La fosfina è un gas velenoso che è incolore e inodore nella sua forma pura. Da un punto di vista chimico, è un composto idrogeno volatile del fosforo. In chimica, la formula per la fosfina è - PH3. Per le sue proprietà, ha alcune somiglianze con l'ammoniaca. La sostanza è molto pericolosa, poiché ha un'elevata tossicità e una tendenza ad autoinfiammarsi.
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Il modo più ben studiato per ottenere la fosfina è la reazione dell'interazione del fosforo bianco con una soluzione fortemente alcalina quando riscaldata. In questo caso, il fosforo si sproporziona in metafosfato e fosfina. I sottoprodotti di questa reazione sono difosfina (P2H4) e idrogeno, quindi la resa di questa reazione è piccola e non supera 40 %.
La difosfina risultante nel mezzo di reazione reagisce con l'alcali, provocando la formazione di fosfina e idrogeno.
E l'ipofosfito ottenuto in queste reazioni, coninterazione con alcali, va in fosfato con rilascio di idrogeno.
NaH2PO2 + 2NaOH=2H2 + Na 3PO4
Dopo il completamento di tutte le reazioni, come risultato dell'interazione degli alcali sul fosforo, si formano fosfina, idrogeno e fosfato. Questo metodo di produzione può essere effettuato anche con ossidi alcalini anziché alcali. Questa esperienza è molto bella, poiché la difosfina risultante si accende e brucia immediatamente sotto forma di scintille, formando quelli che sembrano fuochi d'artificio.
Se esposti ad acqua o acidi, i fosfuri metallici producono anche fosfina.
Durante la decomposizione termica dell'acido fosforoso o la sua riduzione con idrogeno, si forma anche fosfina al momento dell'isolamento.
I sali di fosfonio si decompongono o reagiscono con determinate sostanze per dare fosfina.
Proprietà fisiche
La fosfina è un gas incolore e inodore. Ma la fosfina tecnica (con alcune impurità) può avere un caratteristico odore sgradevole, che è descritto in modi diversi. Leggermente più pesante dell'aria, a -87,42 °C si liquefa ea -133,8 °C diventa un solido. Tali punti di ebollizione e di fusione così bassi sono dovuti a legami idrogeno piuttosto deboli. La sostanza è praticamente insolubile in acqua, ma in determinate condizioni forma idrati instabili con l'acqua. Sciolgiamo bene in etanolo ed etere dietilico. La densità della fosfina in condizioni normali è 0.00153 g/cm3.
Proprietà chimiche
Come già accennato, la formula chimica della fosfina è PH3. Sebbene la fosfina sia simile all'ammoniaca, presenta una serie di differenze nelle interazioni con altre sostanze. Queste caratteristiche sono dovute al fatto che i legami chimici nella fosfina (risulta chiaro dalla formula) sono covalenti debolmente polari. Sono meno polari rispetto all'ammoniaca e quindi più durevoli.
Se fortemente riscaldata (circa 450 °C) senza accesso all'ossigeno, la fosfina si decompone in sostanze semplici.
2PH3 → 2P + 3H2
A temperature superiori a 100 °C PH3 autoinfiamma reagendo con l'ossigeno atmosferico. La soglia di temperatura può essere abbassata con luce ultravioletta. Per questo motivo, la fosfina rilasciata dalle paludi spesso si accende spontaneamente, provocando la comparsa dei cosiddetti "fuochi".
PH3 + 2O2 → H3PO4
Ma può verificarsi anche una semplice combustione. Si formano quindi anidride fosforica e acqua.
2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O
Come l'ammoniaca, la fosfina può formare sali reagendo con gli alogenuri di idrogeno.
PH3 + HI→ PH4I
PH3 + HCl→ PH4Cl
Sulla base della formula della fosfina, possiamo dire che il fosforo in essa contenuto ha lo stato di ossidazione più basso. Per questo motivo è un buon agente riducente.
PH3 + 2I2+ 2H2O → H 3PO2 + 4HI
PH3 + 8HNO3→H3PO4 + 8NO2 + 4H2 O
Applicazione
A causa della sua elevata tossicità, la fosfina ha trovato applicazione nella fumigazione, ovvero nella distruzione di vari tipi di parassiti (insetti, roditori) con l'aiuto del gas. Per queste procedure esistono dispositivi speciali: macchine fumigatrici, con l'uso di gas che viene spruzzato all'interno. Di solito, la fosfina o i preparati a base di essa vengono trattati con magazzini di colture di cereali, prodotti alimentari pronti, mobili, nonché biblioteche, stabilimenti, vagoni ferroviari e altri veicoli. Il vantaggio di questo trattamento è che la fosfina, anche in piccole concentrazioni, penetra facilmente in luoghi difficili da raggiungere e non interagisce in alcun modo con metalli, legno e tessuti.
La stanza è trattata con fosfina, viene tenuta in uno stato sigillato per 5-7 giorni. Dopodiché, è necessario effettuare la ventilazione per almeno due giorni, altrimenti è pericoloso per una persona essere al suo interno. Dopodiché, la fosfina non lascia tracce nemmeno su cibo, cereali e altri beni.
La fosfina viene anche utilizzata nella sintesi di alcune sostanze, soprattutto organiche. Inoltre, da esso si può ottenere fosforo chimicamente puro, i semiconduttori vengono drogati usando fosfina.
Tossicologia
La fosfina è un composto estremamente tossico. Passa rapidamente attraverso le vie respiratorie e interagisce con le mucose del corpo. Ciò può causare l'interruzione del sistema nervoso e del metabolismo in generale. Segni di avvelenamento possono includere vertigini, nausea, vomito, mal di testa, affaticamento, a volte ancheconvulsioni. Nei casi gravi di partenza, una persona può perdere conoscenza o interrompere la respirazione e il battito cardiaco. La concentrazione massima consentita di fosfina nell'aria è 0,1 mg/m3. Una concentrazione di 10 mg/m3 immediatamente fatale.
La prima cosa da fare con le vittime di avvelenamento da fosfina è portarle all'aria aperta e liberarle dagli indumenti contaminati. Si consiglia inoltre di bagnare la vittima con acqua per rimuovere rapidamente il gas tossico rimanente. Il trattamento ospedaliero comprende l'uso di una maschera per l'ossigeno, il monitoraggio della frequenza cardiaca e delle condizioni del fegato e il trattamento dell'edema polmonare. Il paziente deve essere monitorato per almeno 2-3 giorni, anche se non ci sono segni visibili di avvelenamento. Alcuni sintomi potrebbero non comparire fino a diversi giorni dopo l'esposizione alla fosfina.
