Fosfin
Fosfin (IUPAC ime: fosfan) je hemijski spoj sa formulom PH3. To je bezbojni zapaljivi, otrovni plin. Čista supstanca je bez mirisa, ali uzorci tehničkog zasićenja imaju snažno neprijatan miris sličan bijelom luku ili truhloj ribi, što je uvjetovano prisustvom zamjene fosfina difosfanom (P2H4).
| Fosfin | |
|---|---|
   | |
| Općenito | |
| Hemijski spoj | Fosfin |
| Druga imena | Fosfamin Fosfor trihidrid >Fosforirani vodik |
| Molekularna formula | PH3 |
| CAS registarski broj | 7803-51-2 |
| SMILES | P |
| InChI | 1/H3P/h1H3 |
| Kratki opis | Bezbojni plin, s mirisom na bijeli luk i/ili truhlu ribu |
| Osobine1 | |
| Molarna masa | 33,99758 g/mol |
| Agregatno stanje | Plinovito |
| Gustoća | 1,379 g/l, plin (25 °C) |
| Tačka topljenja | -132,8 |
| Tačka ključanja | -87,7 |
| Pritisak pare | 41,3 atm (20°C) |
| Rastvorljivost | 31,2 mg/100 ml (17 °C); Rastvorljiv u alkoholu, eteru, ugljik-disulfidu,slabije u benzenu, hloroformu i etanolu |
| Dipolni moment | 0.58 D |
| Rizičnost | |
| NFPA 704 |  4
4
2
|
| 1 Gdje god je moguće korištene su SI jedinice. Ako nije drugačije naznačeno, dati podaci vrijede pri standardnim uslovima. | |
S prisutnim tragovima P2H4, PH3 spontano se pali u dodiru sa zrakom, a gori svjetlim plamenom. Fosfini su također skupina organofosfornih spojeva sa formulom R3P (R=organski derivat). Organofosfini su važni katalizatori, gdje su u kompleksu sa raznim metalnim ionima. Kompleksi koji se izvode iz hiralniog fosfina mogu katalizirati reakcije za dobijanje hiralnih enantomerno obogaćenih proizvoda.
Struktura i osobine
urediPH3 je trigonalno piramidna molekula sa C3v molekulskom simetrijom. Dužina veze P-H je 1,42 Å, a H-P-H ugao veze je 93,5°. Dipolni moment veze je 0,58 D, koji raste sa supstitucijom metil grupa u seriji: CH3PH2: 1,10 D; (CH3)2PH: 1,23 D; (CH3)3P: 1,19 D. Nasuprot tome, dipolni momenti amina, sa supstitucijom opadaju, počevši od amonijaka, koji ima dipoln moment od 1,47 D. Nizak dipolni moment i skoro ortogonalni ugao veze navode na zaključak da su u PH3 P-H veze skoro otvorene pσ(P) – sσ(H), a fosforne 3s orbitale, u ovoj molekuli malo doprinose vezanju između fosfora i vodika. Zato, usamljeni par na fosforu može biti u vezi sa pretežnim formiranjem putem 3s orbitala fosfora. Gornji hemijski pomak atoma fosfora u 31P NMR spektar navodi na zaključak da usamljeni par elektrona zauzima 3s orbitale. Ova elektronska struktura dovodi do nedostatka nukleofilnosti i sposobnosti da se formira samo slaba vodikova veza
Topivost PH3 u vodi je neznatna; 0,22 ml plina otapa se u 1 ml vode. Fosfin otapa lakše u nepolarnim otapalima nego u vodi, zbog nepolarnih P-H veza.[1] To je tehnički amfoterna tvar u vodi, ali kiselinska i bazna aktivnost je slaba. Protone odvija putem fosfonijevih (PH4+) iona u kiseloj otopini, preko PH2− pri visokoj pH vrijednosti, sa konstantom ravnoteže Kb = 4 × 10−28 i Kz = 41,6 × 10−29.
Fosfin sagorijeva uz proizvodnju gustog bijelog oblaka fosfor-pentoksida:
- 2 PH3 + 4 O2 → P4O10 + 3 H2O.
Dobijanje i ispoljavanje
urediFosfin se može pripremiti na razne načine.[2] Industrijski, može se dobiti reakcijom bijelog fosfora sa natrij i kalij-hidroksidom, za proizvodnju natrij- ili kalij-hipofosfita, kao sporednog proizvoda:
- 3 KOH + P4 + 3 H2O → 3 KH2PO2 + PH3
Alternativno, može se dobiti putem kiselinom kataliziranog disproporcioniranja bijelog fosfora, kada nastaju fosforna kiselina i fosfin. I jedno i drugo imaju industrijski značaj; kiselinski put je pogodan način ako su potrebne daljnje reakcije fosfina na supstituiranom fosfinu. Kiselinski put zahtjeva pročišćavanje pod pritiskom. To se također može (kao što je gore opisano) izvesti hidrolizom metalnog fosfida, kao što je aluminij-fosfid ili kalcij-fosfid. Čisti uzorci fosfina, slobodni od P2H4, mogu se dobiti djelovanjem kalij-hidroksida na fosfonij-jodid (PH4I).
Laboratorijski način
urediU laboratorijskim uvjetima, fosfin se priprema putem disproporcionacije fosforne kiseline:[3]
- 4 H3PO3 → PH3 + 3 H3PO4.
Fosfin se razvija na oko 200 °C. Alternativne metode uključuju hidrolizu aluminija i kalcij-fosfida.
Izvori
urediFosfin je sastavni dio atmosfere u vrlo niskim i vrlo promjenjivim koncentracijama.[4] To može značajno doprinijeti globalnom biohemijskom ciklusu fosfora. Najvjerovatniji izvor smanjenja fosfata u propadanju organske tvari, eventualno preko parcijalnih smanjenja i poremećaja proporcija, budući da sistemi za zaštitu okoliša nemaju poznatih redukcijskih sredstava koja mogu biti dovoljno jaka da izravno pretvaraju fosfate u fosfin.[5]
Također pogledajte
urediReference
uredi- ^ Sennikov, P. G. (1994). "Weak H-Bonding by Second-Row (PH3, H2S) and Third-Row (AsH3, H2Se) Hydrides". Journal of Physical Chemistry. 98 (19): 4973–4981. doi:10.1021/j100070a006.
- ^ Toy, A. D. F. (1973). The Chemistry of Phosphorus. Oxford, UK: Pergamon Press.
- ^ Gokhale, S. D.; Jolly, W. L., "Phosphine", Inorganic Syntheses 1967, volume 9, pp. 56–58. doi:10.1002/9780470132401.ch17
- ^ Gassmann, G.; van Beusekom, J. E. E.; Glindemann, D. (1996). "Offshore atmospheric phosphine". Naturwissenschaften. 83 (3): 129–131. Bibcode:1996NW.....83..129G. doi:10.1007/BF01142178.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ Roels, J.; Verstraete, W. (2001). "Biological formation of volatile phosphorus compounds, a review paper". Bioresource Technology. 79 (3): 243–250. doi:10.1016/S0960-8524(01)00032-3. PMID 11499578.
Dopunska literatura
uredi- Fluck, E. (1973). "The Chemistry of Phosphine". Topics in Current Chemistry. Fortschritte der Chemischen Forschung. 35: 1–64. doi:10.1007/BFb0051358. ISBN 3-540-06080-4.
- WHO (World Health Organisation) (1988). Phosphine and Selected Metal Phosphides. Environmental Health Criteria. 73. Geneva: Joint sponsorship of UNEP, ILO and WHO.
Vanjski linkovi
uredi