Fosforowodór

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Disambig.svg Na tę stronę wskazuje przekierowanie z „fosfina”. Zobacz też: fosfiny (grupa związków chemicznych).
Fosforowodór
Fosforowodór Fosforowodór
Nazewnictwo
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny PH3
Masa molowa 34,00 g/mol
Wygląd bezbarwny gaz
Identyfikacja
Numer CAS 7803-51-2
PubChem 24404[4]
Podobne związki
Podobne związki amoniak, arsenowodór, siarkowodór
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Commons Multimedia w Wikimedia Commons

Fosforowodór (PH3, inne nazwy: fosfan, fosforiak[1], fosfina) – nieorganiczny związek chemiczny, którego cząsteczka składa się z atomów fosforu i wodoru[1].

W czystej postaci jest to bezbarwny, pozbawiony zapachu gaz; w produktach komercyjnych zapach czosnku lub zgniłych ryb pochodzi od zanieczyszczeń powstałych w procesie produkcji[6][7]. Jest silnie trujący, przy dłuższym narażeniu śmiertelne może być stężenie 10 ppm w powietrzu[8].

Właściwości fizyczno-chemiczne[edytuj | edytuj kod]

  • słabo rozpuszcza się w wodzie
  • skrajnie łatwopalny, w postaci oczyszczonej zapala się w powietrzu przy temperaturze 100 °C[2] (skłonność do samozapłonu wzrasta znacząco dla produktu pozbawionego wilgoci[8]), natomiast w postaci technicznej (nieoczyszczonej) ulega samozapłonowi w temperaturze pokojowej[9], na skutek obecności difosfiny
  • jest silnym reduktorem
  • ma właściwości słabo zasadowe, znacznie słabsze od amoniaku: pKBH+ obliczone dla roztworu w acetonitrylu wynosi 4,2 (dla amoniaku 14,4)[10]
  • podobnie jak amoniak tworzy jednododatni jon fosfonowy (PH+4) oraz sole fosfoniowe (np. PH4Cl) rozkładające się w wodzie i ługach z wydzielaniem PH3
  • oderwanie protonu wymaga dużej energii (ΔG 361 kcal/mol w fazie gazowej), mimo tego jednak fosfina jest znacznie silniejszym kwasem (pKa 24,1 w DMSO) od amoniaku (pKa 39,7 w DMSO)[11]

Otrzymywanie[edytuj | edytuj kod]

Fosforiak otrzymać można wieloma metodami:

  • przez hydrolizę fosforków, np.[8][12]:
Ca3P2 + 6H2O → 2PH3↑ + 3Ca(OH)2
W reakcji powstają też pewne ilości wodoru. Na powietrzu wydzielający się gaz ulega samozapłonowi z powodu obecności difosfiny[13].
4P + 3KOH + 3H2O → PH3↑ + 3KH2PO2
Produktami ubocznymi są także difosfina i wodór.
  • przez rozkład jodku fosfoniowego[8][12]:
PH4I + KOH → PH3↑ + KI + H2O
Metoda ta pozwala na uzyskanie produktu o najwyższej czystości.
4H3PO3 → 3H3PO4 + PH3
2H3PO2 → H3PO4 + PH3

Surowy produkt oczyszcza się przez wymrożenie wody i difosfiny suchym lodem (ok. −78 °C), a następnie skroplenie fosforiaku w płuczce zanurzonej w ciekłym azocie[12].

Zastosowania[edytuj | edytuj kod]

Fosforowodór jest skrajnie toksyczny, podobnie jak cyjanowodór czy bromek metylu. Stosuje się go jako insektycyd do gazowania szkodników w zbożach.

Pochodne fosforowodoru[edytuj | edytuj kod]

Solami fosforowodoru są fosforki. Fosforek cynku (Zn3P2) i fosforek glinu (AlP) stosowane są do zwalczania szkodników (jako insektycydy i rodentycydy). Fosforki metali III grupy układu okresowego (fosforek glinu, fosforek galu, fosforek indu i fosforek talu[14]) wykazują właściwości półprzewodnikowe i są stosowane w elementach elektronicznych.

Każdy atom wodoru w fosforowodorze może zostać zastąpiony grupą organiczną. Powstają wówczas związki fosforoorganiczne nazywane fosfinami, np. trifenylofosfina P(C6H5)3 stosowana w reakcji Mitsunobu.

Przypisy

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Podręczny słownik chemiczny. Romuald Hassa, Janusz Mrzigod, Janusz Nowakowski (redaktorzy). Wyd. I. Katowice: Videograf II, 2004, s. 137. ISBN 8371832400.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Fosforowodór (ang. • niem.) w bazie IFA GESTIS. Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA).
  3. Fosforowodór (ang.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Stanów Zjednoczonych.
  4. Fosforowodór – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  5. Fosforowodór (pol.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Polski.
  6. [www.bioterrorism.slu.edu/pulmonary/quick/phosphine.pdf Chemical terrorism factsheet – phosphine].
  7. [www.epa.gov/opprd001/factsheets/phosphine.pdf Pesticide factsheet – phosphine].
  8. 8,0 8,1 8,2 8,3 8,4 8,5 8,6 Philip John Durrant, Bryl Durrant: Zarys współczesnej chemii nieorganicznej. Warszawa: PWN, 1965, s. 809-810.
  9. International Occupational Safety and Health Information Centre: Phosphine
  10. J. N. Li, Y. Fu, L. Liu, Q. X. Guo. First-principle predictions of basicity of organic amines and phosphines in acetonitrile. „Tetrahedron”. 62 (50), s. 11801-11813, 2006. doi:10.1016/j.tet.2006.09.018. 
  11. J. N. Li, L. Liu, Y. Fu, Q. X. Guo. What are the pKa values of organophosphorus compounds?. „Tetrahedron”. 62 (18), s. 4453-4462, 2006. doi:10.1016/j.tet.2006.02.049. 
  12. 12,0 12,1 12,2 12,3 Brauer, G. (red.): Handbook of preparative inorganic chemistry. Wyd. 2. T. 1. Nowy Jork – Londyn: Academic Press, 1963, s. 525-530.
  13. Stanisław Tołłoczko, Wiktor Kemula: Chemia nieorganiczna z zasadami chemii ogólnej. Warszawa: PWN, 1954, s. 319-320.
  14. American Elements: Thallium Phosphide Supplier & Tech Info. [dostęp 2010-08-17].