Trichlorek fosforylu
Nazewnictwo
Nomenklatura systematyczna (IUPAC )
konst.
trichlorek tlenek fosforu
podst.
trichloro-λ5 -fosfanon
addyt.
trichlorydooksydofosfor
Inne nazwy i oznaczenia
półsyst.
trichlorek fosforylu
inne
tlenochlorek fosforu(V), chlorek fosforylu
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny
POCl3
Masa molowa
153,33 g/mol
Wygląd
bezbarwna ciecz[1]
Identyfikacja
Numer CAS
10025-87-3
PubChem
24813
InChI
InChI=1S/Cl3OP/c1-5(2,3)4
InChIKey
XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N
Właściwości
Gęstość
1,645 g/cm³[1] ; ciecz
Rozpuszczalność w wodzie
reaguje z wodą[1]
w innych rozpuszczalnikach
rozpuszczalny w benzenie , eterze dietylowym i chloroformie [1]
Temperatura topnienia
1,18 °C[1]
Temperatura wrzenia
105,5 °C[1]
Napięcie powierzchniowe
32,03 mN/m (25 °C)[2] 28,85 mN/m (50 °C)[2] 25,66 mN/m (50 °C)[2]
Prężność pary
4,97 kPa (25 °C)[3] 10 kPa (39,9 °C)[4] 100 kPa (105,0 °C)[4]
Niebezpieczeństwa
Karta charakterystyki : dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2017-08-29]
Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów
Na podstawie Rozporządzenia CLP , zał. VI[6]
Zwroty H
H302 , H314 , H330 , H372 , EUH014 , EUH029
Zwroty P
P260 , P280 , P301+P310+P330 , P303+P361+P353 , P304+P340+P310 , P305+P351+P338 , P403+P233
Numer RTECS
TH4897000
Dawka śmiertelna
LD50 36 mg/kg (szczur, doustnie)[7]
Podobne związki
Podobne związki
fosgen , dichlorek sulfurylu , dichlorek tionylu
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotycząstanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Trichlorek fosforylu , POCl 3 – nieorganiczny związek chemiczny z grupy chlorków kwasowych , zawierający grupę fosforylową P= O oraz trzy atomy chloru przyłączone do atomu fosforu .
Przemysłowo jest otrzymywany z trichlorku fosforu i tlenu lub pięciotlenku fosforu . Znajduje zastosowanie jako surowiec do otrzymywania fosforanów organicznych, katalizatorów , plastyfikatorów , środków chlorujących .
Budowa
Podobnie jak fosforany , cząsteczka tego związku ma kształt tetraedru . Występują w niej trzy wiązania pojedyncze P− Cl oraz bardzo silne wiązanie podwójne P= O z szacowaną energią dysocjacji około 533,5 kJ/mol.
Długości wiązań i struktury mezomeryczne grupy fosforylowej w tlenochlorku fosforu
Własności chemiczne
Chlorek fosforylu to bezbarwna ciecz, dymiąca na powietrzu wskutek hydrolizy , powodującej powstanie kwasu fosforowego i duszących oparów kwasu solnego .
Reaguje z wodą i alkoholami dając odpowiednio kwas fosforowy lub jego estry :
O= PCl 3 + 3H 2 O → O= P(OH) 3 + 3HCl
O= PCl 3 + 3ROH → O= P(OR) 3 + 3HCl
ROH oznacza alkohol
Reakcje te często prowadzi się w obecności pirydyny lub amin neutralizujących wydzielający się chlorowodór .
Ogrzewanie z nadmiarem fenoli w obecności katalizatora będącego kwasem Lewisa , na przykład chlorku magnezu , daje fosforany triarylowe:
3ArOH + O= PCl 3 → O= P(OAr) 3 + 3HCl
Związek może również działać jako zasada Lewisa , tworząc addukty z kwasami Lewisa, jak na przykład z tetrachlorkiem tytanu :
Cl 3 P+ − O− + TiCl 4 → Cl 3 P+ − O− − TiCl 4
Addukt z chlorkiem glinu (POCl 3· AlCl 3 ) jest bardzo stabilny, w związku z tym POCl 3 można używać do dokładnego usuwania AlCl 3 ze środowiska reakcji Friedla-Craftsa . POCl 3 reaguje w obecności AlCl 3 z bromowodorem dając POBr 3 .
Otrzymywanie
Związek można wytworzyć w reakcji trichlorku fosforu z tlenem w temperaturze od 20 do 25 °C (użycie powietrza nie jest skuteczne):
2PCl 3 + O 2 → 2O= PCl 3
Inną metodą syntezy jest reakcja pentachlorku fosforu (PCl 5 ) i dekatlenku tetrafosforu (P 4 O 10 ). Ponieważ oba te związki są ciałami stałymi, reakcję przeprowadza się przez chlorowanie mieszaniny ciekłego PCl 3 z P 4 O 10 . Powoduje to powstanie PCl 5 in situ . W miarę zużywania PCl 3 rozpuszczalnikiem staje się wytworzony POCl 3 :
6PCl 3 + 6Cl 2 → 6PCl 5
6PCl 5 + P 4 O 10 → 10POCl 3
Obie te metody są stosowane przemysłowo[8] .
Chlorek fosforu(V) w reakcji z jednym ekwiwalentem wody również daje POCl 3 , ale reakcję tę jest trudniej kontrolować, gdyż POCl 3 może ulegać dalszej reakcji z wodą, zgodnie z dwuetapowym mechanizmem hydrolizy PCl 5 [9] :
PCl 5 + H 2 O → POCl 3 + 2HCl
POCl 3 + 3H 2 O → H 3 PO 4 + 3HCl
Zastosowanie
Najważniejszym zastosowaniem tego związku jest wytwarzanie triarylowych fosforanów takich, jak fosforan trifenylu OP(OC 6 H 5 ) 3 i trikrezolu OP(OC 6 H 4 CH 3 ) 3 . Używane są one jako plastyfikatory PCW oraz substancje nadające ogniotrwałość . Fosforany trialkilowe, jak fosforan tributylu , są stosowane jako rozpuszczalniki w ekstrakcji ciecz-ciecz w przerobie zużytego paliwa jądrowego .
Przypisy
↑ a b c d e f Haynes 2016 ↓ , s. 4 -78.
↑ a b c Haynes 2016 ↓ , s. 6 -193.
↑ Haynes 2016 ↓ , s. 15 -19.
↑ a b Haynes 2016 ↓ , s. 6 -120.
↑ Haynes 2016 ↓ , s. 9 -65.
↑ Trichlorek fosforylu , [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2017-08-29] (ang. ) .
↑ Phosphorus oxychloride , [w:] ChemIDplus [online], United States National Library of Medicine [dostęp 2017-08-29] (ang. ) .
↑ Fabien F. Caillé Fabien F. , Phosphorus Oxychloride , „Synlett”, 10, 2011, s. 1477–1478, DOI : 10.1055/s-0030-1260574 (ang. ) .
↑ Philip John P.J. Durrant Philip John P.J. , Bryl B. Durrant Bryl B. , Zarys współczesnej chemii nieorganicznej , Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1965, s. 834 .
Bibliografia