Fosfin: formula, preparat, fizička i hemijska svojstva

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-02 17:42

Fosfin je otrovni gas bez boje i mirisa u svom čistom obliku. Sa hemijske tačke gledišta, to je isparljivo vodonično jedinjenje fosfora. U hemiji, formula za fosfin je - PH_{3. Po svojim svojstvima ima neke sličnosti sa amonijakom. Supstanca je veoma opasna, jer ima visoku toksičnost i sklonost samozapaljivanju.}

Primi

Najdobro proučavan način dobijanja fosfina je reakcija interakcije bijelog fosfora sa jakom alkalnom otopinom kada se zagrije. U ovom slučaju, fosfor je neproporcionalan u metafosfat i fosfin. Nusprodukti ove reakcije su difosfin (P₂H_{4) i vodonik, tako da je prinos ove reakcije mali i ne prelazi 40 %.}

Rezultirajući difosfin u reakcionom mediju reaguje sa alkalijom, što rezultira stvaranjem fosfina i vodonika.

I hipofosfit dobijen u ovim reakcijama, sainterakcija sa alkalijom, prelazi u fosfat sa oslobađanjem vodonika.

NaH₂PO₂ + 2NaOH=2H₂ + Na ₃PO₄

Nakon završetka svih reakcija, kao rezultat interakcije alkalija na fosfor, nastaju fosfin, vodonik i fosfat. Ova metoda proizvodnje se također može izvesti sa alkalnim oksidima umjesto alkalija. Ovo iskustvo je veoma lepo, jer se dobijeni difosfin odmah zapali i izgori u obliku iskri, formirajući nešto što liči na vatromet.

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

Tokom termičke razgradnje fosforne kiseline ili njene redukcije vodonikom, u trenutku izolacije nastaje i fosfin.

Fosfonijumove soli se razlažu ili reaguju sa određenim supstancama dajući fosfin.

Fizička svojstva

Fosfin je gas bez boje i mirisa. Ali tehnički fosfin (sa nekim nečistoćama) može imati karakterističan neugodan miris, koji se opisuje na različite načine. Nešto teži od vazduha, na -87,42 °C se ukapljuje, a na -133,8 °C postaje čvrst. Takve niske tačke ključanja i topljenja su posljedica prilično slabih vodoničnih veza. Supstanca je praktički nerastvorljiva u vodi, ali pod određenim uvjetima stvara nestabilne hidrate s vodom. Dobro rastvorimo u etanolu i dietil eteru. Gustina fosfina u normalnim uslovima je 0.00153 g/cm3.

Hemijska svojstva

Kao što je već pomenuto, hemijska formula fosfina je PH_{3. Iako je fosfin sličan amonijaku, ima brojne razlike u interakcijama s drugim supstancama. Ove karakteristike 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 razlaže u jednostavne tvari.

2PH₃ → 2P + 3H₂

Na temperaturama iznad 100 °C PH_{3 samozapaljuje se reakcijom sa atmosferskim kiseonikom. Temperaturni prag se može sniziti ultraljubičastim svjetlom. Iz tog razloga, fosfin koji se oslobađa iz močvara često se spontano zapali, uzrokujući pojavu takozvanih "will-o'-fire".}

PH₃ + 2O₂ → H₃PO₄

Ali može doći i do jednostavnog sagorevanja. Zatim se formiraju fosforni anhidrid i voda.

2PH₃ + 4O₂ → P₂O₅ + 3H_2O

Poput amonijaka, fosfin može formirati soli reakcijom sa vodonik-halogenidima.

PH₃ + HI→ PH_4I

PH₃ + HCl→ PH_4Cl

Na osnovu formule fosfina, možemo reći da fosfor u njemu ima najniže oksidaciono stanje. Iz tog razloga je dobar redukcijski agens.

PH₃ + 2I₂+ 2H₂O → H ₃PO_{2 + 4HI}

PH₃ + 8HNO₃→H₃PO₄ + 8NO₂ + 4H_{2 O}

Prijava

Zbog svoje visoke toksičnosti, fosfin je našao primenu u fumigaciji, odnosno uništavanju raznih vrsta štetočina (insekata, glodara) uz pomoć gasa. Za ove postupke postoje posebni uređaji - fumigatori, pomoću kojih se plin raspršuje u zatvorenom prostoru. Obično se fosfinom ili preparatima na njegovoj bazi tretiraju skladišta žitarica, gotovih prehrambenih proizvoda, nameštaja, kao i biblioteka, fabrički prostori, vagoni i druga vozila. Prednost ovog tretmana je što fosfin, čak iu malim koncentracijama, lako prodire u teško dostupna mjesta i ni na koji način ne stupa u interakciju s metalima, drvetom 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 u njoj. Nakon toga, fosfin ne ostavlja nikakve tragove čak ni na hrani, žitu i ostaloj robi.

Fosfin se takođe koristi u sintezi određenih supstanci, posebno organskih. Takođe, iz njega se može dobiti hemijski čisti fosfor, poluprovodnici su dopirani fosfinom.

Toksikologija

Fosfin je izuzetno toksično jedinjenje. Brzo prolazi kroz respiratorni trakt i stupa u interakciju sa mukoznim membranama tijela. To može uzrokovati poremećaj nervnog sistema, kao i metabolizma 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 dozvoljena koncentracija fosfina u vazduhu 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 svjež zrak i osloboditi ih kontaminirane odjeće. Također se preporučuje da se žrtva poliva vodom kako bi se brzo uklonio preostali otrovni plin. Stacionarno liječenje uključuje upotrebu maske za kisik, praćenje rada 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 simptomi se možda neće pojaviti do nekoliko dana nakon izlaganja fosfinu.