Фосфин: свойства, реакции, применение

Фосфин – это газ, который вырабатывается как промышленностью, так и в процессе жизнедеятельности организмов. Обладает целым рядом интересных свойств. Например, он является причиной суеверий, связанных с ночными огоньками на болотах, используется в исследовании космоса и является одной из причин глобального потепления. Фосфин – это ядовитый газ. Рассмотрим свойства фосфина, применение это газа, симптомы отравления и первую помощь.

Что такое фосфин, формула вещества

Фосфин — это соединение фосфора и водорода. Химическая формула фосфина имеет вид:

PH3

Как показывает формула фосфина, он состоит из трёх атомов водорода и одного атома фосфора. В природе встречается только в виде газа. В промышленных условиях может сжижаться и даже переходить в твёрдое состояние в виде кристаллов. Растворяется в воде, получается в ходе жизнедеятельности анаэробных бактерий, в некотором количестве выделяется из почвы.

Формула и молекула фосфина

Структурная формула фосфина и его молекула

Фосфин – это ядовитое соединение.

Физические свойства фосфина, внешний вид

Рассмотрим подробно физические свойства фосфина:

  • Молекулярная масса – 34.3;
  • Плотность в нормальных условиях – 1.529 кг/м3
  • Температура кристаллизации – 133.5°C;
  • Температура плавления – 133.8°C;
  • Переход в газ при температуре 87.5°C;
  • Растворим в воде, крови. Предельная растворимость при 20°C составляет 27мл/100г.
  • Горит. Минимальная концентрация самовозгорания около 26 г/л.

Молекула фосфина имеет форму тетраэдра, вершиной которого является молекула фосфора, и от неё отходят в одну сторону три молекулы водорода. Угол между водородными связями при этом составляет 93.5 градусов. Затвердевая, образует кубическую кристаллическую решётку. Обладает слабо выраженными щелочными свойствами как в водном растворе, так и в сжиженном виде. Растворим в  диэтиловом эфире, сероуглероде, бензоле.

В чистом виде фосфин – это бесцветный газ, без выраженного запаха. Так как при промышленном получении обычно содержит ряд примесей, то его присутствие в воздухе можно определить, почувствовав запах тухлой рыбы, жареного чеснока, лука. Чистый и сухой фосфин не воспламеняется в обычной воздушной среде, такое возможно только при температуре выше 100°C. Однако при его образовании при взаимодействии соединений фосфора и воды в составе газа образуется значительная доля дифосфина, P2H2. Благодаря этой примеси он может самовоспламеняться при комнатной температуре.

С этой особенностью связан ряд суеверий. Например, болотные огни, имеющие вид свечи и располагающиеся в ночное время примерно на высоте двух с половиной метров, обязаны своим появлением именно фосфину и его соединениям. Появляются они обычно в августе. Наши предки связывали их с неупокоенными душами утопленников, которые расстались с жизнью на болотах, которые могут как помочь, так и навредить человеку.

Химические свойства фосфина

Рассмотрим химические свойства фосфина, как он взаимодействует с другими веществами.

Реакция горения фосфина:

2O2 + PH3 = H3PO4 + T или

2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O + T

При большой концентрации фосфина реакция идёт преимущественно по второму типу.

Реакция разложения фосфина при нагреве:

2PH3 + T = 2P + 3H2

Реакция фосфина с серной кислотой:

PH3 + 4H2SO4 (конц.)+ T =H3PO4+4SO2+H2O

Реакция проходит при температуре. Без нагрева образуется не ортофосфорная, а фосфористая кислота H3PO3.

Реакция фосфина с кислотой — проявление основных свойств, образование солей фосфония:

PH3 + HCl = PH4Cl

Соединение слабое, разлагается в присутствии воды. Является одной из форм хранения фосфина — реакция легко обратимая. Используется для хранения фосфина в целях фумигации — уничтожения насекомых в зернохранилищах.

Производство и получение фосфина

Получение фосфина в лабораторных условиях реакцией кислоты с дифосфидами металлов:

Mg3P2 + 6HCl + T = 3MgCl2 + 2PH3

Данная реакция относится к реакциям гидролиза. Вместо дифосфида магния может выступать другое соединение с щелочноземельными металлами, например, кальция. Во время реакции более электроотрицательные атомы хлора замещают ионы фосфора, которые, в свою очередь, соединяются с ионами водорода. При этом происходит еще и образование некоторого количества P2H2, упомянутого ранее.

Более сложная реакция – диспропорционирование, когда используемый белый фосфор выступает и в качестве окислителя, и в качестве восстановителя:

4P + 3KOH + 3H2O + T = 3KH2PO2 + PH3

Здесь электроположительный калий вступает в реакцию с фосфором и водой. Из-за своих выраженных щелочных свойств он образует гипофосфит, остатки фосфора вступают в реакцию с образовавшимися ионами водорода и выделяются в виде газа из раствора.

Получение фосфина в промышленности

В основном используется описанная выше реакция белого фосфора с горячей щёлочью. Еще применяется реакция восстановления фосфоновой кислоты:

H3PO3 + 3 Zn + 6HCl = PH3↑ + 3ZnCl2 + 3H2O

Применение фосфина

Таблетки фосфида алюминия

Таблетки фосфида алюминия из которых выделяют фосфин

Применение фосфина в сельском хозяйстве как пестицида

Фосфин – это эффективный пестицид. Газ чрезвычайно ядовит и сильно воздействует на насекомых, которые вредят урожаю. Хорошо действует и на грызунов.

В чистом виде как газ из баллонов не используется. Чаще всего используется описанная выше реакция PH3 + HCl = PH4Cl в своём обратимом виде, разложение PH4Cl в присутствии воды. Также применяют реакцию воды с фосфидом магния. В результате её при взаимодействии с влагой из воздуха образуется фосфин. Выделение идёт достаточно активно.

P2Mg3 + 6H2O →2PH3 + 3Mg(OH)2

Резистентность и эффективность фосфина в качестве пестицида

У некоторых видов насекомых, в частности, у кожеедов, отмечается выработка резистентности к фосфину. У других видов она слабо выражена, повторные обработки бывают так же эффективны, как и первая. При борьбе с грызунами резистентности не отмечено. Однако отмечается, что большинство грызунов всё-таки в процессе обработки успевают выйти из опасной зоны и поражение их не затрагивает. В этом плане фосфин менее эффективен, чем яды, применяющиеся в составе приманок.

Влияние фосфина на продукты питания

По заключениям специалистов, применение фосфина в качестве пестицида или фумигатора никак не влияет на качество продуктов питания, которые им обработаны. Газ не оставляет каких-то ядовитых следов на поверхности плодов, зерна или в муке.

В космической науке

Считается, что пары фосфина в атмосфере могут появляться в результате деятельности анаэробных бактерий. Если в спектре излучения атмосферы телескопы находят такие следы, то это может свидетельствовать о наличии жизни.

Опасность фосфина, токсичность, меры предосторожности

Фосфин – это сильный яд нервно-паралитического действия. При работе с ним необходимо соблюдать меры предосторожности:

  • Использовать противогаз со специальной гильзой, предназначенной для работы с фосфином;
  • Одевать костюм химической защиты;
  • Применять защитные перчатки.

Нельзя находиться в помещении, где проходит обработка фосфином. При наличии симптомов отравления необходимо оказать помощь.

Симптомы отравления фосфином и первая помощь

Симптомами отравления являются:

  • В лёгких случаях: тошнота, головокружение, боль в области диафрагмы и средней части спины;
  • В тяжёлых случаях: головокружение, сильная головная боль, конвульсии, потеря сознания.

При обнаружении симптомов отравления фосфином первая помощь при отравлении состоит в том, чтобы человек покинул зону обработки, затем немедленно вызывают врача. При наличии сознания и пульса необходимо его освободить от одежды и уложить — иногда одежда содержит в складках газ, который можно вдохнуть. При отсутствии сознания и наличии пульса пострадавшего выносят из зоны поражения, раздевают и укладывают в горизонтальное положение. При отсутствии пульса проводят реанимацию до приезда врача.

Где купить и сколько стоит

В небольшом количестве его легче всего приобрести в специализированных магазинах в виде таблеток фосфида магния. Они при реакции с влагой выделяют газ фосфин. Возможна продажа таблеток фосфида алюминия, они менее интенсивно выделяют фосфин при реакции с водой, но достаточно для нормальной обработки помещения. Цена за 1 килограмм таблеток — около 2500-3000 рублей, при оптовой закупке цена существенно ниже.

Заключение

Фосфин – это вещество, которое нашло основное применение в сельском хозяйстве, а также некоторых областях науки. Некоторые исследователи считают, что его выделение на болотах в России в связи с глобальным потеплением и таянием вечной мерзлоты способно сильно ускорить эти процессы. При обращении с ним нужно соблюдать осторожность — это сильный и опасный яд.

Читайте также:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Поделитесь
Читать еще

Эрудит-тест для испытания смекалки и знаний

Предлагаем Вам ответить на вопрос нашего теста и определиться, насколько развита Ваша логика, а также широк кругозор. Вопросы порой...

Тест на эрудицию для проверки знаний и интеллекта

Приглашаем пройти наше испытание, ответив на интересные вопросы теста. Проявите максимум таких полезных качеств, как логика и эрудиция. Докажите,...

Быстрый эрудит-тест для знатоков с неординарным мышлением

Предлагаем Вашему вниманию интересный тест для проверки ваших знаний и умения мыслить. Интересные и порой довольно сложные вопросы, ответы...

Хвощ: виды, лечебные свойства, применение, отзывы

Листья и стебли хвоща полевого широко применяются в целях комплексной терапии. Растение хвощ эффективно помогает при различных воспалениях, заболеваниях...

Преимущества тортов на заказ

Торты на заказ давно актуальны, они позволяют порадовать именинника необычным дизайном сладкого угощения. Торт может отображать профессию человека, его...

Тест на эрудицию: проверьте знания и логику

Если Вы действительно человек неглупый и эрудированный, то ответить на наши вопросы Вам будет не очень сложно. Но даже...

Галогеналканы: свойства, реакции, получение, применение

Галогеналканы – это соединение предельного углеводородного радикала с галогенами — йодом, бромом, хлором и фтором. Эти соединения используются в...
0 Комментария

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector