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 веществаФосфин — 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.
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 фосфинаПолучение 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 промышленностиВ 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 из которых выделяют фосфин
Применение фосфина в сельском хозяйстве как пестицидаФосфин – 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 пестицидаУ 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 питанияПо 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 наукеСчитается, 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 предосторожностиФосфин – 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 помощьСимптомами 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 стоитВ 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.
ЗаключениеФосфин – 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:
Азотная кислота: свойства, применение, реакции Нитрат кальция (кальциевая селитра): описание, применение Хлорид фосфора: свойства, получение, реакции, применение, опасность Сульфат калия: свойства, формула, применение