Фосфоволфрамова киселина

Фосфоволфрамова киселина е хетерополска киселина со хемиска формула. Формира хидрати. Тоа е нормално изолирано како ''n'' = 24 хидрат, но може да се исуши до хексахидрат ( ''n'' = 6). 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 (24 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).
Во овие имиња „12“ или „додека“ го одразува фактот дека анјонот содржи 12 атоми на волфрам. Некои рани работници кои не ја знаеле структурата ја нарекле фосфо-24-волфрамна киселина, формулирајќи ја како 3H<sub>2</sub>O·P <sub>2</sub> O <sub>5</sub> 24WO <sub>3</sub> ·59H<sub>2</sub>O,, што правилно ги идентификува атомските соодноси на P, W и O. Оваа формула сè уште била цитирана во трудовите дури во 1970 година
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.
1 Структура
Gouzerh ги сумира историските гледишта за структурата на фосфоволграмовата киселина што водат до определувањето на структурата на Кегин како:
* proposed by Miolati and further developed by Rosenheim
* (Pauling)
била одредена 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.
2 Подготовка и хемиски својства
Фосфоволфрамовата киселина може да се подготви со реакција на натриум волфрам дихидрат,, со фосфорна киселина ,, закиселена со хлороводородна киселина, HCl. Оваа постапка е ажурирана.
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:
Видот е лакунарен или дефектен Кегин јон. На има Досонова структура. При pH помала од 8, присуството на етанол или ацетон го стабилизира анјонот,, намалувајќи го распаѓањето.
Тунгстофосфорната киселина е топлински стабилна до 400 °C, и е постабилна од аналогната силикодунгстична киселина ,.
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, и мономери,, 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 четирите единици во структурата Кегин станува метално-метал споен кластер од три споделени рабови октаедра.
Фосфоволфрамовата киселина е најсилната од хетерополиакиселините. Неговата конјугирана основа е анјон. 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. Една проценка на киселоста е дека цврстото тело има киселост посилна од H <sub>0</sub> = -13,16, што би го квалификувало соединението како суперкиселина. Оваа кисела јачина значи дека дури и при ниска pH, киселината е целосно дисоцирана.
3 Користи
3.1 Катализатор
Заедничко со другите хетерополикиселини, фосфоволфрамовата киселина е катализатор и нејзината висока киселост и топлинска стабилност ја прават катализатор на избор според некои истражувачи. 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.
3.2 Боење и пигменти
Фосфотонгстичната киселина се користи за таложење на различни видови бои како „ езера “. Примери се основните бои и трифенилметанските бои, на пр. деривати на параосанилин.
3.3 Хистологија
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.
; Фосфоволфрамова киселина хематоксилин ( PTAH )
: Мелори го опиша реагенсот сега општо познат како PTAH во 1897 година 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. Составот на реагенсот е неизвесен, испитувањето на примерокот стар една година покажа дека има три обоени компоненти, сина, црвена и жолта. 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.; 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 или дека алтернативно се врзува за ткивото блокирајќи ја за да ги обои молекулите.; 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.
3.4 Анализа
Калиумовата сол е само малку растворлива, за разлика од повеќето други соли на фосфотангстати, и е предложена како метод за гравиметриска анализа на калиумот.
3.5 Преципитација на белковини
Во голем број аналитички постапки, една од улогите на фосфоволфрамовата киселина е да ги таложи белковините. Тој е наречен „универзален“ преципитант за поларните белковини. Понатамошни студии покажаа дека нема врнежи кај α-аминогрупите, но се случија со гванидино, ε-амино и имидазол групи.
3.6 Медицински
Се чини дека многу малку се работи на оваа област. Еден пример се однесува на некроза на црниот дроб кај стаорци.
3.7 Композитни мембрани за размена на протони
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.
4 Поврзано
* Фосфомолибдинска киселина