V chemickom systéme fosforu patria kyselina fosforitá (H3PO3), kyselina fosforečná (H3PO4), kyselina fosforná (H3PO₂) a ďalšie kyseliny fosforečné do skupiny fosforoxokyselín, ale výrazne sa líšia molekulárnou štruktúrou, kyslosťou/zásaditosťou, redoxnými vlastnosťami a chemickými vlastnosťami. Objasnenie týchto rozdielov je kľúčové pre presný výber použiteľných scenárov a optimalizáciu návrhu procesu.
Z hľadiska molekulárnej štruktúry je centrálny atóm fosforu kyseliny fosforitej v oxidačnom stave +3. Molekula obsahuje jeden atóm vodíka priamo naviazaný na fosfor (väzba P–H), dve hydroxylové skupiny (–OH) a jednu dvojitú väzbu P=O, pričom vykazuje sp3 hybridizovanú tetraedrickú konfiguráciu. Kyselina fosforečná (H₃PO₄) má fosfor v oxidačnom stave +5 a molekula obsahuje tri hydroxylové skupiny a jednu dvojitú väzbu P=O, ale žiadne väzby P–H, čím sa klasifikuje ako trikarboxylová kyselina. Kyselina fosforná (H₃PO₂) má tiež fosfor v oxidačnom stave +1, ale obsahuje iba jednu hydroxylovú skupinu a dve väzby P–H, čím sa klasifikuje ako monokarboxylová kyselina. Tento štruktúrny rozdiel priamo vedie k rozdielom v kyslosti a reaktivite: kyselina fosforitá s iba dvoma hydroxylovými vodíkmi schopnými ionizácie je binárna stredne silná kyselina; kyselina fosforečná s tromi protónmi je silnejšia kyselina a trojsýtna kyselina; fosfornan, len s jedným hydroxylovým vodíkom, je najslabšia kyselina.
Tento rozdiel v kyslosti a zásaditosti ďalej ovplyvňuje ich aplikácie. Slabá kyslosť a binárna povaha kyseliny fosforitej ju robia flexibilnejšou pri povrchových úpravách kovov alebo pri syntéznych reakciách vyžadujúcich kontrolované koncentrácie protónov; kyselina fosforečná sa vďaka svojej silnej kyslosti a viaczložkovej povahe často používa v hnojivách, potravinových okysľovacích prostriedkoch a iných aplikáciách vyžadujúcich silne kyslé prostredie; fosfornan, so svojou extrémne slabou kyslosťou, ale silnými redukčnými vlastnosťami, sa väčšinou používa pri bezprúdovom pokovovaní, syntéze farmaceutických medziproduktov a iných aplikáciách vyžadujúcich vysokú redukčnú silu.
Redoxné vlastnosti sú najvýznamnejším funkčným rozdielom medzi týmito tromi. Kyselina fosforitá má v dôsledku prítomnosti väzieb P-H fosfor v nižšom oxidačnom stave (+3), pričom vykazuje redukčné vlastnosti a určitú koordinačnú schopnosť. Môže redukovať vysoko -valenčné kovové ióny alebo slúžiť ako prekurzor na syntézu fosfitových esterov. Kyselina fosforečná, s fosforom v najvyššom stabilnom oxidačnom stave (+5), primárne vykazuje kyslosť a koordinačnú schopnosť, takmer bez redukčných vlastností. Kyselina fosforná má vďaka svojim dvom väzbám P-H silnejšie redukčné vlastnosti ako kyselina fosforitá, ľahšie redukuje kovové ióny na nulovú mocnosť, čo umožňuje usadzovanie kovov bez použitia prúdu pri bezprúdovom pokovovaní.
Ich tepelná stabilita a konverzné správanie sa tiež líšia. Kyselina fosforečná sa po zahriatí na približne 180 stupňov dehydratuje na kyselinu fosforečnú; kyselina fosforečná je relatívne stabilná pri vysokých teplotách a vyžaduje silnejšie podmienky na rozklad na kyselinu metafosforečnú atď.; kyselina fosforná sa pri zahrievaní ľahko rozkladá na oxid fosforečný a vodu, pričom vykazuje výraznejšie redukčné vlastnosti a nestabilitu.
Stručne povedané, kyselina fosforitá sa svojimi vlastnosťami dikarboxylovej kyseliny, miernymi redukčnými vlastnosťami a jedinečnou reaktivitou udelenou väzbami P-H odlišuje od silnej kyslosti a vysokej stability oxidačného stavu kyseliny fosforečnej a silných redukčných vlastností a charakteristík monokarboxylových kyselín kyseliny fosforečnej. Tieto rozdiely určujú ich príslušné úlohy v oblastiach, ako je galvanické pokovovanie, syntéza materiálov a úprava vody: kyselina fosforitá je vhodná pre scenáre vyžadujúce rovnováhu medzi požiadavkami na kyslosť a redukciu, kyselina fosforečná dominuje silne kyslým a koordinačným aplikáciám, zatiaľ čo kyselina fosforná sa zameriava na procesy s vysokými požiadavkami na redukciu. Pochopenie týchto rozdielov môže poskytnúť vedecký základ pre výber a optimalizáciu procesov-chemikálií na báze fosforu.
