U sustavu kemije fosfora, fosforna kiselina (H₃PO₃), fosforna kiselina (H3PO₄), hipofosforna kiselina (H3PO₂) i druge fosforne kiseline pripadaju obitelji fosfornih oksokiselina, ali se značajno razlikuju u molekularnoj strukturi, kiselosti/bazičnosti, redoks svojstvima i kemijskom ponašanju. Razjašnjavanje ovih razlika ključno je za točan odabir primjenjivih scenarija i optimiziranje dizajna procesa.
Iz perspektive molekularne strukture, središnji atom fosfora fosforne kiseline je u +3 oksidacijskom stanju. Molekula sadrži jedan atom vodika izravno vezan na fosfor (P–H veza), dvije hidroksilne skupine (–OH) i jednu P=O dvostruku vezu, pokazujući sp³ hibridiziranu tetraedarsku konfiguraciju. Fosforna kiselina (H₃PO₄) ima fosfor u +5 oksidacijskom stanju, a molekula sadrži tri hidroksilne skupine i jednu P=O dvostruku vezu, ali ne i P–H veze, što je svrstava u trikarboksilne kiseline. Hipofosforna kiselina (H₃PO₂) također ima fosfor u +1 oksidacijskom stanju, ali sadrži samo jednu hidroksilnu skupinu i dvije P–H veze, što je svrstava u monokarboksilne kiseline. Ova strukturna razlika izravno dovodi do razlike u kiselosti i reaktivnosti: fosforna kiselina, sa samo dva hidroksilna vodika sposobna za ionizaciju, binarna je umjereno jaka kiselina; fosforna kiselina, s tri protona, je jača kiselina i trobazna kiselina; hipofosfit, sa samo jednim hidroksilnim vodikom, je najslabija kiselina.
Ova razlika u kiselosti i bazičnosti dodatno utječe na njihovu primjenu. Slaba kiselost i binarna priroda fosforne kiseline čine je fleksibilnijom u obradi metalnih površina ili reakcijama sinteze koje zahtijevaju kontrolirane koncentracije protona; fosforna kiselina, zbog svoje jake kiselosti i više-komponentne prirode, često se koristi u gnojivima, zakiseljivačima hrane i drugim primjenama koje zahtijevaju jaka kisela okruženja; hipofosfit, sa svojom izuzetno slabom kiselošću, ali jakim redukcijskim svojstvima, uglavnom se koristi u elektrolitičkom nanošenju, sintezi farmaceutskih međuproizvoda i drugim primjenama koje zahtijevaju visoku reducijsku moć.
Redoks svojstva su najznačajnija funkcionalna razlika među ova tri. Fosforna kiselina, zbog prisutnosti P-H veza, ima fosfor u nižem oksidacijskom stanju (+3), pokazujući i redukcijska svojstva i određenu sposobnost koordinacije. Može reducirati metalne ione visoke{4}}valencije ili poslužiti kao prekursor za sintezu fosfitnih estera. Fosforna kiselina, s fosforom u svom najvišem stabilnom oksidacijskom stanju (+5), prvenstveno pokazuje sposobnost kiselosti i koordinacije, gotovo bez redukcijskih svojstava. Hipofosforna kiselina, zbog svoje dvije P-H veze, ima jača redukcijska svojstva od fosforne kiseline, lakše reducira metalne ione na nultu valenciju, što omogućuje taloženje metala bez primijenjene struje u elektrolitičkom nanošenju.
Njihova toplinska stabilnost i ponašanje pretvorbe također se razlikuju. Fosforna kiselina dehidrira u fosfornu kiselinu nakon zagrijavanja do približno 180 stupnjeva; fosforna kiselina je relativno stabilna na visokim temperaturama, zahtijeva jače uvjete da se razgradi u metafosfornu kiselinu itd.; hipofosforna kiselina se zagrijavanjem lako razgrađuje na fosfor monoksid i vodu, pokazujući izraženija redukcijska svojstva i nestabilnost.
Ukratko, fosforna kiselina, sa svojim karakteristikama dikarboksilne kiseline, umjerenim redukcijskim svojstvima i jedinstvenom reaktivnošću koju daju P-H veze, razlikuje se od jake kiselosti i visoke stabilnosti oksidacijskog stanja fosforne kiseline, te jakih redukcijskih svojstava i karakteristika monokarboksilne kiseline hipofosforne kiseline. Ove razlike određuju njihove pojedinačne uloge u poljima kao što su galvanizacija, sinteza materijala i obrada vode: fosforna kiselina prikladna je za scenarije koji zahtijevaju ravnotežu između zahtjeva za kiselošću i redukcijom, fosforna kiselina dominira primjenom jake kiseline i koordinacije, dok se hipofosforna kiselina usredotočuje na procese s visokim zahtjevima redukcije. Razumijevanje ovih razlika može pružiti znanstvenu osnovu za odabir i optimizaciju procesa kemikalija na bazi-fosfora.
