Хлорид фосфора(III)

Шаблон:ЗначенияШаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}} Хлори́д фо́сфора(III) PClШаблон:Sub — химическое соединение фосфора и хлора. Является наиболее важным из трёх известных хлоридов фосфора; ценное химическое сырьё для производства разнообразных фосфорсодержащих органических соединений.

Получение

Мировое производство превышает 300 тысяч тонн в год. Трихлорид фосфора получают в промышленных масштабах путем реакции хлора с белым фосфором. В процессе реакции PCl3 удаляется по мере его образования, чтобы избежать образования пентахлорида фосфора. Реакцию проводят в специальных камерах, часто используя растворитель (обычно это уже полученный трихлорид фосфора). Также можно использовать красный фосфор, но для реакции потребуется большое нагревание ≈ 80°С.

$\mathrm{P}{\phantom{A}}_4+6\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶4\mathrm{P}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3$

Физические свойства

При нормальных условиях трихлорид фосфора — бесцветная или слегка желтоватая (из-за воздействия хлора), дымящая во влажной среде жидкость с резким неприятным запахом, напомищающим запах соляной кислоты. Обладает слезоточивыми свойствами. Не воспламеняется. Вязкость 0,65 сП при 0 °С; 0,438 сП при 50 °C, что достаточно вязко.

Химические свойства

Фосфор в PCl₃ находится в степени окисления +3, а хлор — в степени −1. Многие из свойств соединения обусловлены именно этими обстоятельствами. В присутствии воды — дымит и разлагается на ортофосфорную кислоту и соляную кислоту.

$𝖯𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\to }{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}𝖯{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖧𝖢𝗅$

PCl₃ — базовый продукт для других производных фосфора, получаемых из него при окислении до пентахлорида (PCl₅), тиофосфорилхлорида (PSCl₃) или оксихлорида (POCl₃). Например производство хлорокиси фосфора:

$2\mathrm{P}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\stackrel{\mathrm{t}}{\to }2\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{L}{\phantom{A}}_3$

Синтез проводят при температуре 50-60°С, постепенно растворяя кислород в хлориде фосфора lll. Эта реакция также непроизвольно проходит и без нагревания. Для того чтобы предотватить окисление трихлорида его хранят в бескислородной среде(или в среде с повышенным содержанием азота).

Если пропустить электрический разряд через смесь пара PCl₃ и газообразного водорода, образуется редкий сложный хлорид фосфора с формулой P₂Cl₄.

Вступает в окислительно-восстановительные реакции:

$3\mathrm{P}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+2\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3⟶3\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$

$3\mathrm{P}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+\mathrm{P}\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3$

$\mathrm{P}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{P}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_5$

Последняя реакция обратима и проходит лучше при катализаторе.

Известно большое число сходных реакций замещения, в том числе и с органическими веществами — спиртами и фенолами:

$\mathrm{𝟥}{𝖢}_{\mathrm{𝟨}}{𝖧}_{\mathrm{𝟧}}𝖮𝖧\mathsf{+}𝖯𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }\mathsf{(}{𝖢}_{\mathrm{𝟨}}{𝖧}_{\mathrm{𝟧}}𝖮{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}𝖯\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖧𝖢𝗅$

При указаной реакции образуется трифенилфосфин. Это один из способов его промышленного производства.

Спирты реагируют сходным образом:

$𝖯𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖢}_{\mathrm{𝟤}}{𝖧}_{\mathrm{𝟧}}𝖮𝖧\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖱}_{\mathrm{𝟥}}𝖭\mathsf{\to }\mathsf{(}{𝖢}_{\mathrm{𝟤}}{𝖧}_{\mathrm{𝟧}}𝖮{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}𝖯\mathsf{+}\mathrm{𝟥}\mathsf{[}{𝖱}_{\mathrm{𝟥}}𝖭𝖧\mathsf{]}𝖢𝗅$

$𝖯𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖢}_{\mathrm{𝟤}}{𝖧}_{\mathrm{𝟧}}𝖮𝖧\mathsf{\to }\mathrm{𝟥}{𝖢}_{\mathrm{𝟤}}{𝖧}_{\mathrm{𝟧}}𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}𝖯{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$

Наличие неподелённой электронной пары у атомов фосфора обуславливает способность трихлорида проявлять донорные свойства, образуя электронейтральные комплексы, например, [Ni(PCl₃)₄]. По химической природе трихлорид фосфора является хлорангидридом фосфористой кислоты. Взаимодействие со щелочами образует две соли:

$𝖯𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟧}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖧𝖯{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Использование

Основное применение имеет в химической промышленности. Из трихлорида фосфора изготавливается большое количество фосфорсодержащих реагентов. Наиболее важными из них являются: пентахлорид фосфора, хлорокись фосфора, трихлорид тиофосфорила, трифенилфосфин, фосфониевая кислота и др.

Используется для производства пестицидов, пластификаторов, красителей и средств для отделки текстиля. Имеет применение в нефтехимии (как присадок к бензину). Раньше активно использовался в производстве полупроводников.

Безопасность

Этот химикат очень едкий и токсичный; он может вызвать смерть или необратимые ранения. Контакт с жидкостью вызывает сильное раздражение кожи, глаз и слизистых оболочек, а сам материал является раздражителем при оральном и ингаляционном воздействии. ПДК в США составляет 0,5 ppm (OSHA).

Литература

• Шаблон:Книга