Fosfina to trujący gaz, który w czystej postaci jest bezbarwny i bezwonny. Z chemicznego punktu widzenia jest to lotny związek wodorowy fosforu. W chemii wzór na fosfinę to - PH3. Ze względu na swoje właściwości ma pewne podobieństwa do amoniaku. Substancja jest bardzo niebezpieczna, ponieważ ma wysoką toksyczność i skłonność do samozapłonu.
Odbierz
Najbardziej zbadanym sposobem uzyskania fosfiny jest reakcja oddziaływania białego fosforu z mocnym roztworem zasady po podgrzaniu. W tym przypadku fosfor dysproporcjonuje na metafosforan i fosfinę. Produktami ubocznymi tej reakcji są difosfina (P2H4) i wodór, więc wydajność tej reakcji jest niewielka i nie przekracza 40 %.
Powstała difosfina w medium reakcyjnym reaguje z alkaliami, w wyniku czego powstaje fosfina i wodór.
I podfosforyn uzyskany w tych reakcjach, zoddziaływanie z alkaliami przechodzi w fosforan z uwolnieniem wodoru.
NaH2PO2 + 2NaOH=2H2 + Na 3PO4
Po zakończeniu wszystkich reakcji, w wyniku oddziaływania alkaliów na fosfor powstają fosforowodory, wodór i fosforany. Ta metoda produkcji może być również prowadzona z tlenkami alkalicznymi zamiast alkaliów. To doświadczenie jest bardzo piękne, ponieważ powstała dyfosfina natychmiast zapala się i płonie w postaci iskier, tworząc coś, co wygląda jak fajerwerki.
Pod wpływem wody lub kwasu fosforki metali również wytwarzają fosfinę.
Podczas termicznego rozkładu kwasu fosforawego lub jego redukcji wodorem, podczas izolacji tworzy się również fosfina.
Sole fosfoniowe rozkładają się lub reagują z niektórymi substancjami, dając fosfinę.
Właściwości fizyczne
Fosfina to bezbarwny, bezwonny gaz. Ale fosfina techniczna (z pewnymi zanieczyszczeniami) może mieć charakterystyczny nieprzyjemny zapach, który jest opisywany na różne sposoby. Nieco cięższy od powietrza, w temperaturze -87,42 °C upłynnia się, aw temperaturze -133,8 °C zamienia się w ciało stałe. Tak niskie temperatury wrzenia i topnienia są spowodowane raczej słabymi wiązaniami wodorowymi. Substancja jest praktycznie nierozpuszczalna w wodzie, ale w pewnych warunkach tworzy z wodą niestabilne hydraty. Dobrze rozpuśćmy w etanolu i eterze dietylowym. Gęstość fosfiny w normalnych warunkach wynosi 0.00153 g/cm3.
Właściwości chemiczne
Jak już wspomniano, wzór chemiczny fosfiny to PH3. Chociaż fosfina jest podobna do amoniaku, ma szereg różnic w interakcjach z innymi substancjami. Cechy te wynikają z faktu, że wiązania chemiczne w fosfinie (jak widać ze wzoru) są kowalencyjne słabo polarne. Są mniej polarne niż w amoniaku i dlatego są trwalsze.
Przy silnym podgrzaniu (około 450 °C) bez dostępu tlenu, fosfina rozkłada się na proste substancje.
2PH3 → 2P + 3H2
W temperaturach powyżej 100°C PH3 zapala się samoczynnie poprzez reakcję z tlenem atmosferycznym. Próg temperatury można obniżyć za pomocą światła ultrafioletowego. Z tego powodu fosfina uwalniana z bagien często samoczynnie zapala się, powodując pojawienie się tzw.
PH3 + 2O2 → H3PO4
Ale może również wystąpić proste spalanie. Następnie tworzą się bezwodnik fosforowy i woda.
2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O
Podobnie jak amoniak, fosfina może tworzyć sole w reakcji z halogenowodorami.
PH3 + HI→ PH4I
PH3 + HCl→ PH4Cl
Na podstawie wzoru fosfiny możemy powiedzieć, że zawarty w niej fosfor ma najniższy stopień utlenienia. Z tego powodu jest dobrym środkiem redukującym.
PH3 + 2I2+ 2H2O → H 3PO2 + 4HI
PH3 + 8HNO3→H3PO4 + 8NO2 + 4H2 O
Aplikacja
Ze względu na wysoką toksyczność fosfina znalazła zastosowanie w fumigacji, czyli niszczeniu różnego rodzaju szkodników (owadów, gryzoni) za pomocą gazu. Do tych zabiegów służą specjalne urządzenia - fumigatory, za pomocą których gaz jest rozpylany w pomieszczeniach. Zazwyczaj fosfinę lub preparaty na jej bazie poddaje się działaniu magazynów zbóż, gotowych produktów spożywczych, mebli, a także bibliotek, pomieszczeń fabrycznych, wagonów kolejowych i innych pojazdów. Zaletą tego zabiegu jest to, że fosfina, nawet w niewielkich stężeniach, łatwo wnika w trudno dostępne miejsca i nie wchodzi w żaden sposób w interakcje z metalami, drewnem i tkaninami.
Pomieszczenie jest traktowane fosfiną, jest przechowywane w stanie zamkniętym przez 5-7 dni. Następnie konieczne jest przeprowadzenie wentylacji przez co najmniej dwa dni, w przeciwnym razie przebywanie w niej osoby jest niebezpieczne. Po tym fosfina nie pozostawia śladów nawet na żywności, zbożu i innych towarach.
Fosfina jest również wykorzystywana w syntezie niektórych substancji, zwłaszcza organicznych. Można z niego również uzyskać chemicznie czysty fosfor, półprzewodniki są domieszkowane fosfiną.
Toksykologia
Fosfina jest niezwykle toksycznym związkiem. Szybko przechodzi przez drogi oddechowe i oddziałuje na błony śluzowe organizmu. Może to spowodować zaburzenia układu nerwowego, a także ogólnie metabolizm. Oznaki zatrucia mogą obejmować zawroty głowy, nudności, wymioty, ból głowy, zmęczenie, a czasem nawetdrgawki. W ciężkich przypadkach odejścia osoba może stracić przytomność lub przestać oddychać i bić serca. Maksymalne dopuszczalne stężenie fosfiny w powietrzu wynosi 0,1 mg/m3. Stężenie 10 mg/m3 natychmiast śmiertelne.
Pierwszą rzeczą, jaką należy zrobić z ofiarami zatrucia fosfiną, jest wyniesienie ich na świeże powietrze i uwolnienie ich od skażonej odzieży. Zaleca się również polewanie ofiary wodą, aby szybko usunąć pozostały toksyczny gaz. Leczenie szpitalne obejmuje stosowanie maski tlenowej, monitorowanie pracy serca i stanu wątroby oraz leczenie obrzęku płuc. Pacjent musi być monitorowany przez co najmniej 2-3 dni, nawet jeśli nie ma widocznych oznak zatrucia. Niektóre objawy mogą pojawić się dopiero kilka dni po ekspozycji na fosfinę.
