Fosfin je jedovatý plyn, který je ve své čisté formě bez barvy a bez zápachu. Z chemického hlediska se jedná o těkavou vodíkovou sloučeninu fosforu. V chemii je vzorec pro fosfin - PH3. Svými vlastnostmi má určité podobnosti s amoniakem. Látka je velmi nebezpečná, protože má vysokou toxicitu a sklon k samovznícení.
Přijmout
Nejprostudovanějším způsobem získání fosfinu je reakce interakce bílého fosforu se silným alkalickým roztokem při zahřívání. V tomto případě se fosfor disproporcionuje na metafosfát a fosfin. Vedlejšími produkty této reakce jsou difosfin (P2H4) a vodík, takže výtěžek této reakce je malý a nepřesahuje 40 %.
Výsledný difosfin v reakčním médiu reaguje s alkálií, což vede k tvorbě fosfinu a vodíku.
A fosfornan získaný v těchto reakcích sinterakce s alkálií, přechází do fosfátu za uvolňování vodíku.
NaH2PO2 + 2NaOH=2H2 + Na 3PO4
Po dokončení všech reakcí se v důsledku interakce alkálie s fosforem tvoří fosfin, vodík a fosforečnan. Tento způsob výroby lze také provádět s oxidy alkalických kovů místo alkálií. Tento zážitek je velmi krásný, protože výsledný difosfin se okamžitě vznítí a hoří ve formě jisker, které tvoří něco, co vypadá jako ohňostroj.
Při vystavení vodě nebo kyselině produkují fosfidy kovů také fosfin.
Při tepelném rozkladu kyseliny fosforité nebo její redukci vodíkem vzniká v době izolace také fosfin.
Fosfoniové soli se rozkládají nebo reagují s určitými látkami za vzniku fosfinu.
Fyzikální vlastnosti
Fosfin je bezbarvý plyn bez zápachu. Technický fosfin (s některými nečistotami) však může mít charakteristický nepříjemný zápach, který je popsán různými způsoby. O něco těžší než vzduch, při -87,42 °C zkapalňuje a při -133,8 °C se stává pevnou látkou. Takové nízké body varu a tání jsou způsobeny spíše slabými vodíkovými vazbami. Látka je prakticky nerozpustná ve vodě, ale za určitých podmínek tvoří s vodou nestabilní hydráty. Necháme dobře rozpustit v ethanolu a diethyletheru. Hustota fosfinu za normálních podmínek je 0.00153 g/cm3.
Chemické vlastnosti
Jak již bylo zmíněno, chemický vzorec fosfinu je PH3. Ačkoli je fosfin podobný amoniaku, má řadu rozdílů v interakcích s jinými látkami. Tyto vlastnosti jsou způsobeny skutečností, že chemické vazby ve fosfinu (jak je zřejmé ze vzorce) jsou kovalentní slabě polární. Jsou méně polární než u čpavku, a proto odolnější.
Při silném zahřátí (přibližně 450 °C) bez přístupu kyslíku se fosfin rozkládá na jednoduché látky.
2PH3 → 2P + 3H2
Při teplotách nad 100 °C PH3 samovznícení reakcí se vzdušným kyslíkem. Teplotní práh lze snížit ultrafialovým světlem. Z tohoto důvodu se fosfin uvolňovaný z bažin často samovolně vznítí, což způsobí výskyt takzvaných "will-o'-fires".
PH3 + 2O2 → H3PO4
Ale může dojít i k jednoduchému spalování. Poté se vytvoří anhydrid kyseliny fosforečné a voda.
2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O
Stejně jako amoniak může fosfin tvořit soli reakcí s halogenovodíky.
PH3 + HI→ PH4I
PH3 + HCl→ PH4Cl
Na základě vzorce fosfinu můžeme říci, že fosfor v něm má nejnižší oxidační stav. Z tohoto důvodu je to dobré redukční činidlo.
PH3 + 2I2+ 2H2O → H 3PO2 + 4HI
PH3 + 8HNO3→H3PO4 + 8NO2 + 4H2 O
Aplikace
Díky své vysoké toxicitě našel fosfin uplatnění při fumigaci, tj. při ničení různých druhů škůdců (hmyz, hlodavci) pomocí plynu. Pro tyto postupy existují speciální zařízení - fumigátorové stroje, s jejichž použitím je plyn rozprašován uvnitř. Fosfin nebo přípravky na jeho bázi se obvykle ošetřují sklady obilnin, hotových potravinářských výrobků, nábytku, jakož i knihoven, továrních prostor, vlakových vozů a dalších vozidel. Výhodou této úpravy je, že fosfin i v malých koncentracích snadno proniká do těžko dostupných míst a nijak neinteraguje s kovy, dřevem a tkaninou.
Místnost je ošetřena fosfinem, je udržována v uzavřeném stavu po dobu 5-7 dnů. Poté je nutné alespoň dva dny provádět větrání, jinak je pro člověka nebezpečný pobyt v něm. Fosfin poté nezanechává žádné stopy ani na potravinách, obilí a dalším zboží.
Fosfin se také používá při syntéze určitých látek, zejména organických. Lze z něj také získat chemicky čistý fosfor, polovodiče jsou dopovány fosfinem.
Toxikologie
Fosfin je extrémně toxická sloučenina. Rychle prochází dýchacími cestami a interaguje se sliznicemi těla. To může způsobit narušení nervového systému, stejně jako metabolismus obecně. Příznaky otravy mohou zahrnovat závratě, nevolnost, zvracení, bolesti hlavy, únavu, někdy dokoncekřeče. V těžkých případech odchodu může člověk ztratit vědomí nebo přestat dýchat a tlouct srdce. Maximální povolená koncentrace fosfinu ve vzduchu je 0,1 mg/m3. Koncentrace 10 mg/m3 okamžitě smrtelná.
První věc, kterou musíte udělat s oběťmi otravy fosfinem, je vzít je na čerstvý vzduch a zbavit je kontaminovaného oblečení. Doporučuje se také polít postiženého vodou, aby se rychle odstranil zbývající toxický plyn. Léčba na lůžku zahrnuje použití kyslíkové masky, sledování srdeční frekvence a stavu jater a léčbu plicního edému. Pacient musí být sledován alespoň 2-3 dny, i když nejsou patrné známky otravy. Některé příznaky se mohou objevit až několik dní po expozici fosfinu.
