Fosfin: formula, pripravak, fizikalna i kemijska svojstva

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-02 17:48

Fosfin je otrovni plin bez boje i mirisa u svom čistom obliku. S kemijskog gledišta, to je hlapljiv vodikov spoj fosfora. U kemiji, formula za fosfin je - PH_{3. Po svojim svojstvima ima neke sličnosti s amonijakom. Tvar je vrlo opasna, jer ima visoku toksičnost i sklonost samozapaljivanju.}

Primi

Najdobro proučavan način dobivanja fosfina je reakcija interakcije bijelog fosfora s jakom lužnatom otopinom kada se zagrijava. U ovom slučaju, fosfor je neproporcionalan u metafosfat i fosfin. Nusprodukti ove reakcije su difosfin (P₂H_{4) i vodik, pa je prinos ove reakcije mali i ne prelazi 40 %.}

Rezultirajući difosfin u reakcijskom mediju reagira s lužinom, što rezultira stvaranjem fosfina i vodika.

I hipofosfit dobiven u ovim reakcijama, sinterakcijom s alkalijom, prelazi u fosfat s oslobađanjem vodika.

NaH₂PO₂ + 2NaOH=2H₂ + Na ₃PO₄

Nakon završetka svih reakcija, kao rezultat interakcije lužine na fosfor, nastaju fosfin, vodik i fosfat. Ova metoda proizvodnje također se može provesti s alkalijskim oksidima umjesto s lužinama. Ovo iskustvo je vrlo lijepo, jer se dobiveni difosfin odmah zapali i gori u obliku iskri, stvarajući nešto što izgleda kao vatromet.

Kada su izloženi vodi ili kiselini, metalni fosfidi također proizvode fosfin.

Tijekom termičke razgradnje fosforne kiseline ili njezine redukcije vodikom, fosfin također nastaje u trenutku izolacije.

fosfonijeve soli se razgrađuju ili reagiraju s određenim tvarima dajući fosfin.

Fizička svojstva

Fosfin je plin bez boje i mirisa. No tehnički fosfin (s nekim nečistoćama) može imati karakterističan neugodan miris, koji se opisuje na različite načine. Nešto teži od zraka, na -87,42 °C se ukapljuje, a na -133,8 °C postaje krut. Takvo nisko vrelište i talište posljedica su prilično slabih vodikovih veza. Tvar je praktički netopiva u vodi, ali pod određenim uvjetima stvara nestabilne hidrate s vodom. Dobro otopimo u etanolu i dietil eteru. Gustoća fosfina u normalnim uvjetima je 0.00153 g/cm3.

Kemijska svojstva

Kao što je već spomenuto, kemijska formula fosfina je PH_{3. Iako je fosfin sličan amonijaku, ima brojne razlike u interakcijama s drugim tvarima. Ove značajke su posljedica činjenice da su kemijske veze u fosfinu (postaje jasno iz formule) kovalentne slabo polarne. Oni su manje polarni nego u amonijaku i stoga su izdržljiviji.}

Kada se jako zagrije (približno 450 °C) bez pristupa kisiku, fosfin se razgrađuje u jednostavne tvari.

2PH₃ → 2P + 3H₂

Na temperaturama iznad 100 °C PH_{3 samozapaljuje se reakcijom s atmosferskim kisikom. Temperaturni prag može se sniziti ultraljubičastim svjetlom. Iz tog razloga, fosfin koji se oslobađa iz močvara često se spontano zapali, uzrokujući pojavu tzv.}

PH₃ + 2O₂ → H₃PO₄

Ali može doći i do jednostavnog izgaranja. Zatim nastaju fosforni anhidrid i voda.

2PH₃ + 4O₂ → P₂O₅ + 3H_2O

Poput amonijaka, fosfin može tvoriti soli reakcijom s vodikovim halogenidima.

PH₃ + HI→ PH_4I

PH₃ + HCl→ PH_4Cl

Na temelju formule fosfina, možemo reći da fosfor u njemu ima najniže oksidacijsko stanje. Iz tog razloga je dobro redukcijsko sredstvo.

PH₃ + 2I₂+ 2H₂O → H ₃PO_{2 + 4HI}

PH₃ + 8HNO₃→H₃PO₄ + 8NO₂ + 4H_{2 O}

Prijava

Zbog svoje visoke toksičnosti, fosfin je našao primjenu u fumigaciji, odnosno uništavanju raznih vrsta štetnika (kukaca, glodavaca) uz pomoć plina. Za te postupke postoje posebni uređaji - fumigatori, pomoću kojih se plin raspršuje u zatvorenom prostoru. Obično se fosfinom ili pripravcima na njegovoj osnovi tretiraju skladišta žitarica, gotovih prehrambenih proizvoda, namještaja, kao i knjižnice, tvornički prostori, vagoni i druga vozila. Prednost ovog tretmana je da fosfin, čak i u malim koncentracijama, lako prodire u teško dostupna mjesta i ni na koji način ne stupa u interakciju s metalima, drvom i tkaninom.

Soba se tretira fosfinom, drži se u zatvorenom stanju 5-7 dana. Nakon toga, potrebno je provesti ventilaciju najmanje dva dana, inače je opasno za osobu biti u njoj. Nakon toga, fosfin ne ostavlja nikakve tragove čak ni na hrani, žitu i ostaloj robi.

Fosfin se također koristi u sintezi određenih tvari, posebno organskih. Također, iz njega se može dobiti kemijski čisti fosfor, poluvodiči su dopirani fosfinom.

Toksikologija

Fosfin je izuzetno otrovan spoj. Brzo prolazi kroz respiratorni trakt i stupa u interakciju sa sluznicom tijela. To može uzrokovati poremećaj živčanog sustava, kao i metabolizam općenito. Znakovi trovanja mogu uključivati vrtoglavicu, mučninu, povraćanje, glavobolju, umor, ponekad čak ikonvulzije. U teškim slučajevima odlaska, osoba može izgubiti svijest ili prestati disati i kucati srce. Maksimalna dopuštena koncentracija fosfina u zraku je 0,1 mg/m³. Koncentracija od 10 mg/m^{3 odmah smrtonosna.}

Prva stvar koju treba učiniti sa žrtvama trovanja fosfinom je iznijeti ih na svježi zrak i osloboditi ih kontaminirane odjeće. Također se preporuča polivanje žrtve vodom kako bi se brzo uklonio preostali otrovni plin. Stacionarno liječenje uključuje korištenje maske s kisikom, praćenje otkucaja srca i stanja jetre te liječenje plućnog edema. Bolesnik mora biti pod nadzorom najmanje 2-3 dana, čak i ako nema vidljivih znakova trovanja. Neki se simptomi mogu pojaviti tek nekoliko dana nakon izlaganja fosfinu.