ 3

P (OH) 3 tautomer (รูปที่ 4) ไม่มีประโยชน์ในการป้องกันการสั่นพ้อง สิ่งนี้ทำให้การกำจัดโปรตอนตัวที่สามทำได้ยากขึ้นมาก (เหตุใดกรดฟอสฟอรัสจึงเป็น diprotic ไม่ใช่ triprotic?, 2016)

รูปที่ 4: รูปแบบ PO33- ที่สังเกตได้ว่าไม่มีการทำให้เสถียรจากการสั่นพ้อง

กรดฟอสฟอริก (H ₃ PO ₃ ) สร้างเกลือที่เรียกว่าฟอสไฟต์ซึ่งใช้เป็นตัวรีดิวซ์ (Britannica, 1998) เตรียมโดยการละลาย tetraphosphoric hexoxide (P ₄ O ₆ ) ตามสมการ:

P ₄ O ₆ + 6 H ₂ O → 4 HPO (OH) ₂

กรดฟอสฟอรัสบริสุทธิ์ H ₃ PO ₃ , ที่ดีที่สุดคือการจัดเตรียมโดยการย่อยสลายของไตรคลอไรด์ฟอสฟอรัส, บมจ3

PCl ₃ + 3H ₂ O → HPO (OH) ₂ + 3HCl

สารละลายที่ได้จะถูกทำให้ร้อนเพื่อขับออกจาก HCl และน้ำที่เหลือจะถูกระเหยออกไปจนกระทั่งผลึกไม่มีสี₃ PO ₃ปรากฏขึ้นเมื่อทำความเย็น กรดสามารถหาได้จากการกระทำของน้ำใน PBr ₃หรือ PI ₃ (Zumdahl, 2018)

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

กรดฟอสฟอรัสเป็นผลึกเตตระฮีดอลสีขาวหรือสีเหลืองที่มีกลิ่นหอมคล้ายกระเทียม (National Center for Biotechnology Information, 2017)

รูปที่ 5: ลักษณะของกรดฟอสฟอรัส

H ₃ PO ₃มีน้ำหนักโมเลกุล 82.0 g / mol และความหนาแน่น 1.651 g / ml สารประกอบมีจุดหลอมเหลว 73 ° C และสลายตัวที่สูงกว่า 200 ° C กรดฟอสฟอรัสสามารถละลายได้ในน้ำโดยสามารถละลายได้ 310 กรัมต่อตัวทำละลายนี้ 100 มล. นอกจากนี้ยังละลายได้ในเอทานอล

นอกจากนี้ยังเป็นกรดแก่ที่มีค่า pKa ระหว่าง 1.3 ถึง 1.6 (Royal Society of Chemistry, 2015)

การให้ความร้อนแก่กรดฟอสฟอรัสที่ประมาณ 200 ° C ทำให้กรดฟอสฟอริกและฟอสฟีนไม่ได้สัดส่วน (PH ₃ ) ฟอสฟีนซึ่งเป็นก๊าซที่ปกติแล้วจะติดไฟได้เองในอากาศ

4H ₃ PO ₃ + ความร้อน→ PH ₃ + 3H ₃ PO ₄

ปฏิกิริยาและอันตราย

การเกิดปฏิกิริยา

• กรดฟอสฟอรัสไม่ใช่สารประกอบที่เสถียร
• ดูดซับออกซิเจนจากอากาศเพื่อสร้างกรดฟอสฟอริก
• ก่อตัวเป็นคราบเหลืองในสารละลายที่เป็นน้ำซึ่งติดไฟได้เองเมื่อทำให้แห้ง
• ทำปฏิกิริยากับเบสเคมี (เช่นเอมีนอนินทรีย์และไฮดรอกไซด์) เพื่อสร้างเกลือ
• ปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถสร้างความร้อนจำนวนมากอย่างเป็นอันตรายในพื้นที่ขนาดเล็ก
• การละลายในน้ำหรือเจือจางสารละลายเข้มข้นด้วยน้ำเพิ่มเติมสามารถสร้างความร้อนได้มาก
• ทำปฏิกิริยาเมื่อมีความชื้นกับโลหะที่ใช้งานอยู่รวมทั้งโลหะโครงสร้างเช่นอลูมิเนียมและเหล็กเพื่อปล่อยไฮโดรเจนซึ่งเป็นก๊าซไวไฟ
• มันสามารถเริ่มการเกิดพอลิเมอไรเซชันของแอลคีนบางชนิด ทำปฏิกิริยากับสารประกอบไซยาไนด์เพื่อปลดปล่อยก๊าซไฮโดรเจนไซยาไนด์
• อาจสร้างก๊าซไวไฟและ / หรือเป็นพิษเมื่อสัมผัสกับ dithiocarbamates, isocyanates, mercaptans, nitrides, nitriles, sulfides และสารรีดิวซ์ที่เข้มข้น
• ปฏิกิริยาที่สร้างก๊าซเพิ่มเติมเกิดขึ้นกับซัลไฟต์ไนไตรต์ไธโอซัลเฟต (เพื่อให้ H2S และ SO3) ไดไธโอไนต์ (เพื่อให้ SO2) และคาร์บอเนต (เพื่อให้ CO2) (กรดฟอสฟอรัส 2016)

อันตราย

• สารประกอบนี้กัดกร่อนดวงตาและผิวหนัง
• การสัมผัสกับดวงตาอาจทำให้กระจกตาเสียหายหรือตาบอดได้
• การสัมผัสกับผิวหนังอาจทำให้เกิดการอักเสบและเป็นแผลได้
• การสูดดมฝุ่นจะทำให้เกิดการระคายเคืองต่อระบบทางเดินอาหารหรือทางเดินหายใจโดยมีลักษณะการเผาไหม้การจามและการไอ
• การได้รับสารมากเกินไปอย่างรุนแรงอาจทำให้ปอดถูกทำลายหายใจไม่ออกหมดสติหรือเสียชีวิตได้ (เอกสารข้อมูลความปลอดภัยของวัสดุกรดฟอสฟอรัส 2013)

การดำเนินการในกรณีที่เกิดความเสียหาย

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าบุคลากรทางการแพทย์ทราบถึงวัสดุที่เกี่ยวข้องและใช้ความระมัดระวังเพื่อป้องกันตนเอง
• ควรเคลื่อนย้ายผู้ป่วยไปยังที่เย็นและเรียกบริการการแพทย์ฉุกเฉิน
• ควรให้เครื่องช่วยหายใจหากผู้ป่วยไม่หายใจ
• ไม่ควรใช้วิธีปากต่อปากหากผู้ป่วยกลืนกินหรือสูดดมสารเข้าไป
• การช่วยหายใจทำได้โดยใช้หน้ากากอนามัยที่มีวาล์วทางเดียวหรืออุปกรณ์ทางการแพทย์ระบบทางเดินหายใจอื่น ๆ ที่เหมาะสม
• ควรให้ออกซิเจนหากหายใจลำบาก
• ควรถอดเสื้อผ้าและรองเท้าที่ปนเปื้อนออกและแยกออกจากกัน
• ในกรณีที่สัมผัสกับสารให้รีบล้างผิวหนังหรือดวงตาด้วยน้ำไหลอย่างน้อย 20 นาที
• สำหรับการสัมผัสกับผิวหนังน้อยลงหลีกเลี่ยงการแพร่กระจายวัสดุบนผิวหนังที่ไม่ได้รับผลกระทบ
• ทำให้เหยื่อสงบและอบอุ่น
• ผลของการสัมผัส (การหายใจการกลืนกินหรือการสัมผัสทางผิวหนัง) ต่อสารอาจเกิดความล่าช้า

การประยุกต์ใช้งาน

การใช้กรดฟอสฟอรัสที่สำคัญที่สุดคือการผลิตฟอสไฟต์ที่ใช้ในการบำบัดน้ำ กรดฟอสฟอริกยังใช้ในการเตรียมเกลือฟอสไฟต์เช่นโพแทสเซียมฟอสไฟต์

ฟอสฟอรัสแสดงให้เห็นว่ามีประสิทธิภาพในการควบคุมโรคพืชหลายชนิด

โดยเฉพาะอย่างยิ่งการรักษาโดยการฉีดลำต้นหรือทางใบที่มีเกลือของกรดฟอสฟอรัสจะแสดงเพื่อตอบสนองต่อการติดเชื้อโดยเชื้อโรคพืชประเภทไฟโตเทราและไพเธียม (ซึ่งทำให้เกิดการสลายตัวของราก)

กรดฟอสฟอรัสและฟอสไฟถูกใช้เป็นตัวรีดิวซ์ในการวิเคราะห์ทางเคมี การสังเคราะห์กรดฟีนิลอะซิติกแบบใหม่ที่สะดวกและปรับขนาดได้โดยการลดกรดแมนเดลิกด้วยไอโอไดด์ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับการสร้างกรดไฮโดรโอไดด์ในแหล่งกำเนิดจากโซเดียมไอโอไดด์ที่เร่งปฏิกิริยา ด้วยเหตุนี้กรดฟอสฟอริกจึงถูกใช้เป็นตัวลดสโตอิชิโอเมตริก (Jacqueline E.Milne, 2011)

ใช้เป็นส่วนผสมในการผลิตสารเติมแต่งที่ใช้ในอุตสาหกรรมโพลี (ไวนิลคลอไรด์) (กรดฟอสฟอรัส (CAS RN 10294-56-1), 2017) เอสเทอร์ของกรดฟอสฟอรัสยังถูกใช้ในปฏิกิริยาต่างๆของการสังเคราะห์สารอินทรีย์ (Blazewska, 2009)

อ้างอิง

1. Blazewska, K. (2552). วิทยาศาสตร์การสังเคราะห์: Houben-Weyl Methods of Molecular Transformations Vol 42. New York: Thieme.
2. (2541 20 กรกฎาคม). กรดฟอสฟอรัส (H3PO3) สืบค้นจากEncyclopædia Britannica: britannica.com.
3. EMBL-EBI (2558, 20 กรกฎาคม). กรดฟอสโฟนิก กู้คืนจาก ebi.ac.uk: ebi.ac.uk.
4. Jacqueline E.Milne, TS (2011). การลดสารไอโอไดด์ - ตัวเร่งปฏิกิริยา: การพัฒนาการสังเคราะห์กรดฟีนิลอะซิติก องค์กร เคมี 76, 9519-9524 organic-chemistry.org
5. เอกสารข้อมูลความปลอดภัยของวัสดุกรดฟอสฟอรัส (2556, 21 พ.ค. ). กู้คืนจาก sciencelab: sciencelab.com.
6. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (2560, 11 มีนาคม). PubChem ฐานข้อมูลแบบผสม; CID = 107909 ดึงมาจาก PubChem: ncbi.nlm.nih.gov.
7. กรดฟอสฟอรัส (CAS RN 10294-56-1) (2560 15 มีนาคม). กู้คืนจาก gov.uk/trade-tariff:gov.uk.
8. กรดฟอสฟอรัส (2016) สืบค้นจาก Cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
9. ราชสมาคมเคมี. (2015) กรดฟอสฟอรัส กู้คืนจาก chemspider: chemspider.com.
10. ทำไมกรดฟอสฟอรัสจึงไม่เป็นพิษและไม่ใช่ไตรโพรติก? (2559 11 มีนาคม). กู้คืนจาก chemistry.stackexchange.
11. Zumdahl, SS (2018, 15 สิงหาคม) Oxyacid กู้คืนจาก britannica.com.