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L'acide phosphoreux est un diacide phosphorique qui joue un rôle crucial en tant qu'intermédiaire dans la synthèse chimique et en tant qu'agent réducteur en chimie industrielle.
Malgré sa structure moléculaire simple, il présente un comportement complexe dû à ses formes tautomères et à ses fortes propriétés réductrices.
Synonymes : acide orthophosphoreux, acide phosphonique, hydrogénophosphonate, acide phosphite
Numéro CAS : 10294-56-1
Caractéristiques structurelles
L'acide phosphoreux (H₃PO₃) existe principalement sous la forme tautomère HPO(OH)₂, plutôt que sous la forme trihydroxyle P(OH)₃, qui est thermodynamiquement moins stable.
La structure comprend :
Un atome de phosphore lié à une double liaison =O, un groupe –H et deux groupes –OH.
La molécule présente une hybridation sp³ autour du phosphore.
Longueurs de liaison :
P=O : ~1,50 Å
P–OH : ~1,60 Å
P–H : ~1,43 Å
Cette structure explique sa nature diprotique (deux hydrogènes ionisables) puisque seuls les atomes d'hydrogène des groupes –OH se dissocient en solution aqueuse.
Propriétés physiques et chimiques
Description du bien
Formule moléculaire H₃PO₃
Masse molaire 82,00 g/mol
Aspect : Solide cristallin blanc
Odeur Inodore
Point de fusion 73–74 °C
Point d'ébullition : Se décompose avant l'ébullition (~200 °C)
Densité 1,65 g/cm³
Solubilité : Facilement soluble dans l'eau, l'alcool et l'éther
pKa₁ 1,3
pKa₂6,7
Hygroscopique Oui
État d'oxydation de P+3
L'acide phosphoreux est thermiquement instable, se décomposant en phosphine (PH₃) et en acide phosphorique (H₃PO₄) lorsqu'il est chauffé.
Préparation et production industrielle
Synthèse en laboratoire
L'acide phosphoreux est généralement produit par hydrolyse du trichlorure de phosphore (PCl₃) :
Cette réaction se déroule en deux étapes :
Formation d'un intermédiaire dichlorure d'acide phosphoreux (HPOCl₂).
Hydrolyse pour produire de l'acide phosphoreux et du chlorure d'hydrogène.
Routes industrielles
Dans l'industrie, l'acide phosphoreux est produit par hydrolyse contrôlée du trichlorure de phosphore ou par réaction du phosphore élémentaire avec de la vapeur d'eau dans des conditions catalytiques.
Une autre méthode industrielle consiste à oxyder le gaz phosphine dans l'eau à des températures modérées.
2 PH3 + 2 O2 → 2 H3PO3
Comportement chimique et réactivité
L'acide phosphorique est un puissant réducteur. Il réduit facilement le nitrate d'argent, le chlorure d'or et d'autres sels métalliques en leurs éléments constitutifs.
Réactions d'oxydoréduction
Exemple : 2 H₃PO₃ → H₃PO₄ + PH₃
Cette dismutation montre une oxydation (+3 → +5) et une réduction (+3 → –3) simultanées du phosphore.
Réaction avec les bases
L'acide phosphoreux forme des sels de phosphite avec les métaux :
Réaction avec les halogènes
Lorsqu'il est traité avec des halogènes, l'acide phosphoreux subit une oxydation pour donner de l'acide phosphorique et des acides halogénés.
H₃PO₃ + Cl₂ + H₂O → H₃PO₄ + 2HCl
Estérification
Il réagit avec les alcools pour former des esters de phosphite :
Ces esters servent d'intermédiaires en chimie organophosphorée.
Caractéristiques spectroscopiques
Spectre IR : Larges bandes d'absorption à 3200–3400 cm⁻¹ (étirement O–H), 1250–1150 cm⁻¹ (étirement P=O).
RMN ¹H : Signaux pour les hydrogènes –OH et P–H ; constante de couplage (J_PH) ≈ 600 Hz.
RMN ³¹P : Résonance unique autour de +3 à +5 ppm.
UV–Vis : Absence d’absorption significative dans le domaine visible.
Propriétés thermodynamiques
Valeur de la propriété
Enthalpie standard de formation (ΔH°f) –1272 kJ/mol
Entropie standard (S°) 125 J·mol⁻¹·K⁻¹
Capacité thermique (Cp) 100 J·mol⁻¹·K⁻¹
L'acide phosphoreux est exothermique lors de sa dissolution dans l'eau en raison des liaisons hydrogène et de l'ionisation.
Comportement acide-base
L'acide phosphorique est diprotique, libérant deux protons en solution aqueuse :
H₃PO₃ ⇌ H ++ H₂PO₃ ⇌ H ++ H₂PO₃⁻ H₂PO₃⁻ ⇌ H ++ HPO₃²⁻
Les ions phosphite résultants sont stables et forment des complexes avec divers cations métalliques (par exemple, Na⁺, Ca²⁺, Zn²⁺).
Chimie de coordination
Les ions phosphite agissent comme ligands bidentates via des atomes d'oxygène ou, occasionnellement, de phosphore.
Les complexes de phosphites de métaux de transition (par exemple, les phosphites de Ni, Co, Cu) présentent des propriétés catalytiques, optiques et magnétiques.
Ces composés de coordination ont des applications dans :
Catalyse homogène
Matériaux ignifuges
Céramiques fonctionnelles
INFORMATIONS DE SÉCURITÉ CONCERNANT L'ACIDE PHOSPHORE
Mesures de premiers secours :
Description des mesures de premiers secours :
Conseils généraux :
Consultez un médecin.
Présentez cette fiche de données de sécurité au médecin traitant.
Éloignez-vous de la zone dangereuse :
En cas d'inhalation :
En cas d'inhalation, transporter la personne à l'air frais.
En cas de non-respiration, pratiquer la respiration artificielle.
Consultez un médecin.
En cas de contact avec la peau :
Retirez immédiatement les vêtements et les chaussures contaminés.
Lavez-vous les mains avec du savon et beaucoup d'eau.
Consultez un médecin.
En cas de contact visuel :
Rincez abondamment à l'eau pendant au moins 15 minutes et consultez un médecin.
Continuez à rincer les yeux pendant le transport à l'hôpital.
En cas d'ingestion :
NE PAS provoquer de vomissements.
Ne jamais rien administrer par voie orale à une personne inconsciente.
Rincez-vous la bouche à l'eau.
Consultez un médecin.
Mesures de lutte contre l'incendie :
Moyens d'extinction :
Moyens d'extinction appropriés :
Utilisez un jet d'eau, une mousse résistante à l'alcool, une poudre chimique sèche ou du dioxyde de carbone.
Risques particuliers liés à la substance ou au mélange
Oxydes de carbone, oxydes d'azote (NOx), chlorure d'hydrogène gazeux
Conseils aux pompiers :
Portez un appareil respiratoire autonome pour la lutte contre les incendies si nécessaire.
Mesures en cas de rejet accidentel :
Précautions individuelles, équipement de protection et procédures d'urgence
Utilisez un équipement de protection individuelle.
Évitez de respirer les vapeurs, les brouillards ou les gaz.
Évacuez le personnel vers des zones sûres.
Précautions environnementales :
Empêcher toute fuite ou déversement supplémentaire si cela peut être fait sans danger.
Ne laissez pas le produit pénétrer dans les canalisations.
Tout rejet dans l'environnement doit être évité.
Méthodes et matériaux de confinement et de nettoyage :
Absorber avec un matériau absorbant inerte et éliminer comme déchet dangereux.
Conserver dans des récipients appropriés et fermés en vue de leur élimination.
Manutention et stockage :
Précautions à prendre pour une manipulation sans danger :
Évitez d'inhaler les vapeurs ou les brouillards.
Conditions de stockage sûr, y compris les éventuelles incompatibilités :
Conserver le récipient bien fermé dans un endroit sec et bien aéré.
Les récipients ouverts doivent être soigneusement refermés et maintenus en position verticale pour éviter les fuites.
Classe de stockage (TRGS 510) : 8A : matières dangereuses combustibles et corrosives
Contrôle de l’exposition/protection individuelle :
Paramètres de contrôle :
Composants avec paramètres de contrôle du lieu de travail
Ne contient aucune substance soumise à des valeurs limites d'exposition professionnelle.
Contrôles d'exposition :
Contrôles techniques appropriés :
Manipuler conformément aux bonnes pratiques d'hygiène et de sécurité industrielles.
Lavez-vous les mains avant les pauses et à la fin de la journée de travail.
Équipement de protection individuelle :
Protection des yeux/du visage :
Lunettes de sécurité bien ajustées.
Écran facial (8 pouces minimum).
Utilisez un équipement de protection oculaire testé et approuvé selon les normes gouvernementales appropriées telles que NIOSH (États-Unis) ou EN 166 (UE).
Protection de la peau :
Manipuler avec des gants.
Les gants doivent être inspectés avant utilisation.
Utilisez des gants appropriés
technique de retrait (sans toucher la surface extérieure du gant) pour éviter tout contact de la peau avec ce produit.
Éliminer les gants contaminés après usage conformément aux lois applicables et aux bonnes pratiques de laboratoire.
Lavez-vous et séchez-vous les mains.
Contact complet :
Matière : caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Matériau testé : Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, Taille M)
contact avec les éclaboussures
Matière : caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Matériau testé : Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, Taille M)
Cela ne doit pas être interprété comme une approbation pour un scénario d'utilisation spécifique.
Protection corporelle :
Combinaison complète de protection contre les produits chimiques. Le type d'équipement de protection doit être choisi en fonction de la concentration et de la quantité de substance dangereuse présente sur le lieu de travail.
Protection respiratoire :
Lorsque l'évaluation des risques montre que les respirateurs purificateurs d'air sont appropriés, utilisez un respirateur à masque complet avec une combinaison polyvalente (États-Unis) ou des cartouches de respirateur de type ABEK (EN 14387) en complément des contrôles techniques.
Si le respirateur est le seul moyen de protection, utilisez un respirateur à adduction d'air à masque complet.
Utilisez des respirateurs et des composants testés et approuvés selon les normes gouvernementales appropriées telles que NIOSH (États-Unis) ou CEN (UE).
Contrôle de l'exposition environnementale
Empêcher toute fuite ou déversement supplémentaire si cela peut être fait sans danger.
Ne laissez pas le produit pénétrer dans les canalisations.
Tout rejet dans l'environnement doit être évité.
Stabilité et réactivité :
Stabilité chimique :
Stable dans les conditions de stockage recommandées.
Matériaux incompatibles :
Agents oxydants puissants :
Produits de décomposition dangereux :
Produits de décomposition dangereux formés en cas d'incendie.
Oxydes de carbone, oxydes d'azote (NOx), chlorure d'hydrogène gazeux.
Considérations relatives à l'élimination :
Méthodes de traitement des déchets :
Produit:
Confiez les surplus et les solutions non recyclables à une entreprise d'élimination agréée.
Contactez un service agréé de gestion des déchets pour vous débarrasser de ce matériau.
Emballages contaminés :
Jeter comme un produit non utilisé
