Oxoácido de fósforo

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En química, oxácido de fósforo (o ácido de fósforo) es un nombre genérico para cualquier ácido cuya molécula esté formada por átomos de fósforo, oxígeno e hidrógeno. Existe un número potencialmente infinito de tales compuestos. Algunos de ellos son inestables y no han sido aislados, pero los aniones y grupos orgánicos derivados están presentes en sales y ésteres estables. Los más importantes (en biología, geología, industria e investigación química) son los ácidos fosfóricos, cuyos ésteres y sales son los fosfatos.

En general, cualquier átomo de hidrógeno unido a un átomo de oxígeno es ácido, lo que significa que el grupo –OH puede perder un protón H+
> dejando una carga negativa –O−
 y convirtiendo así el ácido en un oxoanión de fósforo. Cada protón adicional perdido tiene asociada una constante de disociación ácida Ka1, Ka2 K< i>a3,..., a menudo expresado por su cologaritmo (pKa1, pKa2, pKa3,...). Los átomos de hidrógeno unidos directamente al fósforo generalmente no son ácidos.

Clasificación

Los oxoácidos de fósforo se pueden clasificar por el(los) estado(s) de oxidación del(los) átomo(s) de fósforo, que pueden variar de +1 a +5. Los átomos de oxígeno suelen estar en el estado de oxidación -2, pero pueden estar en el estado -1 si la molécula incluye grupos peróxido.

Estado de oxidación +1

Ácido hipofosforo
  • Ácido hipofosforo (o ácido fósfico), H
    3    PO
    2     (o H
    2    PO(OH)    ), un ácido monoprotico (que significa que sólo uno de los átomos de hidrógeno es ácido). Sus sales y ésteres se llaman hipofosfitos o fosfinos.

Estado de oxidación +3

Ácido fósforo
  • Ácido fósforo (o ácido fosfónico), H
    3    PO
    3     (o HPO(OH)
    2    ), un ácido diprotico (con sólo dos hidrógenos ácidos). Sus sales y ésteres se llaman fosfitos o fosfonatos.

Estado de oxidación +4

Ácido hipofosfórico
  • Ácido hipofosfórico, H
    4    P
    2    O
    6     (o (HO)
    2    P    –P(OH)
    2    ). Los cuatro hidrógenos son ácidos. Sus sales y ésteres son hipofosfatos.

Estado de oxidación +5

Los miembros más importantes de este grupo son los ácidos fosfóricos, donde cada átomo de fósforo se une a cuatro átomos de oxígeno, uno de ellos a través de un doble enlace, dispuestos como las esquinas de un tetraedro. Dos o más de estos PO
4 los tetraedros pueden estar conectados por oxígenos compartidos de enlace simple, formando cadenas lineales o ramificadas, ciclos, o estructuras más complejas. Los átomos de oxígeno con enlaces simples que no se comparten se completan con átomos de hidrógeno ácidos. Su fórmula genérica es Hn−x+2PnO3n−x+1, donde n es el número de átomos de fósforo y x es el número de ciclos fundamentales en la estructura de la molécula.

Estos ácidos y sus ésteres y sales ("fosfatos") incluyen algunos de los compuestos de fósforo más conocidos e importantes.

Ácido ortofosfórico, H
3PO
4.

El miembro más simple de esta clase es:

  • Ácido fosfórico apropiado (también llamado ácido ortofosfórico o ácido monofosfórico), H
    3    PO
    4     (o OP(OH)
    3    Un ácido triprótico. Forma sal ortofosfata y ésteres, comúnmente llamados fosfatos.

Los compuestos más pequeños de esta clase con dos o más átomos de fósforo se denominan "ácidos oligofosfóricos", y los más grandes, con cadenas principales lineales –P–O–, se denominan "ácidos polifosfóricos". ;; sin una separación definida entre ambos. Algunos de los miembros más importantes son:

  • Ácido pirofosfórico, H
    4    P
    2    O
    7     (o (HO)
    2    P    -O-P(OH)
    2    Con cuatro hidrógenos ácidos. Forma pirofosfatos.
  • Ácido tripfosfórico (o ácido tripofórico), H
    5    P
    3    O
    10     (o (HO)
    2    P    -O-P(OH)-O-P(OH)
    2    Con cinco hidrógenos ácidos. Forma trífosfatos o trífosfatos.
  • Ácido tetrafosfórico, H
    6    P
    4    O
    13     (o (HO)
    2    P    (–O–P(OH))2-O-P(OH)
    2    Con seis hidrógenos ácidos. Forma tetrafosfatos.

La columna vertebral puede estar ramificada, como en:

  • Ácido fosfórico Triphosphono, H
    6    P
    4    O
    13     o P(O)(–OP(O)(OH)
    2    )3, un isómero ramificado de ácido tetrapolífosfórico.

El PO
4 los tetraedros se pueden conectar para formar cadenas cerradas –P–O–, como en:

  • Ácido trimetafosfórico (o ácido ciclotrifosfórico), H
    3    P
    3    O
    9     (o (HPO)
    3    )
    3    , (–P(O)(OH)–O–)3), una molécula cíclica con tres hidrógenos ácidos. Forma las sales trimetafosfatas y los ésteres.

Ácido metafosfórico es un término general para los ácidos fosfóricos de un solo ciclo, (–P(O)(OH)–O–)n, cuya fórmula elemental es HPO
3.

  • Pyrophosphoric acid H 4P 2O 7
    Ácido pirofosfórico
    H
    4    P
    2    O
    7
  • Tripolyphosphoric acid H 5P 3O 10
    Ácido tripolíforo
    H
    5    P
    3    O
    10
  • Tetrapolyphosphoric acid H6P4O13
    Ácido tetrapolíforo
    H6P4O13
  • Trimetaphosphoric acid H 3P 3O 9
    Ácido trimetafosfórico
    H
    3    P
    3    O
    9

Otro compuesto que puede incluirse en esta clase es

  • Peroxomonofosfórico ácido, H3PO5 (o OP(OH)2(OOH)), que se puede ver como ácido monofosfórico con un grupo de peróxido que reemplaza el átomo de oxígeno en uno de los grupos hidroxilos

Estados de oxidación mixtos

Algunos oxoácidos de fósforo tienen dos o más átomos de P en diferentes estados de oxidación. Un ejemplo es

  • Ácido Isohypophosphoric, H
    4    P
    2    O
    6     (o H(OH)(O)P−O−P(O)(OH)2), un ácido tetraprotico e isómero de ácido hipofosfórico, que contiene P en estado de oxidación +3 y +5
Anhídrido fosfórico
P4O10
Algunos ácidos fosfóricos
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