Fosforus pentaklorida

Fosforus pentaklorida
Fosforus pentaklorida
Nama
	Nama IUPAC Fosforus pentaklorida; Fosfor(V) klorida
	Nama lain Pentaklorofosforana
Penanda
Nomor CAS	10026-13-8 ;
Model 3D (JSmol)	Gambar interaktif;
3DMet	{{{3DMet}}}
ChemSpider	23204 ;
Nomor EC
PubChem CID	24819;
Nomor RTECS	{{{value}}}
UNII	0EX753TYDUTemplat:Fdite;
Nomor UN	1806
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID9033896 ;
	InChI InChI=1S/Cl5P/c1-6(2,3,4)5 Key: UHZYTMXLRWXGPK-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/Cl5P/c1-6(2,3,4)5 Key: UHZYTMXLRWXGPK-UHFFFAOYAP;
	SMILES ClP(Cl)(Cl)(Cl)Cl;
Sifat
Rumus kimia	Cl5P
Massa molar	208,22 g·mol−1
Penampilan	kristal tak berwarna
Bau	berbau menyengat
Densitas	2.1 g/cm3
Titik lebur	1.605 °C (2.921 °F; 1.878 K)
Titik didih	1.668 °C (3.034 °F; 1.941 K) sublimasi
Kelarutan dalam air	terurai; (eksotermik)
Kelarutan	larut dalam CS2, klorokarbon, benzena
Tekanan uap	1.11 kPa (80 °C); 4.58 kPa (100 °C)
Struktur
Struktur kristal	tetragonal
Geometri koordinasi	D3h (trigonal bipiramidal)
Momen dipol	0 D
Termokimia
Kapasitas kalor (C)	111.5 J/mol·K
Entropi molar standar (So)	364.2 J/mol·K
Bahaya
Lembar data keselamatan	ICSC 0544
Piktogram GHS
Keterangan bahaya GHS	{{{value}}}
Pernyataan bahaya GHS	H302, H314, H330, H373
Langkah perlindungan GHS	P260, P280, P284, P305+351+338, P310
Titik nyala	Tak mudah terbakar
	Dosis atau konsentrasi letal (LD, LC):
LD50 (dosis median)	660 mg/kg (tikus, oral)
LC50 (konsentrasi median)	205 mg/m3 (tikus)
LCLo (terendah tercatat)	1020 mg/m3 (tikus, 10 menit)
	Batas imbas kesehatan AS (NIOSH):
PEL (yang diperbolehkan)	TWA 1 mg/m3
REL (yang direkomendasikan)	TWA 1 mg/m3
IDLH (langsung berbahaya)	70 mg/m3
Senyawa terkait
Related fosforus pentahalida	Fosforus pentafluorida; Fosforus pentabromida; Fosforus pentaiodida
Senyawa terkait	Fosforus triklorida; Fosforil klorida
	Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada suhu dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa).
	verifikasi (apa ini ?)
	Referensi

Fosforus pentaklorida adalah senyawa kimia dengan rumus kimia PCl₅. Senyawa ini merupakan salah satu klorida fosforus yang penting, yang lainnya termasuk PCl₃ dan POCl₃. PCl₅ digunakan sebagai pereaksi pengklorinasi. Senyawa ini merupakan padatan tak berwarna, sensitif terhadap air dan kelembapan, meskipun sampel komersial bisa berwarna kekuningan dan terkontaminasi dengan hidrogen klorida.

Struktur

Struktur untuk fosforus klorida selalu konsisten dengan teori VSEPR. Struktur dari PCl₅ bergantung pada lingkungannya. Gas dan lelehan PCl₅ merupakan molekul netral dengan simetri trigonal bipiramidal (D_3h). Keadaan hipervalen dari spesi ini (seperti halnya PCl−6, lihat di bawah) dapat dijelaskan dengan penyertaan OM non-ikatan (teori orbital molekul) atau resonansi (teori ikatan valensi). Struktur trigonal bipiramidal ini tetap ada dalam pelarut non-polar, seperti CS₂ dan CCl₄.^[5] Dalam keadaan padat PCl₅ bersifat ionik, memiliki rumus PCl+4PCl−6.^[6]

Dalam larutan pelarut polar, PCl₅ mengalami "autoionisasi".^[7] Larutan encer terdisosiasi menurut persamaan berikut:

PCl₅

[PCl+4]Cl⁻

Pada konsentrasi tinggi, suatu kesetimbangan kedua menjadi lebih ada:

2 PCl₅

[PCl+4][PCl₆⁻]

Kation PCl+4 dan anion PCl−6 merupakan tetrahedral dan oktahedral, berturut-turut. Pada suatu waktu, PCl₅ dalam larutan diperkirakan membentuk struktur dimer, P₂Cl₁₀, Namun saran ini tidak didukung oleh pengukuran spektroskopi Raman.

Pentaklorida terkait

AsCl₅ dan SbCl₅ juga mengadopsi struktur trigonal bipiramidal. Jarak ikatan yang relevan adalah 211 (As-Cl_eq), 221 (As-Cl_ax), 227 (Sb-Cl_eq), dan 233.3 pm (Sb-Cl_ax ).^[8] Pada suhu rendah, SbCl₅ terkonversi menjadi dimer, bioktahedral Sb₂Cl₁₀, secara sttruktur berhubungan dengan niobium pentaklorida.

Preparasi

PCl₅ disiapkan dengan klorinasi PCl₃.^[9] Reaksi ini digunakan untuk memproduksi sekitar 10,000,000 kg/tahun PCl₅ (per 2000).^[6]

PCl₃ + Cl₂

PCl₅ (ΔH = −124 kJ/mol)

PCl₅ hadir dalam kesetimbangan dengan PCl₃ dan klorin, serta pada suhu 180 °C derajat disosiasinya kira-kira 40%.^[6] Karena kesetimbangannya, sampel PCl₅ terkadang mengandung klorin, yang menimbulkan warna kehijauan.

Reaksi

Hidrolisis

Dalam reaksinya yang paling dicirikan, PCl₅ bereaksi setelah kontak dengan air untuk melepaskan hidrogen klorida dan memnghasilkan oksida fosforus. Produk hidrolisis pertama adalah fosforus oksiklorida:

PCl₅ + H₂O → POCl₃ + 2 HCl

Dalam air panas, hidrolisis berlangsung menyeluruh menjadi asam orto-fosfat:

PCl₅ + 4 H₂O → H₃PO₄ + 5 HCl

Klorinasi senyawa organik

Dalam kimia sintetis, dua kelas klorinasi biasanya menarik: klorinasi oksidatif dan klorinasi substitusi. Klorinasi oksidatif memerlukan transfer Cl₂ dari pereaksi ke substrat. Klorinasi substitusi mensyaratkan penggantian gugus O atau OH dengan klorida. PCl₅ dapat digunakan pada kedua proses tersebut.

Setelah perlakuan dengan PCl₅, asam karboksilat dikonversi menjadi asil klorida yang sesuai.^[10] Mekanisme berikut telah diajukan:^[11]

Senyawa ini juga mengubah alkohol menjadi alkil klorida. Tionil klorida lebih umum digunakan di laboratorium karena SO₂ lebih mudah dipisahkan dari produk organik dibandingkan POCl₃.

PCl₅ bereaksi dengan amida tersier, seperti DMF, untuk menghasilkan dimetilklorometilenamonium klorida, yang disebut sebagai pereaksi Vilsmeier, [(CH₃)₂NCClH]Cl. Lebih khusus, suatu garam terkait dihasilkan dari reaksi DMF dan POCl₃. Pereaksi tersebut berguna dalam preparasi turunan benzaldehida melalui formilasi dan untuk mengubah gugus C-OH menjadi gugus C-Cl.^[12]

Senyawa ini khususnya dikenal karena mengubah gugus C=O menjadi gugus CCl₂.^[13] Sebagai contoh, benzofenon dan fosforus pentaklorida bereaksi menghasilkan difenildiklorometana:^[14]

(C₆H₅)₂CO + PCl₅ → (C₆H₅)₂CCl₂ + POCl₃

Karakter elektrofil PCl₅ disorot oleh reaksinya dengan stirena untuk memberi, setelah hidrolisis, turunan asam fosfonat.^[15]

Perbandingan dengan pereaksi terkait

Baik PCl₃ dan PCl₅ mengubah gugus R₃COH menjadi klorida R₃CCl. Namun, pentaklorida merupakan sumber klorin dalam banyak reaksi. Senyawa ini mengklorinasi ikatan CH alilik dan benzilik. PCl₅ memiliki kemiripan yang lebih besar dengan SO₂Cl₂, juga merupakan sumber dari Cl₂. Untuk klorinasi oksidatif pada skala laboratorium, sulfuril klorida sering disukai dibanding PCl₅ karena produk samping gas SO₂ mudah dipisahkan.

Klorinasi senyawa anorganik

Sedangkan untuk reaksi dengan senyawa organik, penggunaan PCl₅ telah digantikan oleh SO₂Cl₂. Reaksi fosforus pentoksida dan PCl₅ menghasilkan POCl₃:^[16]

6 PCl₅ + P₄O₁₀ → 10 POCl₃

PCl₅ mengklorinasi nitrogen dioksida untuk membentuk nitronium klorida:

PCl₅ + 2 NO₂ → PCl₃ + 2 NO₂Cl

PCl₅ adalah prekursor bagi litium heksafluorofosfat, LiPF₆, suatu elektrolit dalam baterai ion litium. LiPF₆ juga diproduksi melalui reaksi PCl₅ dengan litium fluorida, dengan litium klorida sebagai produk samping:

PCl₅ + 6 LiF → LiPF₆ + 5 LiCl

Keamanan

PCl₅ adalah zat berbahaya karena bereaksi keras dengan air.

Lihat pula

Fosforus triklorida

Referensi

^ ^a ^b ^c ^d ^e "NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0509". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
^ ^a ^b ^c Phosphorus pentachloride dalam Linstrom, P.J.; Mallard, W.G. (eds.) NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg MD. http://webbook.nist.gov (diakses tanggal 2014-05-15)
^ ^a ^b ^c Phosphorus pentachloride
^ ^a ^b ^c "Fosforus pentaklorida". Immediately Dangerous to Life and Health. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
^ D. E. C. Corbridge (1995). Phosphorus: an outline of its chemistry, biochemistry, and uses. Elsevier Science Ltd. ISBN 0-444-89307-5.
^ ^a ^b ^c Arnold F. Holleman; Egon Wiber; Nils Wiberg (2001). Inorganic Chemistry. Academic Press. ISBN 978-0-12-352651-9.
^ Suter, R. W.; Knachel, H. C.; Petro, V. P.; Howatson, J. H.; S. G. Shore, S. G. (1978). "Nature of Phosphorus(V) Chloride in Ionizing and Nonionizing Solvents". J. Am. Chem. Soc. 95 (5): 1474–1479. doi:10.1021/ja00786a021.
^ Haupt, S.; Seppelt, K. (2002). "Solid State Structures of AsCl₅ and SbCl₅". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 628 (4): 729–734. doi:10.1002/1521-3749(200205)628:4<729::AID-ZAAC729>3.0.CO;2-E.
^ R. N. Maxson,"Phosphorus Pentachloride" Inorganic Syntheses 1939, vol. 1, pp. 99–100. doi:10.1002/9780470132326.ch34
^ Adams, R.; Jenkins, R. L. (1941). "p-Nitrobenzoyl chloride". Org. Synth.; Coll. Vol. 1: 394.
^ Clayden, Jonathan (2005). Organic chemistry (edisi ke-Reprinted (with corrections).). Oxford [u.a.]: Oxford Univ. Press. ISBN 978-0-19-850346-0.
^ Burks, Jr., J. E. "Phosphorus(V) Chloride" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI:10.1002/047084289.
^ Gross, H.; Rieche, A.; Höft, E.; Beyer, E. (1973). "Dichloromethyl Methyl Ether". Org. Synth.; Coll. Vol. 5: 365.
^ Spaggiari, Alberto; Daniele Vaccari; Paolo Davoli; Giovanni Torre; Fabio Prati (2007). "A Mild Synthesis of Vinyl Halides andgem-Dihalides Using Triphenyl Phosphite−Halogen-Based Reagents". The Journal of Organic Chemistry. 72 (6): 2216–2219. doi:10.1021/jo061346g. ISSN 0022-3263. PMID 17295542.
^ Schmutzler, R. (1973). "Styrylphosphonic dichloride". Org. Synth.; Coll. Vol. 5: 1005.
^ Frank Albert Cotton (1999). Advanced inorganic chemistry. Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-19957-1.

Pranala luar

The period 3 chlorides Diarsipkan 2016-11-22 di Wayback Machine.
International Chemical Safety Card 0544 Diarsipkan 2023-05-29 di Wayback Machine.
CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards Diarsipkan 2023-03-31 di Wayback Machine.

[PGCH-1] "NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0509". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).

[nist-2] Phosphorus pentachloride dalam Linstrom, P.J.; Mallard, W.G. (eds.) NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg MD. http://webbook.nist.gov (diakses tanggal 2014-05-15)

[sigma-3] Phosphorus pentachloride

[IDLH-4] "Fosforus pentaklorida". Immediately Dangerous to Life and Health. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).

[5] D. E. C. Corbridge (1995). Phosphorus: an outline of its chemistry, biochemistry, and uses. Elsevier Science Ltd. ISBN 0-444-89307-5.

[Holleman-6] Arnold F. Holleman; Egon Wiber; Nils Wiberg (2001). Inorganic Chemistry. Academic Press. ISBN 978-0-12-352651-9.

[7] Suter, R. W.; Knachel, H. C.; Petro, V. P.; Howatson, J. H.; S. G. Shore, S. G. (1978). "Nature of Phosphorus(V) Chloride in Ionizing and Nonionizing Solvents". J. Am. Chem. Soc. 95 (5): 1474–1479. doi:10.1021/ja00786a021.

[8] Haupt, S.; Seppelt, K. (2002). "Solid State Structures of AsCl₅ and SbCl₅". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 628 (4): 729–734. doi:10.1002/1521-3749(200205)628:4<729::AID-ZAAC729>3.0.CO;2-E.

[9] R. N. Maxson,"Phosphorus Pentachloride" Inorganic Syntheses 1939, vol. 1, pp. 99–100. doi:10.1002/9780470132326.ch34

[10] Adams, R.; Jenkins, R. L. (1941). "p-Nitrobenzoyl chloride". Org. Synth.; Coll. Vol. 1: 394.

[11] Clayden, Jonathan (2005). Organic chemistry (edisi ke-Reprinted (with corrections).). Oxford [u.a.]: Oxford Univ. Press. ISBN 978-0-19-850346-0.

[Burks-12] Burks, Jr., J. E. "Phosphorus(V) Chloride" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI:10.1002/047084289.

[13] Gross, H.; Rieche, A.; Höft, E.; Beyer, E. (1973). "Dichloromethyl Methyl Ether". Org. Synth.; Coll. Vol. 5: 365.

[Spaggiari2007-14] Spaggiari, Alberto; Daniele Vaccari; Paolo Davoli; Giovanni Torre; Fabio Prati (2007). "A Mild Synthesis of Vinyl Halides andgem-Dihalides Using Triphenyl Phosphite−Halogen-Based Reagents". The Journal of Organic Chemistry. 72 (6): 2216–2219. doi:10.1021/jo061346g. ISSN 0022-3263. PMID 17295542.

[15] Schmutzler, R. (1973). "Styrylphosphonic dichloride". Org. Synth.; Coll. Vol. 5: 1005.

[16] Frank Albert Cotton (1999). Advanced inorganic chemistry. Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-19957-1.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]