아인산

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아인산
Wireframe 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
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)
Flammability 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 codeNFPA 704 four-colored diamond
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 유효성 확인 (관련 정보 예아니오아니오)
정보상자 각주

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[편집]

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[편집]

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.