Trichlorek fosforylu

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Trichlorek fosforylu
Trichlorek fosforylu Trichlorek fosforylu
Trichlorek fosforylu
Nazewnictwo
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny POCl3
Masa molowa 153,33 g/mol
Wygląd bezbarwna, przezroczysta ciecz, dymiąca w wilgotnym powietrzu
Identyfikacja
Numer CAS 10025-87-3
PubChem 24813[1]
Podobne związki
Podobne związki tlenochlorek węgla, dichlorek sulfurylu, dichlorek tionylu
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Trichlorek fosforylu (tlenochlorek fosforu(V)), POCl3nieorganiczny związek chemiczny z grupy chlorków kwasowych, zawierający grupę fosforylową P=O oraz trzy atomy chloru przyłączone do atomu fosforu.

Przemysłowo jest otrzymywany z trichlorku fosforu i tlenu lub pięciotlenku fosforu. Znajduje zastosowanie jako surowiec do otrzymywania fosforanów organicznych, katalizatorów, plastyfikatorów, środków chlorujących.

Struktura[edytuj | edytuj kod]

Podobnie jak fosforany, cząsteczka tego związku ma kształt tetraedru. Występują w niej trzy wiązania pojedyncze P-Cl oraz bardzo silne wiązanie podwójne P=O z szacowaną energią dysocjacji około 533,5 kJ/mol.

Długości wiązań i struktury mezomeryczne grupy fosforylowej w tlenochlorku fosforu

Własności chemiczne[edytuj | edytuj kod]

Chlorek fosforylu to bezbarwna ciecz, dymiąca na powietrzu wskutek hydrolizy, powodującej powstanie kwasu fosforowego i duszących oparów kwasu solnego. Reaguje z wodą i alkoholami dając odpowiednio kwas fosforowy lub estry, fosforany, na przykład:

O=PCl3 + 3 H2O → O=P(OH)3 + 3 HCl
O=PCl3 + 3 ROH → O=P(OR)3 + 3 HCl
gdzie ROH – alkohol

Reakcje te często prowadzi się w obecności pirydyny lub amin neutralizujących wydzielający się chlorowodór.

Ogrzewanie z nadmiarem fenoli w obecności katalizatora będącego kwasem Lewisa, na przykład chlorku magnezu, daje fosforany triarylowe:

3 ArOH + O=PCl3 → O=P(OAr)3 + 3 HCl

Związek może również działać jako zasada Lewisa, tworząc addukty z kwasami Lewisa, jak na przykład z tetrachlorkiem tytanu:

Cl3P+-O + TiCl4 → Cl3P+-O-TiCl4

Addukt z chlorkiem glinu (POCl3·AlCl3) jest bardzo stabilny, w związku z tym POCl3 można używać do dokładnego usuwania AlCl3 ze środowiska reakcji Friedla-Craftsa. POCl3 reaguje w obecności AlCl3 z bromowodorem dając POBr3.

Otrzymywanie[edytuj | edytuj kod]

Związek można wytworzyć w reakcji trichlorku fosforu z tlenem w temperaturze od 20 do 25 °C (użycie powietrza nie jest skuteczne):

2 PCl3 + O2 → 2 O=PCl3

Inną metodą syntezy jest reakcja chlorku fosforu(V) (PCl5) i tlenku fosforu(V) (P4O10). Ponieważ oba te związki są ciałami stałymi, reakcję przeprowadza się przez chlorowanie mieszaniny ciekłego PCl3 z P4O10. Powoduje to powstanie PCl5 in situ. W miarę zużywania PCl3 rozpuszczalnikiem staje się wytworzony POCl3:

6 PCl3 + 6 Cl2 → 6 PCl5
6 PCl5 + P4O10 → 10 POCl3

Obie te metody są stosowane przemysłowo[2].

Chlorek fosforu(V) w reakcji z jednym ekwiwalentem wody również daje POCl3, ale reakcję tę jest trudniej kontrolować, gdyż POCl3 może ulegać dalszej reakcji z wodą, zgodnie z dwuetapowym mechanizmem hydrolizy PCl5[3]:

PCl5 + H2O → POCl3 + 2 HCl
POCl3 + 3 H2O → H3PO4 + 3 HCl

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Najważniejszym zastosowaniem tego związku jest wytwarzanie triarylowych fosforanów takich, jak fosforan trifenylu OP(OC6H5)3 i trikrezolu OP(OC6H4CH3)3. Używane są one jako plastyfikatory PCW oraz substancje nadające ogniotrwałość. Fosforany trialkilowe, jak fosforan tributylu, są stosowane jako rozpuszczalniki w ekstrakcji ciecz-ciecz w przerobie zużytego paliwa jądrowego.

Przypisy

  1. Trichlorek fosforylu – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  2. Fabien Caillé. Phosphorus Oxychloride. „Synlett”, 2011. doi:10.1055/s-0030-1260574. 
  3. Philip John Durrant, Bryl Durrant: Zarys współczesnej chemii nieorganicznej. Warszawa: PWN, 1965, s. 834.