ACIDE PHOSPHONIQUE (ACIDE PHOSPHOREUX)

L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est le composé décrit par la formule H3PO3.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est diprotique (ionise facilement deux protons), et non triprotique comme pourrait le suggérer cette formule.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est un intermédiaire dans la préparation d'autres composés du phosphore.

CAS : 13598-36-2
MF : H3O3P
MW : 82
EINECS : 237-066-7

Synonymes
Acide phosphoreux, extra pur, 98 % ; Trihydroxyde de phosphore ; Trihydroxyde de phosphore ; Trihydroxyphosphine ; ACIDE PHOSPHOREUX, RÉACTIF ; Phosphonsure ; Acide phosphoreux, 98 %, extra pur ; AURORA KA-1076

Les dérivés organiques de l'acide phosphonique (acide phosphoreux), composés de formule RPO3H2, sont appelés acides phosphoniques.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est un intermédiaire dans la préparation d'autres composés du phosphore.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est une matière première pour préparer des phosphonates pour le traitement de l'eau tels que le contrôle du fer et du manganèse, l'inhibition et l'élimination du tartre, le contrôle de la corrosion et la stabilisation du chlore.
Les sels de métaux alcalins (phosphites) de l'acide phosphonique (acide phosphoreux) sont largement commercialisés soit comme fongicide agricole, soit comme source supérieure de nutrition végétale en phosphore.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est utilisé pour stabiliser les mélanges destinés aux matières plastiques.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est utilisé pour inhiber la température élevée des surfaces métalliques sujettes à la corrosion et pour produire des lubrifiants et des additifs lubrifiants.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux), H3PO3, est diprotique (ionise facilement deux protons), et non triprotique comme le suggère cette formule.

L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est utilisé comme intermédiaire dans la préparation d'autres composés phosphorés.
Étant donné que la préparation et les utilisations de « l'acide phosphoreux » concernent en réalité davantage le tautomère majeur, l'acide phosphonique (acide phosphoreux), il est plus souvent appelé « acide phosphoreux ».
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) a pour formule chimique H3PO3, qui s'exprime mieux sous la forme HPO(OH)2 pour montrer son caractère diprotique.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) s'est avéré être un tautomère stable.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est un oxoacide phosphoreux.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est un acide conjugué d'un dihydrogénophosphite.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est un tautomère d'un acide phosphonique.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) se présente sous la forme d'un solide cristallin blanc ou jaune (point de fusion 70,1 °C) ou d'une solution du solide.
Densité 1,651 g/cm3.
Le contact peut irriter gravement la peau, les yeux et les muqueuses.
Toxique par ingestion, inhalation et absorption cutanée.

Propriétés chimiques de l'acide phosphonique (acide phosphoreux)
Point de fusion : 73 °C
Point d'ébullition : 200 °C
Densité : 1,651 g/mL à 25 °C (lit.)
Pression de vapeur : 0,001 Pa à 20 ℃
Fp : 200 °C
Température de stockage : 0-6 °C
Solubilité : DMSO (légèrement), méthanol (légèrement), eau (avec parcimonie)
Forme : cristaux
pka : pK1 1,29 ; pK2 6,74 (à 25℃)
Densité relative : 1,651
Couleur : Blanc
PH : pKa1 = 1,10, pKa2 = 6,33 (25℃)
Solubilité dans l'eau : SOLUBLE
Sensibilité : Sensible à l'air et hygroscopique
Merck : 14,7346
Stabilité : Stable. Incompatible avec les bases fortes. Hygroscopique.
Référence de la base de données CAS : 13598-36-2 (référence de la base de données CAS)
Référence de chimie NIST : (HO)2HPO(13598-36-2)
Système de registre des substances de l'EPA : Acide phosphonique (acide phosphoreux) (13598-36-2)

L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est un solide déliquescent cristallin blanc qui peut être préparé par l'action de l'eau sur l'oxyde de phosphore (III) ou le chlorure de phosphore (III).
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est un acide dibasique produisant les anions H2PO3- et HPO3 2- dans l'eau.
L'acide et ses sels sont des agents réducteurs lents.
Lorsqu'il est chauffé, l'acide phosphonique se décompose en phosphine et en acide phosphorique (V).
L'acide phosphoreux est utilisé pour préparer des sels de phosphite.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est généralement vendu sous forme de solution aqueuse à 20 %.

Propriétés physiques
Masse cristalline blanche ; déliquescente ; odeur d'ail ; densité 1,651 g/cm3 à 21°C ; fond à 73,6°C ; se décompose à 200°C en phosphine et acide phosphorique ; soluble dans l'eau, environ 310 g/100 ml ; K1 5,1x10-2 et K2 1,8x10-7 ; soluble dans l'alcool.

Utilisations
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est utilisé pour produire le sel de phosphate fertilisant comme le phosphite de potassium, le phosphite d'ammonium et le phosphite de calcium.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) participe activement à la préparation de phosphites comme l'acide aminotris (méthylènephosphonique) (ATMP), l'acide 1-hydroxyéthane 1,1-diphosphonique (HEDP) et l'acide 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylique (PBTC), qui trouvent une application dans le traitement de l'eau comme inhibiteur de tartre ou de corrosion.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est également utilisé dans les réactions chimiques comme agent réducteur.
Le sel de l'acide phosphonique (acide phosphoreux), le phosphite de plomb, est utilisé comme stabilisateur de PVC.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est également utilisé comme précurseur dans la préparation de la phosphine et comme intermédiaire dans la préparation d'autres composés du phosphore.
Largement utilisé comme matière première pour fabriquer du sel d'acide phosphoreux, utilisé comme matière première pour la fabrication de stabilisateurs de plastique dans l'industrie du plastique, utilisé comme réducteur dans les réactions chimiques, également utilisé dans l'industrie des oléfines, l'industrie chimique agricole, etc.

L'utilisation la plus importante de l'acide phosphonique (acide phosphoreux) est la production de phosphite de plomb basique, qui est un stabilisant dans le PVC et les polymères chlorés apparentés.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est utilisé dans la production de stabilisateur PVC à base de phosphonate de plomb basique, d'acide aminométhylène phosphonique et d'acide hydroxyéthane diphosphonique.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est également utilisé comme agent réducteur puissant et dans la production de fibres synthétiques, de pesticides organophosphorés et de l'agent de traitement de l'eau très efficace ATMP.
Les matériaux ferreux, y compris l'acier, peuvent être quelque peu protégés en favorisant l'oxydation (« rouille ») puis en convertissant l'oxydation en métalophosphate en utilisant de l'acide phosphonique (acide phosphoreux) et en les protégeant davantage par un revêtement de surface.

L'acide phosphonique (acide phosphoreux) peut être utilisé comme l'un des composants de réaction pour la synthèse des éléments suivants :
acides α-aminométhylphosphoniques via une réaction multicomposante de type Mannich
acides 1-aminoalcanephosphoniques via une amidoalkylation suivie d'une hydrolyse
acides α-aminophosphoniques N-protégés (phospho-isostères d'acides aminés naturels) via une réaction d'amidoalkylation

Utilisations industrielles
Ce collecteur a été développé récemment et a été utilisé principalement comme collecteur spécifique pour la cassitérite provenant de minerais à composition de gangue complexe.
Sur la base de l'acide phosphonique (acide phosphoreux), Albright et Wilson ont développé une gamme de collecteurs principalement destinés à la flottation des minéraux oxydés (c'est-à-dire la cassitérite, l'ilménite et le pyrochlore).
On sait très peu de choses sur les performances de ces collecteurs.
Des études limitées menées sur des minerais de cassitérite et de rutile ont montré que certains de ces collecteurs produisent une mousse volumineuse mais sont très sélectifs.

Préparation
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) peut être préparé par la réaction du trichlorure de phosphore avec de l'eau :
PCl3 + 3H2O → H3PO4 + 3HCl
La réaction est violente.
L'ajout de PCl3 doit être extrêmement prudent et lent.
L'ajout peut être effectué en toute sécurité en présence de HCl concentré.
En variante, un flux d'air contenant de la vapeur de PCl3 est passé dans de l'eau glacée et des cristaux solides de H3PO4 se forment.
Alternativement, l'acide phosphonique (acide phosphoreux) peut être préparé en ajoutant du trichlorure de phosphore à l'acide oxalique anhydre :
PCl3 + 3(COOH）2 → H3PO3 + 3CO + 3CO2 + 3HCl
Dans cette réaction, tous les produits sauf H3PO3 s'échappent sous forme de gaz quittant l'acide liquide.
La dissolution du sesquioxyde de phosphore dans l'eau forme également de l'acide phosphonique (acide phosphoreux).
Lorsqu'il est agité avec de l'eau glacée, l'acide phosphoreux est le seul produit.
P4O6 + 6H2O → 4H3PO3
Cependant, dans l'eau chaude, une partie de l'acide phosphonique (acide phosphoreux) se disproportionne en acide phosphorique et en phosphore ou en phosphine.

Préparation
A l'échelle industrielle, l'acide est préparé par hydrolyse du trichlorure de phosphore avec de l'eau ou de la vapeur :

PCl3 + 3 H2O → HPO(OH)2 + 3 HCl
HPO(OH)2 pourrait être produit par l'hydrolyse du trioxyde de phosphore :

P4O6 + 6 H2O → 4 HPO(OH)2

Réactions
Propriétés acido-basiques
L'acide phosphoreux a un pKa compris entre 1,26 et 1,3.

HP(O)(OH)2 → HP(O)2(OH)− + H+ pKa = 1,3
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) est un acide diprotique, l'ion hydrogénophosphite, HP(O)2(OH)− est un acide faible :

HP(O)2(OH)− → HPO2−3 + H+ pKa = 6,7
La base conjuguée HP(O)2(OH)− est appelée hydrogénophosphite, et la seconde base conjuguée, HPO2−3 est l'ion phosphite.

L'atome d'hydrogène lié directement à l'atome de phosphore n'est pas facilement ionisable.

Les examens de chimie testent souvent l'appréciation des étudiants sur le fait que les trois atomes d'hydrogène ne sont pas tous acides dans des conditions aqueuses, contrairement à H3PO4.

Propriétés redox
Lors d'un chauffage à 200 °C, l'acide phosphonique (acide phosphoreux) se disproportionne en acide phosphorique et en phosphine :

4 H3PO3 → 3 H3PO4 + PH3
Cette réaction est utilisée pour les préparations de PH3 à l'échelle du laboratoire.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) s'oxyde lentement à l'air en acide phosphorique.

L'acide phosphonique (acide phosphoreux) et ses formes déprotonées sont tous deux de bons agents réducteurs, bien qu'ils ne réagissent pas nécessairement rapidement.
Ils sont oxydés en acide phosphorique ou en ses sels.
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) réduit les solutions de cations de métaux nobles en métaux.
Lorsque l'acide phosphonique (acide phosphoreux) est traité avec une solution froide de chlorure mercurique, un précipité blanc de chlorure mercureux se forme :

H3PO3 + 2 HgCl2 + H2O → Hg2Cl2 + H3PO4 + 2 HCl
Le chlorure mercureux est réduit davantage par l'acide phosphoreux en mercure lors du chauffage ou du repos :

H3PO3 + Hg2Cl2 + H2O → 2 Hg + H3PO4 + 2 HCl

Profil de réactivité
L'acide phosphonique (acide phosphoreux) se décompose lorsqu'il est chauffé pour former de la phosphine, un gaz qui s'enflamme généralement spontanément dans l'air.

Absorbe l'oxygène de l'air pour former de l'acide phosphorique.

Forme des dépôts jaunes en solution aqueuse qui sont spontanément inflammables lors du séchage.

Réagit de manière exothermique avec les bases chimiques (par exemple : les amines et les hydroxydes inorganiques) pour former des sels.
Ces réactions peuvent générer des quantités dangereusement importantes de chaleur dans des espaces restreints.
La dissolution dans l'eau ou la dilution d'une solution concentrée avec de l'eau supplémentaire peut générer une chaleur importante.

Réagit en présence d'humidité avec les métaux actifs, y compris les métaux structurels tels que l'aluminium et le fer, pour libérer de l'hydrogène, un gaz inflammable.
Peut initier la polymérisation de certains alcènes.
Réagit avec les composés cyanurés pour libérer du cyanure d'hydrogène gazeux.
Peut générer des gaz inflammables et/ou toxiques au contact des dithiocarbamates, des isocyanates, des mercaptans, des nitrures, des nitriles, des sulfures et des agents réducteurs puissants.
D'autres réactions génératrices de gaz se produisent avec les sulfites, les nitrites, les thiosulfates (pour donner du H2S et du SO3), les dithionites (pour donner du SO2) et les carbonates (pour donner du CO2).

Danger pour la santé
TOXIQUE ; l'inhalation, l'ingestion ou le contact cutané avec le matériau peut provoquer des blessures graves ou la mort.
Le contact avec la substance fondue peut provoquer de graves brûlures de la peau et des yeux.
Éviter tout contact avec la peau.
Les effets du contact ou de l'inhalation peuvent être retardés.
Le feu peut produire des gaz irritants, corrosifs et/ou toxiques.
Le ruissellement des eaux de lutte contre l'incendie ou de dilution peut être corrosif et/ou toxique et entraîner une pollution.