Fosfine is een giftig gas dat in zijn pure vorm kleur- en geurloos is. Chemisch gezien is het een vluchtige waterstofverbinding van fosfor. In de scheikunde is de formule voor fosfine - PH3. Door zijn eigenschappen heeft het enkele overeenkomsten met ammoniak. De stof is zeer gevaarlijk, omdat het een hoge toxiciteit heeft en de neiging heeft om zelf te ontbranden.
Ontvangen
De best bestudeerde manier om fosfine te verkrijgen, is de reactie van de interactie van witte fosfor met een sterke alkalische oplossing bij verhitting. In dit geval disproportioneert fosfor in metafosfaat en fosfine. Bijproducten van deze reactie zijn difosfine (P2H4) en waterstof, dus de opbrengst van deze reactie is klein en niet hoger dan 40 %.
Het resulterende difosfine in het reactiemedium reageert met alkali, wat resulteert in de vorming van fosfine en waterstof.
En het hypofosfiet verkregen in deze reacties, metinteractie met alkali, gaat in fosfaat met de afgifte van waterstof.
NaH2PO2 + 2NaOH=2H2 + Na 3PO4
Na voltooiing van alle reacties, als gevolg van de interactie van alkali op fosfor, worden fosfine, waterstof en fosfaat gevormd. Deze productiemethode kan ook worden uitgevoerd met alkalioxiden in plaats van alkaliën. Deze ervaring is heel mooi, omdat het resulterende difosfine onmiddellijk ontbrandt en brandt in de vorm van vonken, waardoor iets wordt gevormd dat op vuurwerk lijkt.
Bij blootstelling aan water of zuur produceren metaalfosfiden ook fosfine.
Tijdens de thermische ontleding van fosforigzuur of de reductie ervan met waterstof, wordt ook fosfine gevormd op het moment van isolatie.
Fosfoniumzouten ontleden of reageren met bepaalde stoffen om fosfine te geven.
Fysieke eigenschappen
Fosfine is een kleurloos, geurloos gas. Maar technische fosfine (met enkele onzuiverheden) kan een karakteristieke onaangename geur hebben, die op verschillende manieren wordt beschreven. Iets zwaarder dan lucht, bij -87,42 °C wordt het vloeibaar en bij -133,8 °C wordt het een vaste stof. Dergelijke lage kook- en smeltpunten zijn te wijten aan vrij zwakke waterstofbruggen. De stof is praktisch onoplosbaar in water, maar vormt onder bepaalde omstandigheden instabiele hydraten met water. Laten we goed oplossen in ethanol en diethylether. De dichtheid van fosfine onder normale omstandigheden is 0.00153 g/cm3.
Chemische eigenschappen
Zoals reeds vermeld, is de chemische formule van fosfine PH3. Hoewel fosfine vergelijkbaar is met ammoniak, heeft het een aantal verschillen in interacties met andere stoffen. Deze kenmerken zijn te wijten aan het feit dat de chemische bindingen in fosfine (het wordt duidelijk uit de formule) covalent zwak polair zijn. Ze zijn minder polair dan in ammoniak en daarom duurzamer.
Bij sterke verhitting (ongeveer 450 °C) zonder toegang tot zuurstof, ontleedt fosfine in eenvoudige stoffen.
2PH3 → 2P + 3H2
Bij temperaturen boven 100 °C PH3 ontbrandt zichzelf door te reageren met atmosferische zuurstof. De temperatuurdrempel kan worden verlaagd met ultraviolet licht. Om deze reden ontbrandt fosfine dat vrijkomt uit moerassen vaak spontaan, waardoor de zogenaamde "will-o'-fires" verschijnen.
PH3 + 2O2 → H3PO4
Maar eenvoudige verbranding kan ook optreden. Fosforzuuranhydride en water worden dan gevormd.
2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O
Net als ammoniak kan fosfine zouten vormen door te reageren met waterstofhalogeniden.
PH3 + HI→ PH4I
PH3 + HCl→ PH4Cl
Op basis van de formule van fosfine kunnen we zeggen dat fosfor daarin de laagste oxidatietoestand heeft. Om deze reden is het een goed reductiemiddel.
PH3 + 2I2+ 2H2O → H 3PO2 + 4HI
PH3 + 8HNO3→H3PO4 + 8NO2 + 4H2 O
Toepassing
Vanwege zijn hoge toxiciteit is fosfine toegepast bij fumigatie, d.w.z. de vernietiging van verschillende soorten ongedierte (insecten, knaagdieren) met behulp van gas. Voor deze procedures zijn er speciale apparaten - fumigatormachines, waarmee gas binnenshuis wordt gespoten. Gewoonlijk worden fosfine of preparaten op basis daarvan behandeld met magazijnen van graangewassen, kant-en-klare voedingsproducten, meubels, evenals bibliotheken, fabrieksgebouwen, treinwagons en andere voertuigen. Het voordeel van deze behandeling is dat fosfine, zelfs in kleine concentraties, gemakkelijk doordringt tot moeilijk bereikbare plaatsen en op geen enkele manier in wisselwerking staat met metalen, hout en stof.
De kamer wordt behandeld met fosfine en wordt 5-7 dagen in een afgesloten staat bewaard. Daarna is het noodzakelijk om gedurende ten minste twee dagen te ventileren, anders is het gevaarlijk voor een persoon om erin te zijn. Daarna laat fosfine geen sporen achter, zelfs niet op voedsel, graan en andere goederen.
Fosfine wordt ook gebruikt bij de synthese van bepaalde stoffen, vooral organische. Ook kan er chemisch zuivere fosfor uit gewonnen worden, halfgeleiders worden gedoteerd met fosfine.
Toxicologie
Fosfine is een uiterst giftige verbinding. Het passeert snel de luchtwegen en interageert met de slijmvliezen van het lichaam. Dit kan verstoring van het zenuwstelsel veroorzaken, evenals het metabolisme in het algemeen. Tekenen van vergiftiging kunnen zijn: duizeligheid, misselijkheid, braken, hoofdpijn, vermoeidheid, soms zelfsstuiptrekkingen. In ernstige gevallen van vertrek kan een persoon het bewustzijn verliezen of stoppen met ademen en hartslag. De maximaal toelaatbare concentratie fosfine in de lucht is 0,1 mg/m3. Een concentratie van 10 mg/m²3 onmiddellijk dodelijk.
Het eerste wat je moet doen met slachtoffers van fosfinevergiftiging is om ze naar de frisse lucht te brengen en ze te bevrijden van besmette kleding. Het wordt ook aanbevolen om het slachtoffer met water te overgieten om het resterende giftige gas snel te verwijderen. Intramurale behandeling omvat het gebruik van een zuurstofmasker, monitoring van de hartslag en leverconditie en behandeling van longoedeem. De patiënt moet minimaal 2-3 dagen worden gecontroleerd, ook als er geen zichtbare tekenen van vergiftiging zijn. Sommige symptomen verschijnen mogelijk pas enkele dagen na blootstelling aan fosfine.
