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아인산

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아인산
Wireframe model of phosphorous acid
Wireframe model of phosphorous acid
Ball and stick model of phosphorous acid
Ball and stick model of phosphorous acid
이름
IUPAC 이름
phosphonic acid
별칭
dihydroxyphosphine oxide,

dihydroxy(oxo)-λ5-phosphane,
dihydroxy-λ5-phosphanone,
orthophosphorous acid,
oxo-λ5-phosphanediol,

oxo-λ5-phosphonous acid
식별자
3D 모델 (JSmol)
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.033.682
EC 번호
  • 237-066-7
1619
KEGG
RTECS 번호
  • SZ6400000
UNII
UN 번호 2834
  • InChI=1S/H3O3P/c1-4(2)3/h4H,(H2,1,2,3) 예
    Key: ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 예
  • InChI=1/H3O3P/c1-4(2)3/h4H,(H2,1,2,3)
    Key: ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYAF
  • OP(=O)O
  • OP(O)O
성질
H3PO3
몰 질량 81.99 g/mol
겉보기 흰색 고체
조해성
밀도 1.651 g/cm3 (21 °C)
녹는점 73.6 °C (164.5 °F; 346.8 K)
끓는점 200 °C (392 °F; 473 K) (분해됨)
310 g/100 mL
용해도 에탄올에 용해됨
산성도 (pKa) 1.1, 6.7
−42.5·10−6 cm3/mol
구조
유사 사면체
위험
주요 위험 피부 자극제
물질 안전 보건 자료 Sigma-Aldrich
GHS 그림문자 GHS05: CorrosiveGHS07: Harmful
신호어 위험
H302, H314
P260, P264, P270, P280, P301+312, P301+330+331, P303+361+353, P304+340, P305+351+338, P310, P321, P330, P363, P405, P501
NFPA 704 (파이어 다이아몬드)
NFPA 704 four-colored diamondFlammability code 0: Will not burn. E.g. waterHealth code 3: Short exposure could cause serious temporary or residual injury. E.g. chlorine gasReactivity code 1: Normally stable, but can become unstable at elevated temperatures and pressures. E.g. calciumSpecial hazards (white): no code
0
3
1
관련 화합물
관련 화합물
H3PO4 (i.e., PO(OH)3)
H3PO2 (i.e., H2PO(OH))
달리 명시된 경우를 제외하면, 표준상태(25 °C [77 °F], 100 kPa)에서 물질의 정보가 제공됨.
아니오아니오 확인 (관련 정보 예아니오아니오 ?)

아인산(亞燐酸, 영어: phosphorous acid)은 화학식이 H3PO3화합물이다. 아인산은 이양성자산(2개의 양성자(H+)를 쉽게 이온화함)이며, 화학식으로부터 유추할 수 있는 삼양성자산이 아니다. 아인산은 다른 인 화합물의 제조에서의 중간생성물이다. 아인산의 유기 유도체로 화학식이 RPO3H2인 화합물을 포스폰산(영어: phosphonic acid)이라고도 한다.

명명법 및 호변이성질화

[편집]

아인산(H3PO3)은 구조식인 HPO(OH)2로 더 명확하게 나타낼 수 있다. 고체 상태에서 HP(O)(OH)
2
는 132 pm의 P–H 결합, 148 pm P=O 결합 및 154 pm의 두 개의 P–O(H) 결합을 가지고 있는 사면체 구조이다. 이 화학종은 극소량의 호변이성질체P(OH)
3
와 평형 상태로 존재한다. 국제 순수·응용 화학 연합(IUPAC)는 후자를 아인산이라고 하는 반면, 다이하이드록시 형태는 포스폰산이라고 한다.[2] 환원된 인 화합물만 철자가 "–ous"로 끝난다.

아인산의 호변이성질화

의 다른 중요한 산소산으로는 인산(H3PO4)과 하이포인산(H
3
PO
2
)이 있다. 환원된 포스포러스산은 O와 P 사이의 H의 이동을 포함하는 유사한 호변이성질화를 겪는다.

제법

[편집]

아인산(HPO(OH)2)은 산 무수물가수분해 생성물이다.

P
4
O
6
+ 6 H
2
O → 4 HPO(OH)
2

H3PO4와 P4O10사이에서도 유사한 관계가 발견된다.

산업적 규모에서 아인산은 삼염화 인을 물 또는 증기로 가수분해하여 제조된다.[3]

PCl
3
+ 3 H
2
O → HPO(OH)
2
+ 3 HCl

반응

[편집]

산–염기 특성

[편집]

아인산의 pKa는 1.26~1.3 범위이다.[4][5]

HP(O)(OH)
2
→ HP(O)
2
(OH)
+ H+
pKa = 1.3

아인산은 이양성자산이고, 인화수소 이온 HP(O)2(OH)은 약산이다.

HP(O)
2
(OH)
→ HPO2−
3
+ H+
pKa = 6.7

짝염기인 HP(O)2(OH)는 인화수소라고 하고, 두 번째 짝염기인 HPO2−
3
아인산염 이온이다.[6] (국제 순수·응용 화학 연합(IUPAC)의 권장 사항은 각각 포스폰산 수소(hydrogen phosphonate) 및 포스폰산염(phosphonate)이다.)

인 원자에 직접 결합된 수소 원자는 쉽게 이온화되지 않는다. 화학 시험에서 종종 H
3
PO
4
와 달리 3개의 수소 원자가 수용액 상태에서 모두 산성이 아니라는 사실에 대한 학생들의 인식을 테스트한다.

산화환원 특성

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아인산을 200 °C에서 가열하면 인산포스핀으로 불균형이 일어난다.[7]

4 H
3
PO
3
→ 3 H
3
PO
4
+ PH
3

이 반응은 PH3의 실험실 규모의 제조에 사용된다.

아인산은 공기 중에서 천천히 인산으로 산화된다.[3]

아인산과 그것의 탈양성자화된 형태는 모두 반응이 빠르지는 않지만 좋은 환원제이다. 이들은 인산 또는 그 염으로 산화된다. 귀금속 양이온의 용액을 금속으로 환원시킨다. 아인산을 차가운 염화 수은 용액으로 처리하면 염화 수은의 흰색 침전물이 형성된다.

H3PO3 + 2 HgCl2 + H2O → Hg2Cl2 + H3PO4 + 2 HCl

염화 수은을 가열 또는 방치시에 아인산에 의해 추가로 수은으로 환원된다.

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

리간드로 역할

[편집]

아인산을 d6 입체 배치의 금속으로 처리하면 다른 희귀한 P(OH)3 호변이성질체로 배위되는 것으로 알려져 있다. 예로는 Mo(CO)5(P(OH)3) 및 [Ru(NH3)4(H2O)(P(OH)3)]2+등이 있다.[8][9]

Mo(CO)의 구조5P(OH)3.[9]

사염화백금산 칼륨과 아인산의 혼합물을 가열하면 발광염인 칼륨 이백금(II) 테트라키스피로아인산염이 생성된다.[10]

2 K2PtCl4 + 8 H3PO3 → K4[Pt2(HO2POPO2H)4] + 8 HCl + 4 H2O

용도

[편집]

아인산(포스폰산)의 가장 중요한 용도는 폴리염화 비닐(PVC) 및 관련 염소화 중합체의 안정제인 염기성 아인산 납을 생성하는 것이다.[3]

그것은 염기성 납 포스페이트 PVC 안정제, 아미노메틸렌 포스폰산 및 하이드록시에테인 다이포스폰산의 생산에 사용된다. 또한 강력한 환원제로 사용되며 아인산, 합성 섬유, 유기 인 계열 살충제 및 고효율 수처리제인 아미노트라이메틸렌포스폰산(ATMP)의 생산에도 사용된다.

강철을 포함한 철 재료는 산화("녹")를 촉진시킨 다음 인산을 사용하여 산화를 금속인산염으로 전환시키고 표면 코팅으로 추가로 보호함으로써 어느 정도 보호될 수 있다.

유기 유도체

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IUPAC 이름(대부분 유기물)은 포스폰산이다. 이 명명법은 일반적으로 단순한 에스터가 아닌 치환된 유도체, 즉 인에 결합된 유기기를 나타내기 위해 보존된다. 예를 들어 (CH3)PO(OH)2메틸포스폰산이며, 이는 메틸포스포네이트 에스터를 형성할 수 있다.

같이 보기

[편집]

각주

[편집]
  1. “Phosphorous acid”. 《pubchem.ncbi.nlm.nih.gov》 (영어). 
  2. 국제 순수·응용 화학 연합 (2005). Nomenclature of Inorganic Chemistry (IUPAC Recommendations 2005). Cambridge (UK): RSCIUPAC. ISBN 0-85404-438-8. Electronic version..
  3. Bettermann, Gerhard; Krause, Werner; Riess, Gerhard; Hofmann, Thomas (2000), 〈Phosphorus Compounds, Inorganic〉, 《울만 공업화학 백과사전(Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry)》, Weinheim: Wiley-VCH, doi:10.1002/14356007.a19_527 .
  4. Larson, John W.; Pippin, Margaret (1989). “Thermodynamics of ionization of hypophosphorous and phosphorous acids. Substituent effects on second row oxy acids”. 《Polyhedron》 8 (4): 527–530. doi:10.1016/S0277-5387(00)80751-2. 
  5. 《CRC Handbook of Chemistry and Physics》 87판. 8–42쪽. 
  6. Novosad, Josef (1994). 《Encyclopedia of Inorganic Chemistry》. John Wiley and Sons. ISBN 0-471-93620-0. 
  7. Gokhale, S. D.; Jolly, W. L. (1967). 〈Phosphine〉. 《Inorganic Syntheses》. Inorganic Syntheses 9. 56–58쪽. doi:10.1002/9780470132401.ch17. ISBN 9780470132401. 
  8. Sernaglia, R. L.; Franco, D. W. (2005). “The ruthenium(II) center and the phosphite-phosphonate tautomeric equilibrium”. 《Inorg. Chem.》 28 (18): 3485–3489. doi:10.1021/ic00317a018. 
  9. Xi, Chanjuan; Liu, Yuzhou; Lai, Chunbo; Zhou, Lishan (2004). “Synthesis of molybdenum complex with novel P(OH)3 ligand based on the one-pot reaction of Mo(CO)6 with HP(O)(OEt)2 and water”. 《Inorganic Chemistry Communications》 7 (11): 1202–1204. doi:10.1016/j.inoche.2004.09.012. 
  10. Alexander, K. A.; Bryan, S. A.; Dickson, M. K.; Hedden, D.; Roundhill (2007). 《Potassium Tetrakis[Dihydrogen Diphosphito(2-)]Diplatinate(II)》. Inorganic Syntheses. 211–213쪽. doi:10.1002/9780470132555.ch61. ISBN 9780470132555. 

더 읽을거리

[편집]
  • Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). 《Inorganic Chemistry》. San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5. 
  • Corbridge., D. E. C. (1995). 《Phosphorus: An Outline of its Chemistry, Biochemistry, and Technology》 5판. Amsterdam: Elsevier. ISBN 0-444-89307-5. 
  • Lee, J.D. (2008년 1월 3일). 《Concise Inorganic Chemistry》. Oxford University Press. ISBN 978-81-265-1554-7.