A foszforkémiai rendszerben a foszforsav (H3PO3), a foszforsav (H3PO4), a hipofoszforsav (H3PO₂) és egyéb foszforsavak a foszfor-oxosavak családjába tartoznak, de kémiai szerkezetükben, sav-, mól- és bázisosságukban jelentősen eltérnek egymástól. Ezeknek a különbségeknek a tisztázása kulcsfontosságú az alkalmazható forgatókönyvek pontos kiválasztásához és a folyamattervezés optimalizálásához.
Molekulaszerkezeti szempontból a foszforsav központi foszforatomja +3 oxidációs állapotban van. A molekula egy hidrogénatomot tartalmaz, amely közvetlenül kapcsolódik a foszforhoz (P–H kötés), két hidroxilcsoportot (–OH) és egy P=O kettős kötést, amelyek sp3 hibridizált tetraéderes konfigurációt mutatnak. A foszforsavban (H₃PO₄) a foszfor +5 oxidációs állapotban van, és a molekula három hidroxilcsoportot és egy P=O kettős kötést tartalmaz, de nincs P–H kötés, így trikarbonsavak közé sorolja. A hipofoszforsavban (H3PO₂) is van foszfor +1 oxidációs állapotban, de csak egy hidroxilcsoportot és két P–H kötést tartalmaz, így monokarbonsavak közé sorolja. Ez a szerkezeti különbség közvetlenül a savasság és a reakcióképesség eltéréséhez vezet: a foszforsav, amelyben csak két hidroxil-hidrogén képes ionizálni, egy bináris, közepesen erős sav; a foszforsav három protonnal erősebb sav és hárombázisú sav; A hipofoszfit, amely csak egy hidroxil-hidrogént tartalmaz, a leggyengébb sav.
Ez a sav- és lúgosságbeli különbség tovább befolyásolja alkalmazásukat. A foszforsav gyenge savassága és bináris jellege rugalmasabbá teszi a fémfelület kezelésében vagy a szabályozott protonkoncentrációt igénylő szintézis reakciókban; a foszforsavat erős savassága és több-komponensű természete miatt gyakran használják műtrágyákban, élelmiszersavanyítókban és más, erős savas környezetet igénylő alkalmazásokban; A rendkívül gyenge savasságú, de erős redukáló tulajdonságú hipofoszfitot leginkább az elektromágneses bevonatolásban, a gyógyszeripari intermedier szintézisben és más, nagy redukálóképességet igénylő alkalmazásokban használják.
A redox tulajdonságok a legjelentősebb funkcionális különbségek a három között. A foszforsavban a P-H kötések jelenléte miatt a foszfor alacsonyabb oxidációs állapotban (+3), redukáló tulajdonságokkal és némi koordinációs képességgel is rendelkezik. Csökkentheti a nagy- vegyértékű fémionokat, vagy prekurzorként szolgálhat a foszfitészterek szintéziséhez. A foszforsav, amelynek a foszfor a legmagasabb stabil oxidációs állapotában van (+5), elsősorban savasságot és koordinációs képességet mutat, szinte nincs redukáló tulajdonsága. A hipofoszforsav két P-H-kötésének köszönhetően erősebb redukáló tulajdonságokkal rendelkezik, mint a foszforsav, könnyebben redukálja a fémionokat nulla vegyértékre, lehetővé téve a fémek lerakódását áram nélkül az elektromos bevonatnál.
Termikus stabilitásuk és konverziós viselkedésük is különbözik. A foszforsav körülbelül 180 fokra melegítve foszforsavvá dehidratálódik; a foszforsav viszonylag stabil magas hőmérsékleten, erősebb körülmények szükségesek ahhoz, hogy metafoszforsavvá bomlanak le stb.; A hipofoszforsav melegítés hatására könnyen foszfor-monoxiddá és vízzé bomlik, kifejezettebb redukáló tulajdonságokat és instabilitást mutatva.
Összefoglalva, a foszforsav dikarbonsavjellemzőivel, mérsékelten redukáló tulajdonságaival és a P-H-kötések által biztosított egyedi reakcióképességével kitűnik a foszforsav erős savasságától és magas oxidációs állapotú stabilitásától, valamint a hipofoszforsav erős redukáló és monokarbonsav tulajdonságaitól. Ezek a különbségek határozzák meg szerepüket az olyan területeken, mint a galvanizálás, az anyagszintézis és a vízkezelés: a foszforsav a savasság és a redukciós követelmények közötti egyensúlyt igénylő forgatókönyvekhez alkalmas, a foszforsav dominál az erős sav és a koordinációs alkalmazásokban, míg a hipofoszforsav a magas redukciós követelményeket támasztó folyamatokra összpontosít. E különbségek megértése tudományos alapot nyújthat a foszfor-alapú vegyszerek kiválasztásához és folyamatoptimalizálásához.
