El ácido fosforoso (o ácido fosfónico ) es el compuesto descrito por la fórmula H 3 PO 3 . Este ácido es diprótico (ioniza fácilmente dos protones), no triprótico como podría sugerir esta fórmula. El ácido fosforoso es un intermediario en la preparación de otros compuestos de fósforo. Los derivados orgánicos del ácido fosforoso, compuestos con la fórmula RPO 3 H 2 , se denominan ácidos fosfónicos .
El sólido HP(O)(OH) 2 tiene una geometría tetraédrica alrededor del átomo central de fósforo, con un enlace P−H de 132 pm , un doble enlace P=O de 148 pm y dos enlaces sencillos P−OH más largos de 154 pm. Al igual que otros óxidos de fósforo con enlaces P−H (por ejemplo, el ácido hipofosforoso y los fosfitos de dialquilo ), [2] existe en equilibrio con un tautómero extremadamente menor P(OH) 3 . (Por el contrario, el tautómero principal del ácido arsénico es la forma trihidroxilada). La IUPAC recomienda que la forma trihidroxilada P(OH) 3 se denomine ácido fosforoso y la forma dihidroxilada HP(O)(OH) 2 ácido fosfónico. [3] Solo los compuestos de fósforo reducido se escriben con la terminación " -osa ".
A escala industrial, el ácido se prepara mediante hidrólisis del tricloruro de fósforo con agua o vapor: [5]
El HPO(OH) 2 podría producirse mediante la hidrólisis del trióxido de fósforo :
El ácido fosforoso tiene un p K a en el rango de 1,26 a 1,3. [6] [7]
Es un ácido diprótico , el ion hidrogenofosfito, HP(O) 2 (OH) − es un ácido débil:
La base conjugada HP(O) 2 (OH) − se llama fosfito de hidrógeno, y la segunda base conjugada, HPO2−3, es el ion fosfito . [8] (Tenga en cuenta que las recomendaciones de la IUPAC son fosfonato de hidrógeno y fosfonato respectivamente).
El átomo de hidrógeno unido directamente al átomo de fósforo no es fácilmente ionizable. Los exámenes de química suelen poner a prueba la comprensión de los estudiantes sobre el hecho de que no todos los tres átomos de hidrógeno son ácidos en condiciones acuosas, a diferencia del H 3 PO 4 .
Al calentarlo a 200 °C, el ácido fosforoso se desproporciona en ácido fosfórico y fosfina : [9]
Esta reacción se utiliza para preparaciones a escala de laboratorio de PH 3 .
El ácido fosforoso se oxida lentamente en el aire y se convierte en ácido fosfórico. [5]
Tanto el ácido fosforoso como sus formas desprotonadas son buenos agentes reductores , aunque no necesariamente reaccionan rápidamente. Se oxidan a ácido fosfórico o sus sales. Reduce soluciones de cationes de metales nobles a los metales. Cuando el ácido fosforoso se trata con una solución fría de cloruro de mercurio , se forma un precipitado blanco de cloruro de mercurio:
El cloruro de mercurio se reduce aún más mediante ácido fosforoso a mercurio al calentarlo o dejarlo en reposo:
Tras el tratamiento con metales de configuración d 6 , se sabe que el ácido fosforoso se coordina como el tautómero P(OH) 3 , que de otro modo sería poco común. Entre los ejemplos se incluyen Mo(CO) 5 (P(OH) 3 ) y [Ru(NH 3 ) 4 (H 2 O)(P(OH) 3 )] 2+ . [10] [11]
Calentando una mezcla de tetracloroplatinato de potasio y ácido fosforoso se obtiene la sal luminiscente tetrakispirofosfito de diplatino (II) de potasio : [12]
El uso más importante del ácido fosforoso (ácido fosfónico) es la producción de fosfito de plomo básico , que es un estabilizador en PVC y polímeros clorados relacionados. [5]
Se utiliza en la producción de estabilizadores de PVC de fosfonato de plomo básico, ácido aminometilenfosfónico y ácido hidroxietano difosfónico. También se utiliza como un fuerte agente reductor y en la producción de fibras sintéticas, pesticidas organofosforados y el agente de tratamiento de agua altamente eficiente ATMP .
Los materiales ferrosos , incluido el acero, pueden protegerse de alguna manera promoviendo la oxidación ("óxido") y luego convirtiendo la oxidación en un metalofosfato mediante el uso de ácido fosfórico y protegiéndolos aún más con un recubrimiento de superficie. (Ver: Pasivación (química) ).
El nombre IUPAC (principalmente orgánico) es ácido fosfónico . Esta nomenclatura se reserva comúnmente para derivados sustituidos , es decir, grupos orgánicos unidos al fósforo, no simplemente un éster. Por ejemplo, (CH 3 )PO(OH) 2 es " ácido metilfosfónico ", que por supuesto puede formar ésteres de " metilfosfonato " .