Trichlorek fosforylu

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Trichlorek fosforylu
Niepodpisana grafika związku chemicznego; prawdopodobnie struktura chemiczna bądź trójwymiarowy model cząsteczki Niepodpisana grafika związku chemicznego; prawdopodobnie struktura chemiczna bądź trójwymiarowy model cząsteczki
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny POCl3
Masa molowa 153,33 g/mol
Wygląd bezbarwna ciecz[1]
Identyfikacja
Numer CAS 10025-87-3
PubChem 24813[2]
Podobne związki
Podobne związki fosgen, dichlorek sulfurylu, dichlorek tionylu
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Trichlorek fosforylu, POCl
3
nieorganiczny 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.

Budowa[edytuj]

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]

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 jego estry:

O=PCl
3
+ 3H
2
O → O=P(OH)
3
+ 3HCl
O=PCl
3
+ 3ROH → O=P(OR)
3
+ 3HCl
ROH oznacza 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:

3ArOH + O=PCl
3
→ O=P(OAr)
3
+ 3HCl

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

Cl
3
P+
−O
+ TiCl
4
→ Cl
3
P+
−O
−TiCl
4

Addukt z chlorkiem glinu (POCl
3
·AlCl
3
) jest bardzo stabilny, w związku z tym POCl
3
można używać do dokładnego usuwania AlCl
3
ze środowiska reakcji Friedla-Craftsa. POCl
3
reaguje w obecności AlCl
3
z bromowodorem dając POBr
3
.

Otrzymywanie[edytuj]

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

2PCl
3
+ O
2
→ 2O=PCl
3

Inną metodą syntezy jest reakcja pentachlorku fosforu (PCl
5
) i dekatlenku tetrafosforu (P
4
O
10
). Ponieważ oba te związki są ciałami stałymi, reakcję przeprowadza się przez chlorowanie mieszaniny ciekłego PCl
3
z P
4
O
10
. Powoduje to powstanie PCl
5
in situ. W miarę zużywania PCl
3
rozpuszczalnikiem staje się wytworzony POCl
3
:

6PCl
3
+ 6Cl
2
→ 6PCl
5
6PCl
5
+ P
4
O
10
→ 10POCl
5

Obie te metody są stosowane przemysłowo[9].

Chlorek fosforu(V) w reakcji z jednym ekwiwalentem wody również daje POCl
3
, ale reakcję tę jest trudniej kontrolować, gdyż POCl
3
może ulegać dalszej reakcji z wodą, zgodnie z dwuetapowym mechanizmem hydrolizy PCl
5
[10]:

PCl
5
+ H
2
O → POCl
3
+ 2HCl
POCl
3
+ 3H
2
O → H
3
PO
4
+ 3HCl

Zastosowanie[edytuj]

Najważniejszym zastosowaniem tego związku jest wytwarzanie triarylowych fosforanów takich, jak fosforan trifenylu OP(OC
6
H
5
)
3
i trikrezolu OP(OC
6
H
4
CH
3
)
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[edytuj]

  1. a b c d e f Haynes 2016 ↓, s. 4-78.
  2. Trichlorek fosforylu (CID: 24813) (ang.) w bazie PubChem, United States National Library of Medicine.
  3. a b c Haynes 2016 ↓, s. 6-193.
  4. Haynes 2016 ↓, s. 15-19.
  5. a b Haynes 2016 ↓, s. 6-120.
  6. Haynes 2016 ↓, s. 9-65.
  7. Trichlorek fosforylu (ang.) w wykazie klasyfikacji i oznakowania Europejskiej Agencji Chemikaliów. [dostęp 2017-08-29].
  8. Trichlorek fosforylu (ang.) w bazie ChemIDplus, United States National Library of Medicine. [dostęp 2017-08-29].
  9. Publikacja w otwartym dostępie – możesz ją przeczytać Fabien Caillé, Phosphorus Oxychloride, „Synlett”, 10, 2011, s. 1477–1478, DOI10.1055/s-0030-1260574 (ang.).
  10. Philip John Durrant, Bryl Durrant, Zarys współczesnej chemii nieorganicznej, Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1965, s. 834.

Bibliografia[edytuj]