Phosphonsäure

Strukturformel
Allgemeines
Name	Phosphonsäure
Andere Namen	Phosphorige Säure (veraltet) Phosphor(III)-Säure
Summenformel	H3PO3
CAS-Nummer	13598-36-2
Kurzbeschreibung	farb- und geruchloser, kristalliner, hygroskopischer Feststoff[1]
Eigenschaften
Molare Masse	82,00 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,65 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	73 °C[1]
Siedepunkt	Zersetzung: ab 100 °C[1]
pKs-Wert	pKs1 = 2,0[2] pKs2 = 6,59[2]
Löslichkeit	sehr leicht löslich in Wasser [1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [3] Gefahr H- und P-Sätze H: 302-314 EUH: keine EUH-Sätze P: 260-​301+330+331-​303+361+353-​305+351+338-​405-​501Vorlage:P-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze [1] EU-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [3] Ätzend (C) R- und S-Sätze R: 22-35 S: (1/2)-26-36/37/39-45
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Phosphonsäure, veraltet auch Phosphorige Säure, ist ein wasserlöslicher, kristalliner Feststoff mit der Summenformel H₃PO₃.

Tautomere Formen der Phosphonsäure, links die bevorzugte Form.

Die bevorzugte tautomere Form der Phosphonsäure ist die Struktur mit doppelt gebundenen Sauerstoff (P=O), daher liegt eine zweiprotonige Säure vor. Salze und Ester der Phosphonsäure werden Phosphonate (veraltet: Phosphite) genannt. Der Phosphor hat in diesen Verbindungen die Oxidationsstufe III.

Herstellung

Phosphonsäure erhält man im Labor durch Hydrolyse von Phosphor(III)-chlorid. Aufkonzentrierung des kommerziellen Produkts bis zu 99,3 Prozent durch Erhitzen auf 80 °C ist möglich.^[4]

Organische Verbindungen

Organophosphorverbindungen der Phosphonsäure mit der allgemeinen Struktur R–PO(OH)₂ (R = Alkyl-Rest oder Aryl-Rest) und deren Ester R–PO(OR)₂ (R = Alkyl-Rest) bezeichnet man als Phosphonate.^[5] Der für Salze veraltete Begriff Phosphite wird für organische Verbindungen mit der Struktur P(OR)₃ (Phosphorigsäureester) verwendet. Verbindungen dieser Art haben wichtige Funktionen in einigen Syntheseverfahren.

Verwendung

Phosphonsäure wird zur Herstellung von Bleiphosphonat (einem PVC-Stabilisator), als Reduktionsmittel bei chemischen Prozessen, als Ausgangsstoff für die Herstellung von Phosphonaten wie z. B. 1-Hydroxyethan-(1,1-diphosphonsäure) (HEDP, ein Kalkbinder mit Verwendung in der Wasserenthärtung, in Zahnpasta, usw.), sowie als Langzeitverzögerer in Betonzusatzmitteln verwendet.

Durch Zufall wurde in den 1970er Jahren entdeckt, dass Pflanzen, die mit Phosphonsäure behandelt wurden, sehr gut gegen Pilze aus der Gruppe der Oomyceten geschützt waren. Neben der vorbeugenden konnte auch eine kurative (heilende) Wirkung bis einige Tage nach der Infektion durch den Pilz, festgestellt werden. Phosphonsäure wird sehr leicht von der Pflanze aufgenommen und wird systemisch (akropetal) in der Pflanze verteilt. Der Transport erfolgt in die oberen Organe (Triebspitze, junge Blätter, Blüten, Fruchtstände) besonders gut in der Wachstumsphase einer Pflanze. Die Einlagerung erfolgt auch in die Gescheine und Früchte.

Die Wirkungsweise ist noch nicht vollständig geklärt, ist aber sehr komplex. Eine direkte Wirkung auf den Pilz ist sehr gering. Hauptsächlich beruht die Wirkung darauf, dass der Pilz aus mit Phosphonat angereichertem Gewebe statt Phosphat das Phosphonat-Ion bezieht. Die Pflanze aktiviert die eigene Abwehrkraft (= eine induzierte Resistenzreaktion der Pflanze) so gut, dass eine Infektion verhindert wird und bei bereits erfolgter Infektion das Pilzmyzel nach wenigen Tagen abgetötet wird und ausheilen kann. So gut die Wirkung ist und die Substanz, die in bestimmten Pflanzenstärkungsmitteln und Blattdüngern enthalten ist, sogar im Bioweinbau zur Bekämpfung von Peronospora Verwendung findet. Sehr nachteilig ist aber, dass bei später Anwendung (ca. ab Juli) Rückstände in den Trauben bzw. im Wein festgestellt werden können. Die Gefahr von Rückständen ist abhängig vom Applikationszeitpunkt und von der ausgebrachten Dosis. Die Rückstände sind vollkommen harmlos. Bekämpfungsmaßnahmen vor und knapp nach der Rebblüte (Anfang bis Mitte Juni), decken die wichtigste Zeit der Peronosporabekämpfung ab. So werden Rückstände im Wein vermieden (unter der Nachweisgrenze).

Wegen der Rückstandsproblematik und da die Substanz in die Pflanze aufgenommen wird, ist nach wie vor der Einsatz im Bio-Weinbau gegen den Falschen Mehltau (Peronosporaceae) umstritten. Phosphonsäure ist eine gegen Peronospora sehr wirksame Substanz und stellt eine sehr gute Alternative zu Kupfer im Vorblütebereich dar. Bei extremen Bedingungen ist Kupfer zu schwach in der Wirkung und führt selbst zur Anreicherung im Boden.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f} Eintrag zu Phosphonsäure in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 18. Okt. 2007 (JavaScript erforderlich)
2. ↑ ^{a b} A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie 1995, 101. Auflage, de Gruyter. ISBN 3-11-012641-9, S. 769.
3. ↑ ^{a b} Eintrag zu CAS-Nr. 13598-36-2 im European chemical Substances Information System ESIS (ergänzender Eintrag)
4. ↑ G. Brauer (Hrsg.), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963, S. 554–5.
5. ↑ K. Drauz, H. G. Koban, J. Martens, W. Schwarze: Phosphonic and Phosphinic Acid Analogs of Penicillamine, Liebigs Ann. Chem. 1985, 448-452.

Literatur

• A. F. Holleman, E. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin/New York 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 764.
• Andreas Harm: Verwendung von Phosphonaten im Bioweinbau. In: Der Winzer. Nr. 2/2009, Österreichischer Agrarverlag.

Siehe auch

• Phosphinsäure
• Phosphorsäure
• Kabachnik-Fields Reaktion