Ácido Fosforoso (H3PO3): Propiedades, Riesgos y Usos
El ácido fosforoso, también llamado ácido ortofosforoso, es un compuesto químico de formula H3PO3. Es uno de los varios ácidos oxigenados del fósforo y su estructura se presenta en la figura 1 (EMBL-EBI, 2015).
Dada la fórmula del compuesto, esta puede ser reescrita como HPO(OH)2. Esta especie existe en equilibrio con un tautómero menor P(OH)3 (Figura 2).
Las recomendaciones de IUPAC, 2005 son que este último se llama ácido fosforoso, mientras que la forma dihidroxi se llama ácido fosfónico. Solamente los compuestos reducidos del fósforo se deletrean con una terminación “oso”.
El ácido fosforoso es un ácido diprótico, esto quiere decir que solamente tiene la capacidad de ceder dos protones. Esto es debido a que el tautómero mayoritario es el H3PO3. Cuando esta forma pierde un protón, la resonancia estabiliza los aniones formados, como muestra la figura 3.
El tautómero P(OH)3 (figura 4) no tiene el beneficio de la estabilización por resonancia. Esto hace que la eliminación del tercer protón sea mucho más difícil (Why is phosphorous acid diprotic and not triprotic?, 2016).
El ácido fosfórico (H3PO3) forma sales llamadas fosfitos, que son utilizadas como agentes reductores (Britannica, 1998). Se prepara disolviendo hexóxido tetrafosfórico (P4O6) según la ecuación:
P4O6 + 6 H2O → 4 HPO(OH)2
El ácido fosforoso puro, H3PO3, se prepara mejor por hidrólisis de tricloruro de fósforo, PCl3.
PCl3 + 3H2O → HPO(OH)2 + 3HCl
La solución resultante se calienta para expulsar el HCl, y el agua restante se evapora hasta que aparece 3PO3 cristalino incoloro al enfriarse. El ácido también puede obtenerse por acción de agua sobre PBr3 o PI3 (Zumdahl, 2018).
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El ácido fosforoso son cristales tetraédricos higroscópicos de color blanco o amarillo, con un aroma similar al ajo.
El H3PO3 tiene un peso molecular de 82,0 g/mol y una densidad de 1,651 g/ml. El compuesto tiene un punto de fusión de 73 °C y se descompone por encima de los 200 °C. El ácido fosforoso es soluble en agua, pudiéndose disolver 310 gramos por cada 100 ml de este solvente. También es soluble en etanol.
Además, es un ácido fuerte con un pKa entre 1,3 y 1,6 (Royal Society of Chemistry, 2015).
Calentar ácido fosforoso a aproximadamente 200ºC hace que se desproporcione en ácido fosfórico y fosfina (PH3). La fosfina, un gas que normalmente se enciende espontáneamente en el aire.
4H3PO3 + calor → PH3 + 3H3PO4
- El ácido fosforoso no es un compuesto estable.
- Absorbe oxígeno del aire para formar ácido fosfórico.
- Forma depósitos amarillos en solución acuosa que son espontáneamente inflamables al secarse.
- Reacciona exotérmicamente con bases químicas (por ejemplo: aminas e hidróxidos inorgánicos) para formar sales.
- Estas reacciones pueden generar cantidades peligrosamente grandes de calor en espacios pequeños.
- La disolución en agua o la dilución de una solución concentrada con agua adicional puede generar calor significativo.
- Reacciona en presencia de humedad con metales activos, incluyendo metales estructurales tales como aluminio y hierro, para liberar hidrógeno, un gas inflamable.
- Puede iniciar la polimerización de ciertos alquenos. Reacciona con compuestos de cianuro para liberar cianuro de hidrógeno gaseoso.
- Puede generar gases inflamables y / o tóxicos en contacto con ditiocarbamatos, isocianatos, mercaptanos, nitruros, nitrilos, sulfuros y agentes reductores fuertes.
- Se producen reacciones adicionales generadoras de gas con sulfitos, nitritos, tiosulfatos (para dar H2S y SO3), ditionitos (para dar SO2) y carbonatos (para dar CO2) (PHOSPHOROUS ACID, 2016).
- El compuesto es corrosivo para los ojos y la piel.
- El contacto con los ojos puede resultar en daño corneal o ceguera.
- El contacto con la piel puede producir inflamación y ampollas.
- La inhalación de polvo producirá irritación del tracto gastrointestinal o respiratorio, caracterizada por ardor, estornudos y tos.
- Una sobreexposición severa puede producir daño pulmonar, asfixia, pérdida del conocimiento o muerte (Material Safety Data Sheet Phosphorous acid , 2013).
- Asegurarse de que el personal médico esté al tanto de los materiales involucrados y tome precauciones para protegerse.
- Se debe mover a la víctima a un sitio fresco y llamar al servicio médico de emergencia.
- Se debe dar respiración artificial si la víctima no está respirando.
- No se debe usar el método de boca a boca si la víctima ha ingerido o inhalado la sustancia.
- Se realiza la respiración artificial con la ayuda de una máscara de bolsillo equipada con una válvula unidireccional u otro dispositivo médico respiratorio adecuado.
- Se debe administrar oxígeno si la respiración es difícil.
- Se debe retirar y aislar la ropa y los zapatos contaminados.
- En caso de contacto con la sustancia, enjuagar inmediatamente la piel o los ojos con agua corriente durante al menos 20 minutos.
- Para un menor contacto con la piel, se debe evitar esparcir el material sobre la piel no afectada.
- Mantenga a la víctima tranquila y caliente.
- Los efectos de la exposición (inhalación, ingestión o contacto con la piel) a la sustancia pueden retrasarse.
El uso más importante del ácido fosforoso es la producción de fosfitos que se utilizan en el tratamiento del agua. El ácido fosfórico también se usa para preparar sales de fosfito, tales como fosfito de potasio.
Los fosfitos han demostrado eficacia en el control de una variedad de enfermedades en las plantas.
En particular, el tratamiento mediante inyección de tronco o foliar que contiene sales de ácido fosforoso, está indicado en respuesta a infecciones por patógenos vegetales de tipo fitoftera y pythium (producen la descomposición de la raíz).
El ácido fosforoso y los fosfitos son utilizados como agentes reductores en el análisis químico. Una nueva síntesis conveniente y escalable de ácidos fenilacéticos, a través de la reducción catalizada por yoduro de ácidos mandélicos, se basa en la generación in situ de ácido yodhídrico a partir de yoduro de sodio catalítico. Para ello se emplea ácido fosfórico como reductor estequiométrico (Jacqueline E. Milne, 2011).
Se utiliza como ingrediente para la producción de aditivos utilizados en la industria del poli (cloruro de vinilo) (Phosphorous acid (CAS RN 10294-56-1), 2017). También los esteres del ácido fosforoso son usados en varias reacciones de la síntesis orgánica (Blazewska, 2009).
- Blazewska, K. (2009). Science of Synthesis: Houben-Weyl Methods of Molecular Transformations Vol 42. Nueva York: Thieme.
- (1998, Julio 20). Phosphorous acid (H3PO3). Recuperado de Encyclopædia Britannica: britannica.com.
- EMBL-EBI. (2015, julio 20 ). phosphonic acid. Recuperado de ebi.ac.uk: ebi.ac.uk.
- Jacqueline E. Milne, T. S. (2011). Iodide-Catalyzed Reductions: Development of a Synthesis of Phenylacetic Acids. Org. Chem. 76 , 9519-9524. organic-chemistry.org.
- Material Safety Data Sheet Phosphorous acid . (2013, Mayo 21). Recuperado de sciencelab: sciencelab.com.
- National Center for Biotechnology Information. (2017, Marzo 11). PubChem Compound Database; CID=107909. Retrieved from PubChem: ncbi.nlm.nih.gov.
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- Why is phosphorous acid diprotic and not triprotic? (2016, Marzo 11). Recuperado de chemistry.stackexchange.
- Zumdahl, S. S. (2018, Agosto 15). Oxyacid. Recuperado de britannica.com.