Википедија

Фосфоволфрамова киселина

хемиско соединение

Фосфоволфрамова киселина е хетерополска киселина со хемиска формулаH
3PW
12O
40]. Формира хидратиH
3[PW
12O
40] · nH
2O. Тоа е нормално изолирано како n = 24 хидрат, но може да се исуши до хексахидрат ( n = 6).[2] EPTA е името на етанолна фосфоволфрамова киселина, нејзиниот алкохолен раствор кој се користи во биологијата. Има изглед на мали, безбојни-сивкави или малку жолто-зелени кристали, со точка на топење 89 °C (24H
2O хидрат). Без мирис е и растворлив во вода (200 g/100 ml). Не е особено токсичен, но е благ кисел надразнувач. Соединението е познато по различни имиња и акроними (видете го делот „други имиња“ во инфокутијата).

Фосфоволфрамова киселина
Структура на анјонот на фосфотангстатот
Други називи

Волстофосфорна киселина(TPA)
Фосфоволфрамова киселина (PTA, PWA) 12-Фосфоволфрамова киселина
12-Волстофосфорна киселина[1]
Додекангстофосфорна киселина

Назнаки
1343-93-7 Ок
12501-23-4 Н
ChemSpider 21241328
3Д-модел (Jmol) Слика
PubChem 16212977
UNII 5KAC2X78XM Ок
Својства
Хемиска формула
Моларна маса 0 g mol−1
Точка на топење
Опасност
GHS-ознаки:
Пиктограми
 GHS05: РазјадливоGHS07: ИзвичникGHS09: Опасност по животната средина
Сигнални зборови
 Опасност
Изјави за опасност
 H302, H314, H411
Изјави за претпазливост
 P260, P264, P270, P273, P280, P301+P312, P301+P330+P331, P303+P361+P353, P304+P340, P305+P351+P338, P310, P321, P330, P363, P391, P405, P501
Дополнителни податоци
 Ок(што е ова?)  (провери)
Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa)
Наводи

Во овие имиња „12“ или „додека“ го одразува фактот дека анјонот содржи 12 атоми на волфрам. Некои рани работници кои не ја знаеле структурата [3] ја нарекле фосфо-24-волфрамна киселина, формулирајќи ја како 3H2O·P 2 O 5 24WO 3 ·59H2O,(P
2W
24O
80H
6) · 29H2O, што правилно ги идентификува атомските соодноси на P, W и O. Оваа формула сè уште била цитирана во трудовите дури во 1970 година [4]

Фосфоволфрамовата киселина се користи во хистологијата како компонента за боење на клеточните примероци, често заедно со хематоксилин како PTAH. Се врзува за фибринот, колагенот и влакната на сврзните ткива и ги заменува анјоните на боите од овие материјали, селективно обезбојувајќи ги.

Фосфоволфрамовата киселина е електронска густа, непроѕирна за електроните. Тоа е вообичаена негативна дамка за вируси, нерви, полисахариди и други биолошки ткивни материјали за снимање со преносен електронски микроскоп.

Структура

уреди
 
Структура на анјонот на фосфотангстатот

Gouzerh [5] ги сумира историските гледишта за структурата на фосфоволграмовата киселина што водат до определувањето на структурата на Кегин како:

  • H
    7    [P(W
    2    O
    7    )
    6    ] proposed by Miolati and further developed by Rosenheim
  • H
    3    [PO
    4    W
    12    O
    18    (OH)
    36    ] (Pauling)

[6] била одредена [7] Џ. Анјонот има целосна тетраедрална симетрија и се состои од кафез од дванаесет атоми на волфрам поврзани со атоми на кислород со атомот на фосфор во неговиот центар. Сликата од десната страна ја покажува октаедарската координација на атомите на кислород околу атомите на волфрам, и дека површината на анјонот има и премостувачки и терминални атоми на кислород. Понатамошното истражување покажа дека соединението е хексахидрат, а не пентахидрат како што предложи Кегин.[8]

Подготовка и хемиски својства

уреди

Фосфоволфрамовата киселина може да се подготви со реакција на натриум волфрам дихидрат,Na
2WO
4 · 2H2O, со фосфорна киселина ,H
3PO
4, закиселена со хлороводородна киселина, HCl.[9] Оваа постапка е ажурирана.[2]

Растворите на фосфоволфрамовата киселина се распаѓаат како што се зголемува pH вредноста. Утврдено е разградување во чекор и приближните состави при различни pH вредности се како што следува:[10]

Видот[PW
11O
39]7− е лакунарен или дефектен Кегин јон. На[P
2W
18O
62]6− има Досонова структура. При pH помала од 8, присуството на етанол или ацетон го стабилизира анјонот,[PW
12O
40]3−, намалувајќи го распаѓањето.[10]

Тунгстофосфорната киселина е термички стабилна до 400 °C, и е постабилна од аналогната силикодунгстична киселина ,H
4[SiW
12O
40].[11]

Големи количини на поларни молекули како што е пиридинот се апсорбираат во масовната фаза, а не само на површината. Студиите на NMR во цврста состојба на етанол апсорбиран во масовната фаза покажуваат дека двата протонирани димери,(C
2H
5OH)
2H+
 и мономери,C
2H
5OH+
2, се присутни.

Фосфотонгстичната киселина е помалку чувствителна на редукција отколку фосфомолибдинската киселина. Со редукција со урична киселина или железо(II) сулфат се добива кафеаво обоено соединение. поврзаната силикотунгстична киселина кога се редуцира формира слично кафено соединение каде што едно од четиритеW
3 единици во структурата Кегин станува метално-метал споен кластер од три споделени рабовиWIV
 октаедра.[12]

Фосфоволфрамовата киселина е најсилната од хетерополиакиселините. Неговата конјугирана основа е[PW
12O
40]3− анјон.[13] Нејзината киселост во оцетна киселина е испитана и покажува дека трите протони се дисоцираат независно наместо последователно, а местата на киселина се со иста јачина.[14] Една проценка на киселоста е дека цврстото тело има киселост посилна од H <sub id="mwvg">0</sub> = -13,16,[11] што би го квалификувало соединението како суперкиселина. Оваа кисела јачина значи дека дури и при ниска pH, киселината е целосно дисоцирана.

Користи

уреди

Катализатор

уреди

Заедничко со другите хетерополикиселини, фосфоволфрамовата киселина е катализатор и нејзината висока киселост и термичка стабилност ја прават катализатор на избор според некои истражувачи.[15] Во раствор е како хомоген катализатор и како хетероген катализатор „поддржан“ на подлога на пр. алуминиум, силициум диоксид. Некои киселински катализирани реакции вклучуваат:

  • хомогена катализа на хидролиза на пропен за да се добие 2-пропанол
  • хомогена катализа на Принс реакцијата
  • хетерогена катализа на дехидрација на 2-пропанол до пропен и метанол до јаглеводороди.

Боење и пигменти

уреди

Фосфотонгстичната киселина се користи за таложење на различни видови бои како „ езера “.[16] Примери се основните бои и трифенилметанските бои, на пр. деривати на параосанилин.[17]

Хистологија

уреди

Фосфоволфрамовата киселина се користи во хистологијата за боење примероци, како компонента на хематоксилин, PTAH и „трихромни“ реагенси со фосфоволфрамова киселина и како негативна дамка за сликање со преносен електронски микроскоп.[се бара извор]

Фосфоволфрамова киселина хематоксилин ( PTAH )
Мелори го опиша реагенсот сега општо познат како PTAH во 1897 година [18] PTAH ги обојува ткивата или црвеникаво кафеава или сина во зависност од нивниот тип. Ова својство на истовремено боење на две различни бои е различно од другите хематоксилински реагенси, на пр. стипса-хематоксилин. Улогата на фосфоволфрамовата киселина и механизмот на боење не се целосно разбрани. Активната компонента на хематоксилин е оксидираната форма, хематин, иако тоа ретко се признава во литературата која се однесува на боење со хематоксилин. Фосфоволфрамовата киселина формира езеро со хематин.[19] Составот на реагенсот е неизвесен, испитувањето на примерокот стар една година покажа дека има три обоени компоненти, сина, црвена и жолта.[20] Овие не беа идентификувани. Некои испитувања на „модел“ системи, кои реагираат на различни соединенија како што се аминокиселини, пурини, пиримидини и амини со PTAH покажуваат дека тие предизвикуваат различни бои.[21]
Трихромни реагенси
Во овие реагенси се користат две или три основни бои со фосфоволфрамова киселина, во едностепена или повеќестепена постапка. Овие реагенси обојат различни типови ткива во различни бои. Повторно механизмот на боење не е целосно разбран. Некои објаснувања го вклучуваат предлогот дека фосфоволфрамовата киселина делува како мордант за врзување на бојата за ткивото [22] или дека алтернативно се врзува за ткивото блокирајќи ја за да ги обои молекулите.[23]
Негативно боење
Адсорпцијата на ткивото или на површината на вирусите и неговата електронска густина се основа на дејството на фосфотангстичните киселини како негативна дамка. Оваа електронска густина произлегува од присуството на 12 атоми на волфрам од кои секој има атомски број 74. Механизмот на адсорпција на ткивото е предложен како електростатички наместо да вклучува водородни врски, бидејќи адсорпцијата не е под влијание на pH.[4]

Анализа

уреди

Калиумовата сол е само малку растворлива, за разлика од повеќето други соли на фосфотангстати, и е предложена како метод за гравиметриска анализа на калиумот.[24]

Преципитација на белковини

уреди

Во голем број аналитички постапки, една од улогите на фосфоволфрамовата киселина е да ги таложи белковините. Тој е наречен „универзален“ преципитант за поларните белковини.[25] Понатамошни студии покажаа дека нема врнежи кај α-аминогрупите, но се случија со гванидино, ε-амино и имидазол групи.[26]

Медицински

уреди

Се чини дека многу малку се работи на оваа област. Еден пример се однесува на некроза на црниот дроб кај стаорци.[27]

Композитни мембрани за размена на протони

уреди

Хетерополските киселини, вклучително и фосфоволфрамовата киселина, се истражуваат како материјали во композитни мембрани за размена на протони, како што е Нафион. Интересот лежи во потенцијалот на овие композитни материјали во производството на горивни ќелии бидејќи тие имаат подобрени работни одлики.[28]

Поврзано

уреди

Наводи

уреди
  1. ↑ Cotton, Frank Albert; Wilkinson, Geoffrey (1966). Напредна неорганска хемија: a comprehensive text (2. изд.). New York: Wiley. ISBN 0470175583. LCCN 66020662. OCLC 85904497. Занемарен непознатиот параметар |name-list-style= (help)
  2. ↑ 2,0 2,1 Dias, J. A.; Dias, S. C. L.; Caliman, E. (2014). „Keggin Structure Polyoxometalates“. Keggin Structure Polyoxoometalates. Inorganic Syntheses. 36. стр. 210-217. doi:10.1002/9781118744994.ch39. ISBN 9781118744994.
  3. ↑ „Contribution to the chemistry of phosphomolybdic acids, phosphotungstic acids and allied substances“. Journal of Biological Chemistry. 43: 189–220. 1920. doi:10.1016/S0021-9258(18)86325-6.
  4. ↑ 4,0 4,1 „On phosphotungstic acid staining. I“. The Journal of Histochemistry and Cytochemistry. 19 (11): 641–7. November 1971. doi:10.1177/19.11.641. PMID 4107745.
  5. ↑ „From Scheele and Berzelius to Müller Polyoxometalates (POMs) revisited and the "missing link" between the bottom up and top down approaches“. L'Actualité Chimique. 298: 9–22. 2006 – преку Semantic Scholar.
  6. ↑ „Structure of the Molecule of 12-Phosphotungstic Acid“. Nature. 131 (3321): 908–909. 1933. doi:10.1038/131908b0. ISSN 0028-0836.
  7. ↑ „The structure and formula of 12-phosphotungstic acid“. Proceedings of the Royal Society A (англиски). 144 (851): 75–100. 1934. Bibcode:1934RSPSA.144...75K. doi:10.1098/rspa.1934.0035. ISSN 0950-1207.
  8. ↑ „Dodecatungstophosphoric acid hexahydrate, (H5O2+)3(PW12O403−). The true structure of Keggin's 'pentahydrate' from single-crystal X-ray and neutron diffraction data“. Acta Crystallographica Section B. 33 (4): 1038–1046. 1977. doi:10.1107/s0567740877005330. ISSN 0567-7408.
  9. ↑ Bailar, Jr., John C.; Booth, H. S.; Grennert, M. (1939). „Phosphotungstic Acid“. Inorganic Syntheses. Inorganic Syntheses. 1. стр. 132–133. doi:10.1002/9780470132326.ch49. ISBN 9780470132326.
  10. ↑ 10,0 10,1 „A study of the decomposition behaviour of 12-tungstophosphate heteropolyacid in solution“. Canadian Journal of Chemistry. 81 (10): 1044–1050. 2003. doi:10.1139/v03-129.
  11. ↑ 11,0 11,1 Oxide catalysts in solid state chemistry T Okuhara, M Misono Encyclopedia of Inorganic chemistry Editor R Bruce King (1994) John Wiley and Sons ISBN 0-471-93620-0
  12. ↑ Polyoxoanions M.T.Pope, Encyclopedia of Inorganic Chemistry Editor R Bruce King (1994) John Wiley and Sons ISBN 0-471-93620-0
  13. ↑ Acid Catalysis Архивирано на 11 август 2011 г., Davis Group, Department of Chemical Engineering, University of Virginia.
  14. ↑ „Acidity measurements on a heteropolyacid hydrate in acetic acid solution: a case of three hydrons ionizing independently, rather than consecutively“. Journal of Catalysis. 152 (1): 198–203. March 1995. doi:10.1006/jcat.1995.1073.
  15. ↑ „Zirconia-supported 12-tungstophosphoric acid as a solid catalyst for the synthesis of linear alkyl benzenes“. Journal of Catalysis. 231 (1): 1–10. 2005. doi:10.1016/j.jcat.2004.09.024. ISSN 0021-9517.
  16. ↑ Non-staining pigments and their use US patent: 2999026 Issue date: Sep 1961, Inventor: Chester Davis
  17. ↑ Hunger K, Herbst W (2000). „Pigments, Organic“. Во Bohnet M (уред.). Ullmann's encyclopedia of industrial chemistry (6. изд.). Weinheim, Germany: Wiley InterScience. doi:10.1002/14356007.a20_371. ISBN 9783527306732. OCLC 751968805.
  18. ↑ „On certain improvements in histological technique: I. A differential stain for amoeligbæ coli. II. phosphotungstic-acid-hæmatoxylin stain for certain tissue elements. III. A method of fixation for neuroglia fibres“. The Journal of Experimental Medicine. 2 (5): 529–33. September 1897. doi:10.1084/jem.2.5.529. PMC 2132861. PMID 19866848.
  19. ↑ „Phosphotungstic acid-hematoxylin; spectrophotometry of the lake in solution and in stained tissue“. Stain Technology. 39 (3): 141–53. May 1964. doi:10.3109/10520296409061220. PMID 14157455.
  20. ↑ „On the mechanism of Mallory's phosphotungstic acid-haematoxylin stain“. Journal of Microscopy. 119 (3): 383–390. 1980. doi:10.1111/j.1365-2818.1980.tb04109.x. ISSN 0022-2720. PMID 6157822.
  21. ↑ „Phosphotungstic acid-hematoxylin, reactivity in vitro“. The Journal of Histochemistry and Cytochemistry. 14 (4): 345–51. April 1966. doi:10.1177/14.4.345. PMID 4164215.
  22. ↑ „Dyes and other colorants in microtechnique and biomedical research“. Coloration Technology. 122 (1): 1–21. 2006. doi:10.1111/j.1478-4408.2006.00009.x. ISSN 1472-3581.
  23. ↑ „The role of phosphotungstic and phosphomolybdic acids in connective tissue staining I. Histochemical studies“. The Histochemical Journal. 6 (1): 25–34. 1974. doi:10.1007/bf01011535. PMID 4130630.
  24. ↑ „Gravimetric determination of potassium as phospho-12-tungstate“. Journal of Biological Chemistry. 156 (2): 765–76. 1944. doi:10.1016/S0021-9258(18)51159-5.
  25. ↑ „Phosphotungstate: a "universal" (nonspecific) precipitant for polar polymers in acid solution“. The Journal of Histochemistry and Cytochemistry. 19 (11): 689–91. November 1971. doi:10.1177/19.11.689. PMID 5121870.
  26. ↑ „The separation of proteins with heteropolyacids“. Biotechnology and Bioengineering. 12 (1): 1–17. January 1970. doi:10.1002/bit.260120102. PMID 5433882.
  27. ↑ „Protective effects of tungstophosphoric acid and sodium tungstate on chemically induced liver necrosis in wistar rats“. Journal of Pharmacy & Pharmaceutical Sciences. 10 (3): 340–9. 2007. PMID 17727797.
  28. ↑ „Composite Membranes for Medium-Temperature PEM Fuel Cells“. Annual Review of Materials Research. 33 (1): 129–154. 2003. Bibcode:2003AnRMS..33..129A. doi:10.1146/annurev.matsci.33.022702.154702. ISSN 1531-7331.
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Фосфоволфрамова_киселина&oldid=5272684“