Fosfiini on myrkyllinen kaasu, joka on puhtaassa muodossaan väritöntä ja hajutonta. Kemiallisesti se on haihtuva fosforin vetyyhdiste. Kemiassa fosfiinin kaava on - PH3. Ominaisuuksiensa perusteella sillä on joitain yhtäläisyyksiä ammoniakin kanssa. Aine on erittäin vaarallinen, koska sillä on korkea myrkyllisyys ja taipumus itsestään syttymiseen.
Vastaanota
Kaikki tutkituin tapa saada fosfiinia on valkoisen fosforin ja vahvan alkaliliuoksen vuorovaikutuksen reaktio kuumennettaessa. Tässä tapauksessa fosfori jakautuu metafosfaatiksi ja fosfiiniksi. Tämän reaktion sivutuotteita ovat difosfiini (P2H4) ja vety, joten tämän reaktion saanto on pieni eikä ylitä 40 %.
Reaktioväliaineessa oleva difosfiini reagoi alkalin kanssa, jolloin muodostuu fosfiinia ja vetyä.
Ja näissä reaktioissa saatu hypofosfiitti, jossavuorovaikutuksessa alkalin kanssa muuttuu fosfaatiksi vapauttaen vetyä.
NaH2PO2 + 2NaOH=2H2 + Na 3PO4
Kaikkien reaktioiden päätyttyä emästen ja fosforin vuorovaikutuksen seurauksena muodostuu fosfiinia, vetyä ja fosfaattia. Tämä valmistusmenetelmä voidaan suorittaa myös alkalioksideilla alkalien sijasta. Tämä kokemus on erittäin kaunis, sillä tuloksena oleva difosfiini syttyy välittömästi ja palaa kipinänä muodostaen ilotulitteen näköisen.
Vedelle tai hapolle altistuessaan metallifosfidit tuottavat myös fosfiinia.
Fosforihapon lämpöhajoamisen tai sen vedyllä pelkistyksen aikana eristyksen yhteydessä muodostuu myös fosfiinia.
Fosfoniumsuolat hajoavat tai reagoivat tiettyjen aineiden kanssa muodostaen fosfiinia.
Fysikaaliset ominaisuudet
Fosfiini on väritön, hajuton kaasu. Mutta teknisellä fosfiinilla (joidenkin epäpuhtauksien kanssa) voi olla tyypillinen epämiellyttävä haju, joka kuvataan eri tavoin. Hieman ilmaa raskaampaa, -87,42 °C:ssa se nesteytyy ja -133,8 °C:ssa siitä tulee kiinteää ainetta. Tällaiset alhaiset kiehumis- ja sulamispisteet johtuvat melko heikoista vetysidoksista. Aine on käytännössä veteen liukenematon, mutta tietyissä olosuhteissa muodostaa epästabiileja hydraatteja veden kanssa. Liuotetaan hyvin etanoliin ja dietyylieetteriin. Fosfiinin tiheys normaaleissa olosuhteissa on 0.00153 g/cm3.
Kemialliset ominaisuudet
Kuten jo mainittiin, fosfiinin kemiallinen kaava on PH3. Vaikka fosfiini on samanlainen kuin ammoniakki, sillä on useita eroja vuorovaikutuksessa muiden aineiden kanssa. Nämä ominaisuudet johtuvat siitä, että fosfiinin kemialliset sidokset (se käy ilmi kaavasta) ovat kovalenttisia heikosti polaarisia. Ne ovat vähemmän polaarisia kuin ammoniakki ja siksi kestävämpiä.
Fosfiini hajoaa yksinkertaisiksi aineiksi, kun sitä kuumennetaan voimakkaasti (noin 450 °C) ilman happea.
2PH3 → 2P + 3H2
Yli 100 °C:n lämpötiloissa PH3 syttyy itsestään reagoimalla ilmakehän hapen kanssa. Lämpötilakynnystä voidaan alentaa ultraviolettivalolla. Tästä syystä suoista vapautuva fosfiini syttyy usein itsestään ja aiheuttaa niin sanottujen "tahtopalojen" ilmaantumisen.
PH3 + 2O2 → H3PO4
Mutta myös yksinkertaista palamista voi tapahtua. Sitten muodostuu fosforihappoanhydridiä ja vettä.
2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O
Ammoniakin tavoin fosfiini voi muodostaa suoloja reagoidessaan vetyhalogenidien kanssa.
PH3 + HI→ PH4I
PH3 + HCl→ PH4Cl
Fosfiinin kaavan perusteella voidaan sanoa, että siinä olevalla fosforilla on alhaisin hapetusaste. Tästä syystä se on hyvä pelkistävä aine.
PH3 + 2I2+ 2H2O → H 3PO2 + 4HI
PH3 + 8HNO3→H3PO4 + 8NO2 + 4H2 O
Hakemus
Korkean myrkyllisyytensä ansiosta fosfiinia on käytetty kaasutuksessa, eli erilaisten tuholaisten (hyönteisten, jyrsijöiden) tuhoamisessa kaasun avulla. Näitä toimenpiteitä varten on olemassa erityisiä laitteita - kaasutuskoneita, joiden avulla kaasua ruiskutetaan sisätiloissa. Yleensä fosfiinia tai siihen perustuvia valmisteita käsitellään viljakasvien, valmiiden elintarvikkeiden, huonekalujen varastoissa sekä kirjastoissa, tehdastiloissa, junavaunuissa ja muissa ajoneuvoissa. Tämän käsittelyn etuna on, että fosfiini, jopa pieninä pitoisuuksina, tunkeutuu helposti vaikeapääsyisiin paikkoihin eikä ole vuorovaikutuksessa metallien, puun tai kankaan kanssa millään tavalla.
Huone käsitellään fosfiinilla, sitä säilytetään suljetussa tilassa 5-7 päivää. Sen jälkeen tuuletus on suoritettava vähintään kaksi päivää, muuten on vaarallista, että henkilö on siinä. Sen jälkeen fosfiini ei jätä jälkiä edes ruokaan, viljaan ja muihin tavaroihin.
Fosfiinia käytetään myös tiettyjen aineiden, erityisesti orgaanisten, synteesissä. Siitä voidaan saada myös kemiallisesti puhdasta fosforia, puolijohteet seostetaan fosfiinilla.
Toksikologia
Fosfiini on erittäin myrkyllinen yhdiste. Se kulkeutuu nopeasti hengitysteiden läpi ja on vuorovaikutuksessa kehon limakalvojen kanssa. Tämä voi aiheuttaa häiriöitä hermostossa sekä aineenvaihdunnassa yleensä. Myrkytysoireita voivat olla huimaus, pahoinvointi, oksentelu, päänsärky, väsymys, joskus jopakouristukset. Vakavissa tapauksissa henkilö voi menettää tajuntansa tai pysähtyä hengittämään ja sykkimään. Suurin sallittu fosfiinipitoisuus ilmassa on 0,1 mg/m3. Konsentraatio 10 mg/m3 välittömästi tappava.
Fosfiinimyrkytyksen uhrien ensimmäinen asia on viedä heidät raittiiseen ilmaan ja vapauttaa heidät saastuneista vaatteista. On myös suositeltavaa kastella uhri vedellä jäljellä olevan myrkyllisen kaasun poistamiseksi nopeasti. Sairaalahoidossa käytetään happimaskin käyttöä, sykkeen ja maksan tilan seurantaa sekä keuhkopöhön hoitoa. Potilasta on seurattava vähintään 2-3 päivää, vaikka näkyviä myrkytysmerkkejä ei olisikaan. Jotkut oireet saattavat ilmaantua vasta useita päiviä fosfiini altistuksen jälkeen.
