U sistemu hemije fosfora, fosforna kiselina (H₃PO₃), fosforna kiselina (H₃PO₄), hipofosforna kiselina (H₃PO₂) i druge fosforne kiseline pripadaju porodici fosfor crvena oksokiselina, ali se razlikuju po molekularnoj/bazičnoj strukturi i značajno se razlikuju po hemijskoj strukturi i strukturi ponašanje. Pojašnjavanje ovih razlika je ključno za precizan odabir primjenjivih scenarija i optimizaciju dizajna procesa.
Iz perspektive molekularne strukture, centralni atom fosfora fosforne kiseline je u +3 oksidacionom stanju. Molekul sadrži jedan atom vodonika koji je direktno vezan za fosfor (P–H veza), dvije hidroksilne grupe (–OH) i jednu P=O dvostruku vezu, pokazujući sp³ hibridiziranu tetraedarsku konfiguraciju. Fosforna kiselina (H₃PO₄) ima fosfor u +5 oksidacionom stanju, a molekul sadrži tri hidroksilne grupe i jednu P=O dvostruku vezu, ali nema P–H veze, što je klasifikuje kao trikarboksilna kiselina. Hipofosforna kiselina (H₃PO₂) takođe ima fosfor u +1 oksidacionom stanju, ali sadrži samo jednu hidroksilnu grupu i dve P–H veze, što je klasifikuje kao monokarboksilnu kiselinu. Ova strukturna razlika direktno dovodi do divergencije u kiselosti i reaktivnosti: fosforna kiselina, sa samo dva hidroksilna vodonika sposobna za jonizaciju, je binarna umjereno jaka kiselina; fosforna kiselina, sa tri protona, je jača kiselina i trobazna kiselina; hipofosfit, sa samo jednim hidroksilnim vodonikom, je najslabija kiselina.
Ova razlika u kiselosti i bazičnosti dodatno utiče na njihovu primjenu. Slaba kiselost i binarna priroda fosforne kiseline čine je fleksibilnijom u površinskoj obradi metala ili reakcijama sinteze koje zahtijevaju kontrolirane koncentracije protona; fosforna kiselina, zbog svoje jake kiselosti i više-prirode, često se koristi u đubrivima, zakiseljivačima hrane i drugim aplikacijama koje zahtijevaju jake kisele sredine; hipofosfit, sa svojom izuzetno slabom kiselinom, ali jakim redukcijskim svojstvima, uglavnom se koristi u bezelektričnim prevlakama, farmaceutskoj intermedijarnoj sintezi i drugim aplikacijama koje zahtijevaju veliku redukcijsku snagu.
Redox svojstva su najznačajnija funkcionalna razlika između ova tri. Fosforna kiselina, zbog prisustva P-H veza, ima fosfor u nižem oksidacionom stanju (+3), pokazujući i redukciona svojstva i određenu sposobnost koordinacije. Može smanjiti ione metala visoke{4}}valentnosti ili poslužiti kao prekursor za sintezu fosfitnih estera. Fosforna kiselina, sa fosforom u najvećem stabilnom oksidacionom stanju (+5), prvenstveno ispoljava kiselost i sposobnost koordinacije, bez gotovo nikakvih redukcijskih svojstava. Hipofosforna kiselina, zbog svoje dvije P-H veze, ima jača redukcijska svojstva od fosforne kiseline, lakše reducira ione metala na nultu valentnost, omogućavajući taloženje metala bez primijenjene struje u bezelektričnoj oblozi.
Njihova termička stabilnost i ponašanje konverzije se također razlikuju. Fosforna kiselina dehidrira u fosfornu kiselinu pri zagrevanju na približno 180 stepeni; fosforna kiselina je relativno stabilna na visokim temperaturama, zahtevajući jače uslove da se razgradi u metafosfornu kiselinu, itd.; hipofosforna kiselina se lako razlaže na fosfor monoksid i vodu zagrevanjem, pokazujući izraženija redukciona 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 odgovarajuće uloge u poljima kao što su galvanizacija, sinteza materijala i tretman vode: fosforna kiselina je pogodna za scenarije koji zahtijevaju ravnotežu između zahtjeva za kiselošću i redukcijom, fosforna kiselina dominira primjenom jakih kiselina i koordinacije, dok se hipofosforna kiselina fokusira na procese s visokim zahtjevima za redukcijom. Razumijevanje ovih razlika može pružiti naučnu osnovu za odabir i optimizaciju procesa hemikalija na bazi fosfora{3}}.
