можно ли растворить H3PO4 в неполярном растворителе?

[timn]

Уважаемые форумчане!

Стоит задача получить такой раствор ортофосфорной кислоты (ОФК), чтобы в растворителе молекула ОФК
не отбросила свои протоны.
Растолкуйте, пожалуйста, реально ли подобрать какой то (как можно более неполярный?) растворитель чтобы
с его помощью можно было приготовить такой раствор ОФК?

Спасибо!!!

[S324]

зачем?

[timn]

зачем?

Прошу прощения, забыл указать

Нужно померять ее ИК спектр с неотброшенными протонами в области 3000 см-1 и выше...

[amik]

timn, а где вы найдете чистую ортофосфорную? Про то, что органическая химия здесь не при чем, тоже намекнем

[timn]

timn, а где вы найдете чистую ортофосфорную?

Действительно, задача усложняется тем, что реально стартовать нужно из водного раствора ОФК (правильно я Вас понял?),
а потом "заместить" в нем воду "искомым" растворителем (конденсации/вымораживания/... ?)...

Про то, что органическая химия здесь не при чем, тоже намекнем

Я выбрал этот раздел только потому, что (поправьте, если я ошибаюсь):
* в полярном растворителе ОФК протоны наверняка отбросит,
* неполярный растворитель скорее всего будет жидкостью из органических молекул...
Спасибо.

[Polychemist]

Вас могут спасти углеводороды. Дело даже не столько в полярности, сколько в отсутствии донорных гетероатомов. Например, неполярный диоксан янво не пойдет. Скорее всего ароматика (бензол, толуол, ксилолы), т.к. они дают азеотроп с водой и можно надеяться, что раствор удастся высушить от остатков воды долгой азеотропной отгонкой. Переходить к ароматике лучше через промежуточный растворитель типа ИПС, диоксан..., т.е. делать тройную гомогенную систему, из которой перегонкой удалять всё, кроме ароматики. И в итоге всё равно размышлять - а не олигомеризнулась ли фосфорная...

[avor]

боюсь что с УВ даже так называемая безводная ОФК даст двухфазную систему, а взаимная растворимость будет настолько ничтожной, что ее будет недостаточно для анализа.

Я бы на месте автора глянул бы в сторону газофазных состояний. Какой нибудь аэрозоль P2O5 во влажном воздухе при высоких температурах(типа выше 300 градусов)

А вообще надо пробовать можно и апротонники полярные попробовать типа ДМСО с P2O5 и водой, а вот полифосфорных не знаю как контролировать(наверное по осмосу) а ионизированность кондуктометрически.

[timn]

Дело даже не столько в полярности, сколько в отсутствии донорных гетероатомов. Например, неполярный диоксан янво не пойдет.

а разве диоксан - это не 6-членное колечко, в котором обе валентные связи кислорода идут на углерод? - как то я не совсем понимаю,
где у него донорные атомы (т.е. потенциальные доноры протона, верно?)

[timn]

А вообще надо пробовать можно и апротонники полярные попробовать типа ДМСО с P2O5 и водой

Вот! А может можно сначала приготовить раствор "апротоник (много) + вода (мало)", а затем добавить туда осушителя
типа P₄O₁₀ - и пускай себе превратит всю водичку в H₃PO₄ !?

[Polychemist]

В диоксане ДВА очень донорных кислорода, протоны с ними завяжутся прекрасно. С ДМСО также будут прекрасные Н-связи - они Вам надо? Да, в УВ, да и в чём-то другом, шанс получить мономерную кислоту только при очень низких концентрациях... Ну а далее многопроходная кювета...

[SkydiVAR]

А вообще надо пробовать можно и апротонники полярные попробовать типа ДМСО с P2O5 и водой

Вот! А может можно сначала приготовить раствор "апротоник (много) + вода (мало)", а затем добавить туда осушителя
типа P₄O₁₀ - и пускай себе превратит всю водичку в H₃PO₄ !?

Проблема в том, что фосфорный ангидрид превратится в полифосфорные кислоты... Ортофосфорная получится только при большом избытке воды. Вы не задумывались, почему серная продажная - 98-100%, а ортофосфорная только 85%? Потому, что при дальнейшем концентрировании будет смесь ортофоски и полифосфорных.

[Phobos]

Мне всегда казалось, что 85% концентрация ортофосфорной диктуется соображениями вязкости реагента - при большей концентрации ее выливать трудно. По идее, если взять ортофосфорную уже в разбавленном растворе органики типа ТГФ или диоксана и там прореагировать ее со стехиометрическим количеством P2O5, то возможно, что низкая концентрация помешает олигомеризации к-ты.
И еще - у меня смутные воспоминания, что кислородные атомы сульфонов - относительно хреновые акцепторы протонов. Может попробовать что-то типа сульфолана?

[amik]

Мне всегда казалось, что 85% концентрация ортофосфорной диктуется соображениями вязкости реагента - при большей концентрации ее выливать трудно.

Вязкость это как раз побочный эффект полимеризации.

[timn]

По идее, если взять ортофосфорную уже в разбавленном растворе органики типа ТГФ или диоксана и там прореагировать ее со стехиометрическим количеством P2O5, то возможно, что низкая концентрация помешает олигомеризации к-ты.
И еще - у меня смутные воспоминания, что кислородные атомы сульфонов - относительно хреновые акцепторы протонов. Может попробовать что-то типа сульфолана?

Позвольте уточнить - а насколько просто достать "ортофосфорную уже в разбавленном растворе органики" ?
Или Вы имеете ввиду смешать водный раствор ОФК с ТГФ или диоксаном, а потом "выудить" оттуда воду при помощи P2O5 ?
И еще - праивльно ли я понимаю, что наиболее распространенная "форма жизни" ОФК в лабораториях - это в виде водного раствора ?

P.S. Взгляните, пожалуйста, на прикрепленную пару страниц из книги "Solvents and Solvent Effects in Organic Chemistry" - правильно ли
я понимаю, что они вполне подтверждают Ваши воспоманания о сульфолане ?

[Любитель_Манниха]

Не, ну если взять рассчитанное количество воды в качестве разбавленного раствора в органическом растворителе и по пылинке при эффективном перемешивании прибавлять P2O5 Только придётся это делать очень долго и нудно. И либо в сухом боксе, либо через стеклянный переходник присыпать из одной колбы в другую, при этом вряд ли получится по песчинке

[Phobos]

Или Вы имеете ввиду смешать водный раствор ОФК с ТГФ или диоксаном, а потом "выудить" оттуда воду при помощи P2O5 ?
И еще - праивльно ли я понимаю, что наиболее распространенная "форма жизни" ОФК в лабораториях - это в виде водного раствора ?

1.Да, медленным добавлением оксида при перемешивании.
2. Да, именно так.

Насчет таблицы - я не уверен, что есть прямая связь между дипольным моментом молекулы и плотностью пары электронов на кислороде (именно она определяет склонность к образованию связей с протоном). Я также точно не помню, откуда у меня убеждение, что сульфоновые кислороды плохие доноры электронов.

[timn]

...водный раствор ОФК с ТГФ или диоксаном, а потом "выудить" оттуда воду при помощи P2O5...

...сульфоновые кислороды плохие доноры электронов.

Списибо за ответ!

Теперь вроде бы остается разобраться, какой все таки растворитель брать... Предложенный Вами сульфолан вызывает симпатию,
так как он относится к "4-му классу по Бронстеду" (см. вложенные таблички, хотя я думаю, что они всем здесь и так
достаточно известны ) (полярный, не-кислотный, не-щелочной). В то же время, ТГФ и диоксан относятся к 7-му классу (слабополярные,
не-кислотные, оснОвные)...

я не уверен, что есть прямая связь между дипольным моментом молекулы и плотностью пары электронов на кислороде (именно она определяет склонность к образованию связей с протоном)

Конечно! но я думал, что для возможности растворить достаточное колличество ОФК желательно взять
как можно более полярный растворитель, или я ошибаюсь ?
Насчет акцептора протона: как Вы думаете, может мне стОит тогда просто взять все молекулы из таблички sol1.pdf (см. предыдущий пост) да
и расчитать при помощи квантовой химии их энергии H-связывания с ОФК ? А потом сделать "рейтинг"?...

[Phobos]

ДУмаю, что попробовать на небольшом количестве займет меньше времени, чем заниматься квантохимическими рассчетами. И даст результат практический, а не теоретический результат.

[Vittorio]

а какой концентрации надо достичь?
вот тут люди пишут, что в принципе дихлорметаном можно немного выэкстрагировать фосфорную из водной фазы (вместе с некоторым кол-вом воды, разумеется). ИМХо, можно отсюда начинать думать...

[Upstream]

Нужно померять ее ИК спектр с неотброшенными протонами в области 3000 см-1 и выше...

Два из трёх у Вас и так не отброшены, Вы хотите навязать третьему ковалентное состояние и увидеть разницу в ИК? Типа появления новой полосы поглощения О-Н? На английском это называется "Next to impossible". Из-за быстрого обмена в растворе и усреднения водородных связей картина будет невнятной, к тому же её нужно будет с чем-то сравнить, чтобы интерпретировать. И с чем именно, мне лично не ясно.
Шансов больше поймать какие-то нюансы в изменениях тонкой структуры расщепления сигнала в неразвязаном фосфорном ЯМР-спектре (в частности, геминальных констант Р-О-Н) . ³¹Р-спектр можно записать и в серной кислоте как растворителе, где недиссоциированная форма ОФК таки должна существовать.
А для начала, просмотрите классические издания по P(V), чтобы ненароком не изобрести велосипед.
Успехов!