פוספין הוא גז רעיל חסר צבע וריח בצורתו הטהורה. מנקודת מבט כימית, מדובר בתרכובת מימן נדיפה של זרחן. בכימיה, הנוסחה לפוספין היא - PH3. לפי תכונותיו, יש לו כמה קווי דמיון עם אמוניה. החומר מסוכן מאוד, שכן יש לו רעילות גבוהה ונטייה להתלקחות עצמית.
קבל
הדרך הנחקרת ביותר להשגת פוספין היא התגובה של האינטראקציה של זרחן לבן עם תמיסת אלקלית חזקה בעת חימום. במקרה זה, זרחן מתפרק למטפוספט ופוספין. תוצרי לוואי של תגובה זו הם דיפוספין (P2H4) ומימן, ולכן התשואה של תגובה זו קטנה ואינה עולה על 40 %.
הדיפוספין שנוצר בתווך התגובה מגיב עם אלקלי, וכתוצאה מכך נוצרים פוספין ומימן.
והיפופוספיט שהושג בתגובות האלה, עםאינטראקציה עם אלקלי, נכנסת לפוספט עם שחרור מימן.
NaH2PO2 + 2NaOH=2H2 + Na 3PO4
לאחר השלמת כל התגובות, כתוצאה מאינטראקציה של אלקלי על זרחן, נוצרים פוספין, מימן ופוספט. שיטת ייצור זו יכולה להתבצע גם עם תחמוצות אלקליות במקום אלקליות. החוויה הזו יפה מאוד, שכן הדיפוספין שנוצר מיד נדלק ונשרף בצורה של ניצוצות, ויוצר מה שנראה כמו זיקוקים.
כאשר נחשפים למים או לחומצה, פוספידים ממתכת מייצרים גם פוספין.
במהלך הפירוק התרמי של חומצה זרחתית או הפחתתה עם מימן, נוצר גם פוספין בזמן הבידוד.
מלחי פוספוניום מתפרקים או מגיבים עם חומרים מסוימים כדי לתת פוספין.
נכסים פיזיים
פוספין הוא גז חסר צבע וריח. אבל לפוספין טכני (עם כמה זיהומים) יכול להיות ריח לא נעים אופייני, המתואר בדרכים שונות. מעט יותר כבד מאוויר, ב-87.42 מעלות צלזיוס הוא מתנזל, וב-133.8 מעלות צלזיוס הוא הופך למוצק. נקודות רתיחה והתכה נמוכות כאלה נובעות מקשרי מימן חלשים למדי. החומר כמעט בלתי מסיס במים, אך בתנאים מסוימים יוצר הידרטים לא יציבים עם מים. בואו נתמוסס היטב באתנול ובדיאתיל אתר. צפיפות הפוספין בתנאים רגילים היא 0.00153 g/cm3.
מאפיינים כימיים
כפי שכבר הוזכר, הנוסחה הכימית של פוספין היא PH3. למרות שפוספין דומה לאמוניה, יש לו מספר הבדלים באינטראקציות עם חומרים אחרים. תכונות אלו נובעות מהעובדה שהקשרים הכימיים בפוספין (מתברר מהנוסחה) הם קוטביים חלשים קוולנטיים. הם פחות קוטביים מאשר באמוניה ולכן עמידים יותר.
בחימום חזק (כ-450 מעלות צלזיוס) ללא גישה לחמצן, הפוספין מתפרק לחומרים פשוטים.
2PH3 → 2P + 3H2
בטמפרטורות מעל 100 מעלות צלזיוס PH3מתלקח מעצמו על ידי תגובה עם חמצן אטמוספרי. ניתן להוריד את סף הטמפרטורה באור אולטרה סגול. מסיבה זו, פוספין המשתחרר מביצות מתלקח לעתים קרובות באופן ספונטני, וגורם להופעת השריפות המכונה "שריפות רצון".
PH3 + 2O2 → H3PO4
אבל גם בעירה פשוטה יכולה להתרחש. לאחר מכן נוצרים אנהידריד זרחתי ומים.
2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O
כמו אמוניה, פוספין יכול ליצור מלחים על ידי תגובה עם הלידים מימן.
PH3 + HI→ PH4I
PH3 + HCl→ PH4Cl
בהתבסס על הנוסחה של פוספין, אנו יכולים לומר שלזרחן בו יש את מצב החמצון הנמוך ביותר. מסיבה זו, זהו סוכן צמצום טוב.
PH3 + 2I2+ 2H2O → H 3PO2 + 4HI
PH3 + 8HNO3→H3PO4 + 8NO2 + 4H2 O
Application
בשל הרעילות הגבוהה שלו, פוספין מצא שימוש בחיטוי, כלומר, הרס של מיני מזיקים (חרקים, מכרסמים) בעזרת גז. עבור נהלים אלה, ישנם מכשירים מיוחדים - מכונות חיטוי, עם השימוש בהם גז מרוסס בתוך הבית. בדרך כלל, פוספין או תכשירים המבוססים עליו מטופלים במחסנים של גידולי דגנים, מוצרי מזון מוכנים, רהיטים וכן ספריות, שטחי מפעל, קרונות רכבת וכלי רכב אחרים. היתרון בטיפול זה הוא שפוספין, גם בריכוזים קטנים, חודר בקלות למקומות שקשה להגיע אליהם ואינו יוצר אינטראקציה עם מתכות, עץ ובד בשום אופן.
החדר מטופל בפוספין, נשמר במצב אטום למשך 5-7 ימים. לאחר מכן, יש צורך לבצע אוורור לפחות יומיים, אחרת זה מסוכן לאדם להיות בו. לאחר מכן, הפוספין אינו משאיר עקבות אפילו על מזון, תבואה ומוצרים אחרים.
פוספין משמש גם בסינתזה של חומרים מסוימים, במיוחד אורגניים. כמו כן, ניתן לקבל ממנו זרחן טהור כימית, מוליכים למחצה מסוממים באמצעות פוספין.
טוקסיקולוגיה
פוספין הוא תרכובת רעילה ביותר. זה עובר במהירות דרך דרכי הנשימה ומקיים אינטראקציה עם הממברנות הריריות של הגוף. זה יכול לגרום להפרעה במערכת העצבים, כמו גם לחילוף חומרים באופן כללי. סימני הרעלה יכולים לכלול סחרחורת, בחילות, הקאות, כאבי ראש, עייפות, לפעמים אפילועוויתות. במקרים חמורים של עזיבה, אדם עלול לאבד את הכרתו או להפסיק את הנשימה ואת פעימות הלב. הריכוז המרבי המותר של פוספין באוויר הוא 0.1 מ"ג/מ"ר3. ריכוז של 10 מ"ג/מ"ר3 קטלני מיידית.
הדבר הראשון שצריך לעשות עם קורבנות של הרעלת פוספין הוא להוציא אותם לאוויר צח ולשחרר אותם מבגדים מזוהמים. כמו כן, מומלץ לשטוף את הנפגע במים כדי להסיר במהירות את הגז הרעיל שנותר. הטיפול באשפוז כולל שימוש במסכת חמצן, ניטור קצב הלב ומצב הכבד וטיפול בבצקת ריאות. יש לפקח על החולה לפחות 2-3 ימים, גם אם אין סימני הרעלה נראים לעין. ייתכן שחלק מהתסמינים לא יופיעו עד מספר ימים לאחר החשיפה לפוספין.
