fosfin - Phosphine
|
|||
İsimler | |||
---|---|---|---|
IUPAC adı
fosfan
|
|||
Diğer isimler
Fosfamin
Fosfor trihidrit Fosforlu hidrojen |
|||
tanımlayıcılar | |||
3B model ( JSmol )
|
|||
chebi | |||
Kimyasal Örümcek | |||
ECHA Bilgi Kartı | 100.029.328 | ||
AT Numarası | |||
287 | |||
PubChem Müşteri Kimliği
|
|||
RTECS numarası | |||
ÜNİİ | |||
BM numarası | 2199 | ||
CompTox Panosu ( EPA )
|
|||
|
|||
|
|||
Özellikler | |||
PH 3 | |||
Molar kütle | 33.99758 g/mol | ||
Dış görünüş | renksiz gaz | ||
Koku | balık benzeri veya sarımsak benzeri | ||
Yoğunluk | 1.379 g/l, gaz (25 °C) | ||
Erime noktası | -132.8 °C (−207.0 °F; 140.3 K) | ||
Kaynama noktası | −87,7 °C (−125,9 °F; 185,5 K) | ||
31,2 mg/100 ml (17 °C) | |||
çözünürlük | Alkol, çözünür eter , CS 2 çok az çözünen benzen , kloroform , etanol |
||
Buhar basıncı | 41,3 atm (20 °C) | ||
Eşlenik asit |
Fosfonyum (kimyasal formül PH+ 4) |
||
Kırılma indisi ( n D )
|
2.144 | ||
viskozite | 1,1×10 −5 Pa⋅s | ||
Yapı | |||
Köşeli piramit | |||
0,58 D | |||
Termokimya | |||
Isı kapasitesi ( C )
|
37 J/mol⋅K | ||
Std molar
entropi ( S |
210 J/mol⋅K | ||
Std
oluşum entalpisi (Δ f H ⦵ 298 ) |
5 kJ/mol | ||
Gibbs serbest enerjisi (Δ f G ˚)
|
13 kJ/mol | ||
Tehlikeler | |||
Güvenlik Bilgi Formu | ICSC 0694 | ||
GHS piktogramları | |||
NFPA 704 (ateş elması) | |||
Alevlenme noktası | Yanıcı gaz | ||
38 °C (100 °F; 311 K) (metne bakın) | |||
Patlayıcı limitler | 1.79–98% | ||
Ölümcül doz veya konsantrasyon (LD, LC): | |||
LD 50 ( ortalama doz )
|
3.03 mg/kg (sıçan, oral) | ||
LC 50 ( ortanca konsantrasyon )
|
11 ppm (sıçan, 4 saat) | ||
LC Lo ( yayınlanan en düşük )
|
1000 ppm (memeli, 5 dakika) 270 ppm (fare, 2 saat) 100 ppm (kobay, 4 saat) 50 ppm (kedi, 2 saat) 2500 ppm (tavşan, 20 dakika) 1000 ppm (insan, 5 dakika) |
||
NIOSH (ABD sağlığa maruz kalma sınırları): | |||
PEL (İzin Verilebilir )
|
TWA 0.3 ppm (0.4 mg / m 3 ) | ||
REL (Önerilen)
|
TWA 0,3 ppm (0,4 mg/m 3 ), ST 1 ppm (1 mg/m 3 ) | ||
IDLH (Ani tehlike)
|
50 sayfa/dk | ||
Bağıntılı bileşikler | |||
Diğer katyonlar
|
|||
Bağıntılı bileşikler
|
|||
Aksi belirtilmediği sürece, veriler standart durumdaki malzemeler için verilmiştir (25 °C [77 °F], 100 kPa'da). |
|||
doğrulamak ( nedir ?) | |||
Bilgi kutusu referansları | |||
Fosfin ( IUPAC adı: fosfan ), PH 3 kimyasal formülüne sahip , bir pniktojen hidrit olarak sınıflandırılan renksiz, yanıcı, çok zehirli bir gaz bileşiğidir . Saf fosfin kokusuzdur, ancak teknik sınıf numuneler , ikame edilmiş fosfin ve difosfan (P 2 H 4 ) varlığından dolayı, çürüyen balık gibi oldukça hoş olmayan bir kokuya sahiptir . P 2 H 4 eser miktarda mevcut olduğunda, PH 3 havada kendiliğinden yanıcıdır ( piroforik ), parlak bir alevle yanar. Fosfin oldukça zehirli bir solunum zehiridir ve 50 ppm'de yaşam veya sağlık için hemen tehlikelidir . Fosfin trigonal piramidal bir yapıya sahiptir.
Fosfin da sınıfına genel adıdır organofosfor bileşikleri , bir ya da PH hidrojen atomlarının her biri içinde 3 ile değiştirildiği bir organik türevi , genel formül PH sahip olan, 3-n R, n . Organofosfinler katalizörlerde önemlidir .
Tarih
Lavoisier'in bir öğrencisi olan Philippe Gengembre (1764-1838), ilk olarak 1783'te beyaz fosforu sulu bir potasyum (potasyum karbonat) çözeltisi içinde ısıtarak fosfini elde etti .
Belki de elementel fosfor ile güçlü ilişkisinden dolayı , fosfin bir zamanlar elementin gaz halindeki bir formu olarak kabul edildi, ancak Lavoisier (1789) onu fosfor ile hidrojenin bir kombinasyonu olarak kabul etti ve onu fosfür d' hidrojen (hidrojen fosfiti) olarak tanımladı .
1844 yılında Paul Thenard, Fransız kimyagerin son Louis Jacques Thenard , kullanılmış soğuk tuzak elde edilmiş fosfin ayrı difosfin için kalsiyum fosfit böylece P gösteren, 2 H 4 PH ile ilişkili kendiliğinden alev sorumludur 3 ve ayrıca bir polimerizasyon ürünü olan yüzeylerde oluşabilen karakteristik turuncu/kahverengi renk için. O PH olmak difosfin formülü olarak 2 ve elemental fosfor, yüksek polimer ve fosfin arasında böylece bir ara. Kalsiyum fosfit (nominal olarak Ca 3 p 2 ) daha fazla P üreten 2 H 4 için başlangıç malzemesi PP bağların ağır basması ve diğer fosfidler daha.
Adı "fosfin" birinci organik benzemelerinden, 1857 yılında bir organofosfor bileşikler için kullanılmıştır aminler (NR 3 ). Gaz PH 3 1865 (veya daha eski) tarafından "fosfin" olarak adlandırılmıştır.
Yapı ve özellikler
PH 3 a, üç köşeli piramit molekülü Cı 3 v moleküler simetri . Uzunluğu P-H-bağı 1.42 olan A , H-P, H bağ açıları 93.5 olan ° . Dipol momenti 0.58 D olan artar ikame ait metil gruplarının seri: CH 3 PH 2 , 1.10 D; (CH 3 ) 2 PH, 1.23 D; (CH 3 ) 3 P, 1.19 D. Tersine, aminlerin dipol momentleri, dipol momenti 1.47 D olan amonyaktan başlayarak, ikame ile azalır . Düşük dipol momenti ve neredeyse dik bağ açıları, PH 3 P−H bağları neredeyse tamamen pσ(P) – sσ(H)'dir ve fosfor 3s yörüngesi bu molekülde fosfor ve hidrojen arasındaki bağa çok az katkıda bulunur. Bu nedenle, fosfor üzerindeki yalnız çiftin ağırlıklı olarak fosforun 3s orbitalinden oluştuğu kabul edilebilir. 31 P NMR spektrumundaki fosfor atomunun yukarı-alan kimyasal kayması , yalnız çift elektronların 3s yörüngesini işgal ettiği sonucuyla uyumludur (Fluck, 1973). Bu elektronik yapı eksikliğine yol açar nükleofilisi genel olarak ve özellikle baziklik (s eksikliği K aH zayıf oluşturmak üzere bir yetenek gibi, = -14) hidrojen bağları .
Sulu çözünürlük PH 3 azdır; 0.22 cm 3 1 cm gaz çözer 3 su içerir. Fosfin, polar olmayan P-H bağları nedeniyle polar olmayan çözücülerde suya göre daha kolay çözünür . Suda teknik olarak amfoteriktir , ancak asit ve baz aktivitesi zayıftır. Proton değişimi bir fosfonyum ( PH+
4) asidik çözeltilerde ve fosfanid yoluyla iyon ( PH-
2) yüksek pH'da, denge sabitleri K b =4 x 10 -28 ve K , bir =41.6 × 10 -29 .
Fosfin yanıkları yoğun beyaz bir fosforik asit bulutu oluşturur :
- PH 3 + 2 O 2 → H 3 PO 4
Hazırlık ve oluşum
Fosfin çeşitli şekillerde hazırlanabilir. Endüstriyel olarak, beyaz fosforun sodyum veya potasyum hidroksit ile reaksiyonu ile yan ürün olarak potasyum veya sodyum hipofosfit üreterek yapılabilir .
- 3 KOH + P 4 + 3 H 2 O → 3 KH 2 PO 2 + PH 3
Alternatif olarak, beyaz fosforun asit katalizli orantısızlaştırılması fosforik asit ve fosfin verir . Her iki güzergahın da endüstriyel önemi vardır; asit yolu, fosfinin sübstitüe edilmiş fosfinlere daha fazla reaksiyonu gerekiyorsa tercih edilen yöntemdir. Asit yolu, saflaştırma ve basınçlandırma gerektirir. Alüminyum fosfit veya kalsiyum fosfit gibi bir metal fosfitin hidrolizi ile de (yukarıda açıklandığı gibi) yapılabilir . P serbest fosfin saf örnekleri, 2 H 4 , aksiyonunu kullanarak hazırlanabilir potasyum hidroksit üzerinde fosfonyum iyodür (PH 4 I) '.
Laboratuvar yolları
Bu laboratuarda hazırlanan orantısını ve fosforus asit
- 4 H 3 PO 3 → PH 3 + 3 H 3 PO 4
Fosfin evrimi yaklaşık 200 °C'de gerçekleşir. Alternatif yöntemler, alüminyum fosfit , kalsiyum fosfit ve tris(trimetilsilil)fosfinin hidrolizini içerir .
oluşum
Fosfin, çok düşük ve oldukça değişken konsantrasyonlarda Dünya atmosferinin bir bileşenidir. Küresel fosfor biyokimyasal döngüsüne önemli ölçüde katkıda bulunabilir . En olası kaynaktır indirgeme arasında fosfat , muhtemelen kısmen azalmalar ve ile, organik madde çürüyen disproportionations çevre sistemleri, doğrudan fosfini fosfat dönüştürmek için yeterli mukavemet indirgeme maddeleri bilinen olmadığı.
Jüpiter'in atmosferinde de bulunur .
Olası dünya dışı biyolojik imza
2020'de bir spektroskopik analizin Venüs'ün atmosferinde bilinen abiyotik süreçlerle açıklanabilecek miktarlarda fosfin belirtileri gösterdiği bildirildi . Bu çalışmanın daha sonra yeniden analizi, enterpolasyon hatalarının yapıldığını gösterdi, verilerin sabit algoritma ile yeniden analizi ya fosfin tespiti ile sonuçlanmadı ya da 1 ppb'lik çok daha düşük bir konsantrasyonla tespit edildi.
Uygulamalar
Organofosfor kimyası
Fosfin, birçok organofosfor bileşiğinin öncüsüdür . Tekstilde kullanılan tetrakis(hidroksimetil)fosfonyum klorürü vermek üzere hidrojen klorür varlığında formaldehit ile reaksiyona girer . Hydrophosphination Alkenlerin fosfinlerinkinden çeşitli rota yönlüdür. Örneğin, temel katalizörlerin varlığında PH 3 , akrilonitril gibi Michael alıcılarının ekler :
- PH 3 + 3, CH 2 = CHz → P (CH 2 CH 2 Z) 3 (Z NO 2 , CN ya da C (O) NH 2 )
Asit katalizi, izobütilen ve ilgili analogları ile hidrofosfinasyona uygulanabilir :
- PH 3 + R 2 = CH 2 → R, 2 (CH 3 ) CPH 2 (R, Me, alkil, vb olduğu)
mikroelektronik
Fosfin bir şekilde kullanılan katkı maddesi olarak yarı iletken endüstrisi ve biriktirilmesi için bir ön-madde bileşiği, yarı iletkenler . Ticari olarak önemli ürünler arasında galyum fosfit ve indiyum fosfit bulunur .
fümigant
İçin çiftlik kullanımı , peletleri alüminyum fosfit , kalsiyum fosfit , veya çinko fosfit atmosferik su veya kemirgenlerden mide asidi ile temas ettiğinde serbest bırakma fosfin. Bu topaklar ayrıca salınan fosfinin tutuşma veya patlama potansiyelini azaltan maddeler içerir . Daha yeni bir alternatif ya da CO ile seyreltme gerektirir fosfin gazdan kullanılmasıdır 2 ya da N 2 alevlenme noktası altına getirmek için ya da hava. Gazın kullanılması, metal fosfitin bıraktığı katı kalıntılarla ilgili sorunları ortadan kaldırır ve hedef zararlıların daha hızlı ve daha verimli kontrolünü sağlar.
Önceden popüler olan fumigant metil bromür , Montreal Protokolü kapsamında bazı ülkelerde aşamalı olarak kaldırıldığından , fosfin, depolanan ürün üzerinde kalıntı bırakmayan, yaygın olarak kullanılan, uygun maliyetli, hızlı etkili tek fumiganttır. Fosfine karşı yüksek düzeyde dirençli haşereler Asya, Avustralya ve Brezilya'da yaygın hale gelmiştir. Yüksek seviyeli direncin diğer bölgelerde de ortaya çıkması muhtemeldir, ancak bu kadar yakından izlenmemiştir. Dihidrolipoamid dehidrojenaz geninde fosfine karşı yüksek düzeyde dirence katkıda bulunan genetik varyantlar tanımlanmıştır . Bu genin tanımlanması artık dirençli böceklerin hızlı moleküler tanımlanmasına izin vermektedir.
Emniyet
Fosfin gazı havadan daha yoğundur ve bu nedenle alçak alanlarda toplanabilir. Hava ile patlayıcı karışımlar oluşturabilir ve kendi kendine tutuşabilir.
Fosfin inhalasyon yoluyla vücuda emilebilir. Fosfin sıvısı ile doğrudan temas – meydana gelme olasılığı düşük olsa da – diğer kriyojenik sıvılar gibi donmalara neden olabilir. Fosfin gazının ana hedef organı solunum yollarıdır. 2009 ABD Ulusal Mesleki Güvenlik ve Sağlık Enstitüsü (NIOSH) cep kılavuzuna ve ABD Mesleki Güvenlik ve Sağlık İdaresi (OSHA) yönetmeliğine göre, 8 saatlik ortalama solunum maruziyeti 0,3 ppm'yi geçmemelidir. NIOSH, fosfin gazına kısa süreli solunum maruziyetinin 1 ppm'yi geçmemesini tavsiye eder. Hayat veya sağlık için hemen Tehlikeli düzeyde 50 ppm'dir. Fosfin gazına aşırı maruz kalmak bulantı, kusma, karın ağrısı, ishal, susuzluk, göğüste sıkışma, nefes darlığı (solunum zorluğu), kas ağrısı, titreme, uyuşukluk veya senkop ve akciğer ödemine neden olur. Fosfinin 0,3 ppm'nin altındaki konsantrasyonlarda çürüyen balık veya sarımsak kokusuna sahip olduğu bildirilmiştir. Koku normalde laboratuvar alanları veya fosfin işleme ile sınırlıdır, çünkü koku fosfinin ortamdan ekstrakte edilme şeklinden gelir. Ancak, endüstriyel atık depolama alanları gibi başka yerlerde de meydana gelebilir. Daha yüksek konsantrasyonlara maruz kalmak koku yorgunluğuna neden olabilir .
toksisite
Ölümler, alüminyum fosfit veya fosfin içeren fümigasyon malzemelerine kazara maruz kalmaktan kaynaklanmıştır . İnhalasyon veya transdermal olarak absorbe edilebilir . Solunum zehiri olarak oksijenin taşınmasını etkiler veya vücuttaki çeşitli hücreler tarafından oksijen kullanımına müdahale eder. Maruz kalma pulmoner ödem ile sonuçlanır (akciğerler sıvı ile dolar). Fosfin gazı havadan ağır olduğu için yere daha yakın durur.
Fosfin, esas olarak bir redoks toksini gibi görünmektedir, oksidatif stres ve mitokondriyal işlev bozukluğunu indükleyerek hücre hasarına neden olur. Böceklerde direnç, bir mitokondriyal metabolik gendeki bir mutasyondan kaynaklanır.
Ayrıca bakınız
Notlar
Referanslar
daha fazla okuma
- Fluck, E. (1973). "Fosfin Kimyası". Güncel Kimyadaki Konular . Fortschritte der Chemischen Forschung. 35 : 1–64. doi : 10.1007/BFb0051358 . ISBN'si 3-540-06080-4.
- Dünya Sağlık Örgütü (1988). Fosfin ve Seçilmiş Metal Fosfitler . Çevre Sağlığı Kriterleri. 73 . Cenevre: UNEP, ILO ve WHO'nun ortak sponsorluğu.