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L'acide hypophosphoreux (AHP), ou acide phosphinique, est un oxyacide phosphoré et un puissant réducteur de formule moléculaire H₃PO₂.
L'acide hypophosphoreux (AHP) est un composé incolore à bas point de fusion, soluble dans l'eau, le dioxane et les alcools.
Sa formule est généralement écrite H₃PO₂, mais une représentation plus descriptive est HOP(O)H₂, qui met en évidence son caractère monoprotique.
CAS : 6303-21-5
MF : HO₂P
MW : 63,980501
EINECS : 228-601-5
Synonymes : Solution aqueuse d'acide hypophosphoreux à 30 % (m/v) ; Solution aqueuse d'acide hypophosphoreux à 50 % (m/v) ; Acide hypophosphoreux (acide phosphinique) ; Acide hypophosphoreux à 50 % (m/m). Solution aqueuse d'acide hypophosphoreux (liquide corrosif, acide, inorganique, n.s.a.) ; solution aqueuse d'acide hypophosphoreux à 50 % p/p ; solution aqueuse d'acide hypophosphoreux à 50 %
Les sels dérivés de l'acide hypophosphoreux (AHP) sont appelés hypophosphites.
HOP(O)H₂ existe en équilibre avec le tautomère minoritaire HP(OH)₂.
Le tautomère minoritaire est parfois appelé acide hypophosphoreux et le tautomère majoritaire acide phosphinique.
L'acide hypophosphoreux (AHP) est également connu sous le nom d'« hypophosphite ».
L'acide hypophosphoreux (AHP) se présente sous forme d'huile incolore ou de cristaux de déliquescence ; c'est un produit chimique fin important. L'acide hypophosphoreux (AHP) est principalement utilisé comme agent réducteur pour le dépôt chimique sans électrolyse et pour prévenir la décoloration des résines. Il peut également servir de catalyseur pour les réactions d'estérification, de réfrigérant, notamment pour la production d'hypophosphite de sodium de haute pureté.
Plusieurs méthodes de préparation existent, les plus courantes étant l'échange d'ions sur résine et l'électrodialyse.
L'acide hypophosphoreux (AHP) est un puissant réducteur de formule moléculaire H₃PO₂.
Les chimistes inorganiciens désignent l'acide libre par ce nom, bien que sa dénomination IUPAC soit dihydridohydroxidooxidophosphorus, ou encore acide phosphinique.
L'acide hypophosphoreux (AHP) est un composé incolore à bas point de fusion, soluble dans l'eau, le dioxane et les alcools.
Sa formule est généralement écrite H₃PO₂, mais la notation HOP(O)H₂ est plus descriptive et met en évidence son caractère monoprotique. Les sels dérivés de l'acide hypophosphoreux (AHP) sont appelés phosphinates (hypophosphites).
L'acide hypophosphoreux (AHP) a pour formule générale H₄P₂O₆ et se distingue des autres acides oxyphosphorés.
L'acide hypophosphoreux (AHP) présente de nombreuses particularités.
L'acide hypophosphoreux (AHP) se forme, conjointement avec le phosphore et l'acide phosphorique, lors de l'oxydation du phosphore par l'air humide.
Si du phosphore blanc est exposé à l'air et que de l'acétate de sodium est ajouté au liquide obtenu, l'hypophosphate de sodium, Na₂H₂P₂O₆·6H₂O, peu soluble, se sépare.
L'hypophosphate de sodium monohydraté, en revanche, est très soluble et déliquescent à environ 98,7 g/100 ml.
Il se présente sous forme de solide cristallin blanc.
L'acide hypophosphoreux (AHP) est un acide monobasique formant l'anion H₂PO₂⁻ dans l'eau. Le sel de sodium, et par conséquent l'acide, peut être préparé par chauffage du phosphore jaune avec une solution d'hydroxyde de sodium.
L'acide libre et ses sels sont de puissants réducteurs.
Un oxoacide phosphorique constitué d'un atome de phosphore pentavalent lié par des liaisons simples à deux atomes d'hydrogène et à un groupe hydroxyle, et par une double liaison à un atome d'oxygène.
Le précurseur de la classe des acides phosphiniques.
L'acide hypophosphoreux (AHP) est obtenu par réaction de l'hypophosphite de baryum avec l'acide sulfurique, suivie d'une filtration du sulfate de baryum.
Par évaporation de la solution sous vide à 80 °C, puis refroidissement à 0 °C, l'acide hypophosphoreux cristallise.
L'acide hypophosphoreux (AHP) se présente sous forme de liquide huileux incolore ou de cristaux déliquescents à l'odeur acide.
Densité : 1,439 g/cm³.
Point de fusion : 26,5 °C. L'inhalation des vapeurs irrite ou brûle les voies respiratoires.
Le liquide et les vapeurs peuvent irriter ou brûler les yeux et la peau.
L'acide hypophosphoreux (AHP), également appelé acide phosphinique, est un composé inorganique.
L'acide hypophosphoreux (AHP) est un solide cristallin incolore et hygroscopique, modérément soluble dans l'eau.
L'acide hypophosphoreux (AHP) est un composé organophosphoré caractérisé par la présence d'un atome de phosphore lié à un groupe hydroxyle (-OH) et à un atome d'hydrogène, ce qui en fait un acide phosphonique simple.
L'acide hypophosphoreux (AHP) se présente généralement sous forme de liquide incolore à jaune pâle et est soluble dans l'eau et les solvants organiques.
L'acide hypophosphoreux (AHP) est connu pour son rôle d'agent réducteur et est utilisé dans diverses synthèses et applications chimiques, notamment comme stabilisant dans les formulations de polymères et comme précurseur dans la production de dérivés de phosphine.
L'acide hypophosphoreux (AHP) présente une acidité modérée, avec un pKa indiquant sa capacité à céder des protons en solution.
De plus, l'acide hypophosphoreux (AHP) peut participer à diverses réactions chimiques, notamment l'estérification et l'amidation, ce qui le rend polyvalent en synthèse organique.
Par mesure de sécurité, l'acide hypophosphoreux (AHP) doit être manipulé avec précaution, car il peut présenter des risques pour la santé en cas d'exposition. L'acide hypophosphoreux (AHP) est un composé important dans les secteurs industriel et de la recherche en raison de ses propriétés chimiques uniques.
Propriétés chimiques de l'acide hypophosphoreux (AHP)
Point de fusion : -25 °C
Point d'ébullition : 108 °C (759,8513 mmHg)
Densité : 1,206 g/mL à 20 °C (littérature)
Pression de vapeur : < 17 mmHg (20 °C)
Température de stockage : aucune restriction
Solubilité : très soluble dans l'eau, l'éthanol et l'éther éthylique
pKa : pKa1 = 1,1
Aspect : cristaux hygroscopiques ou liquide huileux incolore
Couleur : incolore
pH : pKa1 = 1,00 (25 °C)
Solubilité dans l'eau : soluble
Merck : 13.4894
Stabilité : stable. Incompatible avec les bases fortes. Réagit violemment avec les agents oxydants, les bases fortes, le nitrate de mercure (II) et l'oxyde de mercure (II). Ne pas chauffer à plus de 100 °C.
InChIKey : GQZXNSPRSGFJLY-UHFFFAOYSA-N
Référence CAS : 6303-21-5
Référence NIST : Acide hypophosphoreux (HPA) (6303-21-5)
Enregistrement des substances EPA : Acide hypophosphoreux (HPA) (6303-21-5)
L'acide hypophosphoreux (HPA) se présente sous forme de cristaux déliquescents ou d'huile incolore.
Point de fusion : 26,5 °C. Densité relative : 1,439 (solide, 19 °C).
L'acide hypophosphoreux (HPA) est soluble dans l'eau, l'éthanol et l'éther, et peut être mélangé en toutes proportions avec l'eau, l'éthanol et l'acétone. À l'air libre, l'acide hypophosphoreux (AHP) se liquéfie facilement en un liquide sirupeux, et sa solution aqueuse est acide.
L'acide hypophosphoreux (AHP) est un monoacide. En solution aqueuse, c'est un acide fort (Ka = 10⁻² à 25 °C). Il est relativement stable à température ambiante. Une réaction de dismutation peut avoir lieu à 130 °C, le décomposant en phosphine et en acide phosphoreux :
2H₃PO₂ = H₃PO₄ + PH₃
L'acide hypophosphoreux (AHP) possède un fort pouvoir réducteur. Une solution de sel de métal lourd peut être réduite en métaux tels que Cu²⁺, Hg²⁺ et Ag⁺, par exemple :
(4Ag + H₃PO₂ + 2H₂) = 4Ag + H₃PO₄ + 4H⁺
L'acide hypophosphoreux (AHP) est un oxydant faible. Il peut être réduit en phosphine au contact d'un réducteur plus puissant.
La molécule présente une tautomérisation P(═O)H → P–OH similaire à celle de l'acide phosphoreux ; la forme P(═O) est fortement favorisée.
L'acide hypophosphoreux (AHP) est généralement fourni sous forme de solution aqueuse à 50 %. Chauffé à basse température (jusqu'à environ 90 °C), il réagit avec l'eau pour former de l'acide phosphoreux et du dihydrogène.
H₃PO₂ + H₂O → H₃PO₃ + H₂
Chauffé au-dessus de 110 °C, l'acide hypophosphoreux subit une dismutation en acide phosphoreux et phosphine.
3 H₃PO₂ → 2 H₃PO₃ + PH₃
Cristaux incolores déliquescents ou liquide huileux ; odeur acide ; densité : 1,493 g/cm³ ; point de fusion : 26,5 °C ; point d'ébullition : 130 °C ; très soluble dans l'eau, l'alcool et l'éther. La densité d'une solution aqueuse à 50 % est de 1,13 g/mL.
Réactions
L'acide hypophosphoreux (AHP) est miscible à l'eau en toutes proportions et sa concentration commerciale est de 30 % H₃PO₂.
Les hypophosphites sont utilisés en médecine.
L'acide hypophosphoreux (AHP) est un puissant réducteur ; par exemple, avec le sulfate de cuivre, il forme de l'hydrure cuivreux (Cu₂H₂), un précipité brun qui dégage de l'hydrogène et libère du cuivre par chauffage ; avec le nitrate d'argent, il donne de l'argent finement divisé ; avec l'acide sulfureux, il donne du soufre et un peu de sulfure d'hydrogène ; avec l'acide sulfurique, il donne de l'acide sulfureux, qui réagit comme décrit précédemment ; il forme immédiatement de l'acide manganeux avec le permanganate.
Utilisations
1. L'acide hypophosphoreux (AHP) est utilisé comme agent réducteur pour le placage chimique.
2. L'acide hypophosphoreux (AHP) peut être utilisé pour prévenir la décoloration de la résine d'acide phosphorique.
3. L'acide hypophosphoreux (AHP) est utilisé comme catalyseur d'estérification et comme réfrigérant.
4. L'acide hypophosphoreux (AHP) est utilisé pour produire de l'hypophosphite, des sels de sodium, des sels de manganèse et des sels de fer, généralement utilisés comme substances nutritives.
5. L'acide hypophosphoreux (AHP) est utilisé en médecine et comme agent réducteur pour le dosage de l'arsenic et du tellure, ainsi que pour la séparation du tantale, du niobium et d'autres réactifs.
6. L'acide hypophosphoreux (AHP) est un puissant réducteur. Il peut être utilisé pour la préparation d'hypophosphite de sodium, de phosphate de calcium et d'autres hypophosphites.
7. L'acide hypophosphoreux (AHP) peut être utilisé dans les bains de placage et en pharmacie. Agent réducteur
8. L'acide hypophosphoreux (AHP) est un puissant agent réducteur. Il peut être utilisé dans la synthèse de l'hypophosphite de sodium, du phosphate de calcium et d'autres hypophosphites.
9. L'acide hypophosphoreux (AHP) est largement utilisé comme agent réducteur. Il permet la réduction de l'argent (Ag), du cuivre (Cu), du nickel (Ni), du mercure (Hg) et d'autres métaux en leurs métaux correspondants. Il sert également à la vérification de l'arsenic (As), du niobium (Nb), du tantale (Ta) et d'autres réactifs. Enfin, il peut être utilisé pour la préparation d'hypophosphites de sodium (Na), de potassium (K), de calcium (Ca), de manganèse (Mn), de fer (Fe) et d'autres types.
L'acide hypophosphoreux (AHP) est principalement utilisé pour le nickelage chimique.
L'acide hypophosphoreux (AHP) intervient dans la réduction des sels d'arènediazonium.
L'acide hypophosphoreux (AHP) agit comme additif dans les réactions d'estérification de Fischer.
De plus, l'acide hypophosphoreux (AHP) sert d'agent neutralisant, d'antioxydant, de catalyseur dans les réactions de polymérisation et de polycondensation, et d'agent mouillant. L'acide hypophosphoreux (AHP) est également utilisé dans la formulation de produits pharmaceutiques, la décoloration des polymères, le traitement de l'eau et la récupération des métaux précieux ou non ferreux.
De plus, l'acide hypophosphoreux (AHP) est utilisé comme agent de blanchiment pour les plastiques et les fibres synthétiques, comme décolorant et pour la stabilisation des couleurs lors de la fabrication de produits chimiques et de divers plastiques.
Méthode de préparation :
1. Chauffer une solution d'hydroxyde de phosphore et de baryum pour former le sel de baryum Ba(H₂PO₂)₂·2H₂O. Ajouter de l'acide sulfurique à la solution d'acide hypophosphoreux et de baryum provoque la précipitation des ions Ba²⁺ :
Ba(H₂PO₂)₂ + H₂SO₄ = BaSO₄ + 2H₃PO₂
L'acide hypophosphoreux (AHP) peut être obtenu par évaporation sous pression réduite et cristallisation à basse température. En raison de la faible solubilité du sel de baryum dans ce procédé, la concentration d'acide hypophosphoreux obtenu est faible. Le produit industriel doit être purifié par recristallisation.
2. L'oxyde de baryum (ou la chaux) et une solution de phosphore blanc sont chauffés ensemble pour former du phosphate de baryum secondaire (ou du phosphate de calcium), qui réagit ensuite avec de l'acide sulfurique. L'acide hypophosphoreux (AHP) est filtré et concentré pour obtenir le produit. On peut également utiliser une solution d'hypophosphite de sodium traitée avec une résine échangeuse d'ions de type H.
Cette méthode nécessite une grande quantité de résine et les étapes de régénération et de lavage sont fastidieuses. Son coût dépasse généralement 7 $ la livre et elle convient uniquement à la production de petits lots, mais pas aux applications industrielles à grande échelle.
3. L'acide hypophosphoreux (AHP) est préparé par électrodialyse. La cellule d'électrodialyse est divisée en trois parties : une chambre anodique, une chambre de réactifs et une chambre cathodique. Les intermédiaires sont séparés par une membrane anionique et une membrane cationique. Entre ces deux membranes, on place une solution d'hypophosphite de sodium (concentration de 100 g/L à 500 g/L). La chambre anodique contient une solution diluée d'acide hypophosphoreux (5 g/L) et la chambre cathodique une solution diluée d'hydroxyde de sodium (5 g/L). Un courant continu (3 V à 36 V) est appliqué entre les électrodes. L'anode libère de l'oxygène et produit de l'acide hypophosphoreux (AHP) ; la cathode libère de l'hydrogène et produit de l'hydroxyde de sodium. La durée de la réaction est de 3 à 21 heures.
Les réactions dans la chambre anodique et la chambre cathodique sont les suivantes :
Chambre anodique :
H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻
2OH⁻ ⇌ O₂ + 2H₂O + 4e⁻
H⁺ + H₂PO₂⁻ ⇌ H₃PO₂
Chambre cathodique :
H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻
2H⁺ + 2e⁻ ⇌ H₂
Na⁺ + OH⁻ ⇌ NaOH
La méthode d'électrodialyse pour la préparation de l'acide hypophosphoreux est simple et peu coûteuse en équipement. L'acide hypophosphoreux (AHP) est adapté à la production de masse.
4. À partir d'hypophosphite de sodium de qualité industrielle, les anions Cl⁻ et SO₄²⁻, qui affectent la qualité de l'acide hypophosphoreux, sont éliminés par précipitation. Les ions de métaux lourds sont éliminés de la solution par formation de sulfure. L'utilisation d'une résine échangeuse de cations à acide fort permet ensuite d'obtenir du phosphate secondaire de sodium et un produit de haute pureté. Ce procédé permet de produire du phosphate secondaire de haute qualité, il est techniquement réalisable, simple et facile à mettre en œuvre, et offre une bonne qualité de produit. Il peut répondre aux besoins de l'industrie électronique, de l'industrie de la défense et d'autres secteurs de haute technologie.
Préparation et disponibilité
L'acide hypophosphoreux (AHP) a été synthétisé pour la première fois en 1816 par le chimiste français Pierre Louis Dulong (1785-1838).
L'acide hypophosphoreux (AHP) est préparé industriellement en deux étapes : tout d'abord, le phosphore blanc élémentaire réagit avec des hydroxydes alcalins et alcalino-terreux pour donner une solution aqueuse d'hypophosphites :
P₄ + 4 OH⁻ + 4 H₂O → 4 H₂PO₂⁻ + 2 H₂
Les phosphites formés lors de cette étape peuvent être précipités sélectivement par traitement avec des sels de calcium.
Le produit purifié est ensuite traité avec un acide fort non oxydant (souvent l'acide sulfurique) pour obtenir l'acide hypophosphoreux libre :
H₂PO₂⁻ + H⁺ → H₃PO₂
L'acide hypophosphoreux (AHP) est généralement fourni sous forme de solution aqueuse à 50 %. L'acide anhydre ne peut être obtenu par simple évaporation de l'eau, car il s'oxyde facilement en acide phosphoreux et en acide phosphorique, et également de manière disproportionnée en acide phosphoreux et en phosphine.
L'acide hypophosphoreux (HPA) anhydre pur peut être obtenu par extraction continue de solutions aqueuses à l'éther diéthylique.
