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Ácido pirofosfórico

El ácido pirofosfórico , también conocido como ácido difosfórico , es un compuesto inorgánico con la fórmula H 4 P 2 O 7 o, más descriptivamente, [(HO) 2 P(O)] 2 O. Incoloro e inodoro, es soluble en agua , éter dietílico y alcohol etílico . El ácido anhidro cristaliza en dos polimorfos , que se funden a 54,3 y 71,5 °C. El compuesto es un componente del ácido polifosfórico, una fuente importante de ácido fosfórico. [1] Los aniones , sales y ésteres del ácido pirofosfórico se denominan pirofosfatos .

Preparación

Se puede preparar por reacción del ácido fosfórico con cloruro de fosforilo : [2]

5H3PO4 + POCl33H4P2O7 + 3HCl

También se puede preparar mediante intercambio iónico a partir de pirofosfato de sodio o tratando pirofosfato de plomo con sulfuro de hidrógeno . [1]

Hervir el agua a partir del ácido ortofosfórico no la deshidratará hasta convertirse en ácido pirofosfórico puro, sino que se produce una mezcla de ácidos orto, piro y polifosfóricos ; la concentración máxima de ácido pirofosfórico permanece por debajo del 50% y se produce ligeramente antes de lo que de otro modo sería ácido pirofosfórico puro. [3]

Reacciones

El ácido pirofosfórico es un ácido tetraprótico, con cuatro pKa distintos: [4]

H 4 P 2 O 7 ⇌ [H 3 P 2 O 7 ] + H + , pKa = 0,85
[H 3 P 2 O 7 ] ⇌ [H 2 P 2 O 7 ] 2− + H + , pKa = 1,96
[ H2P2O7 ] 2 [ HP2O7 ] 3− + H + , pKa = 6,60
[ HP2O7 ] 3− ⇌[ P2O7 ] 4− + H + , pKa = 9,41

Los pKa se presentan en dos rangos distintos porque las desprotonaciones se producen en grupos fosfato separados. En comparación con los pKa del ácido fosfórico, son 2,14, 7,20 y 12,37.

A pH fisiológicos, el pirofosfato existe como una mezcla de formas doblemente protonadas y simplemente protonadas.

Cuando se funde, el ácido pirofosfórico se convierte rápidamente en una mezcla equilibrada de ácido fosfórico, ácido pirofosfórico y ácidos polifosfóricos. El porcentaje en peso de ácido pirofosfórico es de alrededor del 40% y es difícil que se recristalice a partir de la masa fundida.

Incluso en agua fría, el ácido pirofosfórico se hidroliza para formar ácido fosfórico. Todos los ácidos polifosfóricos se comportan de manera similar. [5]

H 4 P 2 O 7 + H 2 O → 2 H 3 PO 4

Seguridad

Si bien el ácido pirofosfórico es corrosivo, no se sabe que sea tóxico de otro modo. [6]

Historia

El nombre de ácido pirofosfórico fue dado por un tal "Sr. Clarke de Glasgow" en 1827, a quien se le atribuye su descubrimiento tras calentar al rojo vivo una sal de fosfato de sodio . Se descubrió que el ácido fosfórico, al calentarse al rojo vivo, formaba ácido pirofosfórico que se convertía fácilmente en ácido fosfórico con agua caliente. [7]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Havelange, Sébastien; Lierde, Nicolás; Germeau, Alain; Martín, Emmanuel; Ellos, Tibaut; Sonveaux, Marc; Toussaint, Claudia; Schrödter, Klaus; Bettermann, Gerhard; Staffel, Thomas; Wahl, Friedrich; Klein, Thomas; Hofmann, Thomas (2022). "Ácido fosfórico y fosfatos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . págs. 1–55. doi :10.1002/14356007.a19_465.pub4. ISBN 9783527303854.ID S2C  246266565.
  2. ^ R. Klement (1963). "Ortofosfatos condensados". En G. Brauer (ed.). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2.ª ed . Vol. 2. Nueva York, NY: Academic Press. pág. 546.
  3. ^ Korte, Carsten; Conti, Fosca; Wackerl, Jürgen; Lehnert, Werner (2016), Li, Qingfeng; Aili, David; Hjuler, Hans Aage; Jensen, Jens Oluf (eds.), "Ácido fosfórico y sus interacciones con polímeros de tipo polibencimidazol", Pilas de combustible de membrana de electrolito polimérico de alta temperatura , Cham: Springer International Publishing, págs. 169-194, doi :10.1007/978-3-319-17082-4_8, ISBN 978-3-319-17081-7, consultado el 11 de febrero de 2023
  4. ^ Yadav, Prerna; Blacque, Olivier; Roodt, Andreas; Zelder, Felix (2021). "Detección basada en actividad de ajuste inducido: un estudio mecanicista de la detección de pirofosfato con un complejo Fe-salen "flexible". Fronteras de la química inorgánica . 8 (19): 4313–4323. doi :10.1039/d1qi00209k. PMC 8477187 . PMID  34603734. 
  5. ^ Corbridge, D. (1995). "Capítulo 3: Fosfatos". Estudios de química inorgánica vol. 20. Elsevier Science BV págs. 169–305. doi :10.1016/B978-0-444-89307-9.50008-8. ISBN 0-444-89307-5.
  6. ^ Hoja de datos de seguridad del material: Hoja de datos de seguridad del ácido pirofosfórico www.sciencelab.com
  7. ^ Beck, Lewis Caleb (1834). Un manual de química: contiene una visión condensada del estado actual de la ciencia, con abundantes referencias a tratados más extensos, artículos originales, etc. EW & C Skinner. pág. 160. Consultado el 30 de enero de 2015 .

Enlaces externos