A foszfin egy mérgező gáz, amely tiszta formájában színtelen és szagtalan. Kémiai szempontból ez a foszfor illékony hidrogénvegyülete. A kémiában a foszfin képlete a következő: PH3. Tulajdonságait tekintve némi hasonlóságot mutat az ammóniával. Az anyag nagyon veszélyes, mivel magas toxicitású és hajlamos az öngyulladásra.
Fogadás
A foszfin előállításának leginkább tanulmányozott módja a fehér foszfor és az erős lúgoldat kölcsönhatásának reakciója hevítés közben. Ebben az esetben a foszfor aránytalanul metafoszfáttá és foszfinná válik. A reakció melléktermékei a difoszfin (P2H4) és a hidrogén, így ennek a reakciónak a hozama kicsi és nem haladja meg a 40 °C-ot. %.
A reakcióközegben keletkező difoszfin reakcióba lép lúggal, ami foszfin és hidrogén képződését eredményezi.
És az ezekben a reakciókban kapott hipofoszfit, alúggal kölcsönhatásba lépve hidrogén felszabadulásával foszfáttá alakul.
NaH2PO2 + 2NaOH=2H2 + Na 3PO4
Az összes reakció befejeződése után a lúgok foszforral való kölcsönhatásának eredményeként foszfin, hidrogén és foszfát képződik. Ez az előállítási mód lúgok helyett alkáli-oxidokkal is megvalósítható. Ez az élmény nagyon szép, mivel a keletkező difoszfin azonnal meggyullad és szikrák formájában megég, és tűzijátéknak tűnik.
Víznek vagy savnak kitéve a fém-foszfidok foszfint is termelnek.
A foszforsav hőbomlása vagy hidrogénnel történő redukciója során az izoláláskor foszfin is képződik.
A foszfóniumsók lebomlanak vagy reakcióba lépnek bizonyos anyagokkal foszfint képezve.
Fizikai tulajdonságok
A foszfin színtelen, szagtalan gáz. De a technikai foszfinnak (néhány szennyeződéssel) jellegzetes kellemetlen szaga lehet, amelyet különböző módon írnak le. A levegőnél kissé nehezebb, -87,42 °C-on cseppfolyósodik, -133,8 °C-on szilárd anyaggá válik. Az ilyen alacsony forráspont és olvadáspont a meglehetősen gyenge hidrogénkötéseknek köszönhető. Az anyag vízben gyakorlatilag nem oldódik, de bizonyos körülmények között vízzel instabil hidrátokat képez. Etanolban és dietil-éterben jól feloldjuk. A foszfin sűrűsége normál körülmények között 0.00153 g/cm3.
Kémiai tulajdonságok
Amint már említettük, a foszfin kémiai képlete PH3. Bár a foszfin hasonló az ammóniához, számos különbség van a többi anyaggal való kölcsönhatásban. Ezek a jellemzők annak a ténynek köszönhetők, hogy a foszfinban lévő kémiai kötések (a képletből kiderül) kovalens gyengén polárisak. Kevésbé polárisak, mint az ammóniában, ezért tartósabbak.
Erősen hevítve (körülbelül 450 °C) anélkül, hogy oxigénhez jutna, a foszfin egyszerű anyagokra bomlik.
2PH3 → 2P + 3H2
100 °C feletti hőmérsékleten PH3 öngyullad a légköri oxigénnel reagálva. A hőmérsékleti küszöb ultraibolya fénnyel csökkenthető. Emiatt a mocsarakból felszabaduló foszfin gyakran spontán meggyullad, és az úgynevezett "akarattüzek" megjelenését idézi elő.
PH3 + 2O2 → H3PO4
De egyszerű égés is előfordulhat. Ezután foszforsavanhidrid és víz képződik.
2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O
Az ammóniához hasonlóan a foszfin is sókat képezhet hidrogén-halogenidekkel reagálva.
PH3 + HI→ PH4I
PH3 + HCl→ PH4Cl
A foszfin képlete alapján azt mondhatjuk, hogy a benne lévő foszfor a legalacsonyabb oxidációs állapotú. Emiatt jó redukálószer.
PH3 + 2I2+ 2H2O → H 3PO2 + 4HI
PH3 + 8HNO3→H3PO4 + 8NO2 + 4H2 O
Alkalmazás
Magas toxicitása miatt a foszfin alkalmazásra talált a füstölésben, azaz különféle kártevők (rovarok, rágcsálók) gáz segítségével történő elpusztításában. Ezekhez az eljárásokhoz speciális eszközök - fertőtlenítő gépek - vannak, amelyek segítségével beltéri gázt permeteznek. Általában a foszfint vagy az azon alapuló készítményeket gabonanövények, kész élelmiszerek, bútorok raktáraival, valamint könyvtárakkal, gyártelepekkel, vonatkocsikkal és egyéb járművekkel kezelik. Ennek a kezelésnek az az előnye, hogy a foszfin még kis koncentrációban is könnyen behatol a nehezen elérhető helyekre, és semmilyen módon nem lép kölcsönhatásba fémekkel, fával és szövettel.
A helyiséget foszfinnal kezelik, zárt állapotban 5-7 napig tartják. Ezt követően legalább két napig szellőztetést kell végezni, különben veszélyes az ember számára. Ezt követően a foszfin nem hagy nyomot még élelmiszereken, gabonákon és egyéb árukon sem.
A foszfint bizonyos anyagok, különösen szerves anyagok szintézisében is használják. Ezenkívül vegytiszta foszfor is nyerhető belőle, a félvezetőket foszfinnal adalékolják.
Toxikológia
A foszfin rendkívül mérgező vegyület. Gyorsan átjut a légutakon, és kölcsönhatásba lép a test nyálkahártyájával. Ez zavarokat okozhat az idegrendszerben, valamint általában az anyagcserében. A mérgezés jelei lehetnek szédülés, hányinger, hányás, fejfájás, fáradtság, néha méggörcsök. Súlyos távozás esetén a személy elveszítheti az eszméletét, vagy leállhat a légzése és a szívverése. A foszfin maximális megengedett koncentrációja a levegőben 0,1 mg/m3. 10 mg/m koncentráció 3 azonnal halálos.
A foszfinmérgezés áldozatainak első dolga az, hogy ki kell vinni őket a friss levegőre, és meg kell szabadítani őket a szennyezett ruházattól. Javasoljuk továbbá, hogy az áldozatot vízzel öblítse le, hogy gyorsan eltávolítsa a maradék mérgező gázt. A fekvőbeteg-kezelés magában foglalja az oxigénmaszk használatát, a pulzusszám és a máj állapotának monitorozását, valamint a tüdőödéma kezelését. A beteget legalább 2-3 napig ellenőrizni kell, még akkor is, ha nincsenek látható mérgezési jelek. Egyes tünetek csak néhány nappal a foszfinexpozíció után jelentkezhetnek.
