Какие свойства проявляет ph3

Фосфин — это ядовитый газ, который в чистом виде не имеет цвета и запаха. С химической точки зрения, является летучим водородным соединениям фосфора. В химии формула фосфина имеет вид — PH3. По своим свойствам имеет некоторые схожести с аммиаком. Вещество очень опасно, так как имеет высокую токсичность и склонность к самовоспламенению.

Получение

Самый хорошо изученный способ получения фосфина — это реакция взаимодействия белого фосфора с раствором сильной щелочи при нагревании. В данном случае фосфор диспропорционирует на метафосфат и фосфин. Побочными продуктами этой реакции является дифосфин (P2H4) и водород, поэтому выход данной реакции небольшой и составляет не более 40 %.

Образующийся дифосфин в реакционной среде вступает во взаимодействие со щелочью, в результате чего образуется фосфин и водород.

А полученный в этих реакциях гипофосфит, при взаимодействии со щелочью, переходит в фосфат с выделением водорода.

NaH2PO2 + 2NaOH = 2H2 + Na3PO4

После завершения всех реакций, в результате взаимодействия щелочи на фосфор образуется фосфин, водород и фосфат. Данный способ получения можно также провести со щелочными оксидами вместо щелочей. Этот опыт является очень красивым, так как образующийся дифосфин сразу же воспламеняется и сгорает в виде искр, образуя нечто похожее на фейерверк.

При воздействии воды или кислоты на фосфиды металлов также получается фосфин.

При термическом разложении фосфористой кислоты или ее восстановлении водородом в момент выделения также образуется фосфин.

Соли фосфония при разложении или в реакции с некоторыми веществами дают фосфин.

Физические свойства

Фосфин представляет собой бесцветный газ без запаха. Но технический фосфин (с некоторыми примесями) может иметь характерный неприятный запах, который описывают по-разному. Немного тяжелее воздуха, при температуре -87,42 °C сжижается, а при -133,8 °C становится твердым веществом. Такие низкие температуры кипения и плавления обусловлены довольно слабыми водородными связями. Вещество практически нерастворимо в воде, но при определенных условиях образует с водой неустойчивые гидраты. Хорошо растворим в этаноле и диэтиловом эфире. Плотность фосфина при нормальных условиях составляет 0,00153 г/см3.

Химические свойства

Как уже было сказано, химическая формула фосфина — PH3. Хоть фосфин и похож на аммиак, он имеет ряд отличий во взаимодействиях с другими веществами. Эти особенности обусловлены тем, что химические связи в фосфине (по формуле это становится ясно) ковалентные слабополярные. Они менее полярные, чем в аммиаке, и поэтому более прочные.

При сильном нагревании (примерно 450 °C) без доступа кислорода фосфин разлагается на простые вещества.

2PH3 → 2P + 3H2

При температуре свыше 100 °C PH3 самовоспламеняется, вступая в реакцию с кислородом воздуха. Температурный порог можно снизить ультрафиолетовым светом. По этой причине, выделяющийся на болотах фосфин, часто самовоспламеняется, вызывая появление так называемых «блуждающих огней».

PH3 + 2O2 → H3PO4

Но может происходить и простое горение. Тогда образуется фосфорный ангидрид и вода.

2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O

Как и аммиак, фосфин может образовывать соли, взаимодействуя с галогеноводородами.

PH3 + HI→ PH4I

PH3 + HCl→ PH4Cl

Исходя из формулы фосфина, можно сказать, что фосфор в нем имеет низшую степень окисления. По этой причине он является хорошим восстановителем.

PH3 + 2I2+ 2H2O → H3PO2 + 4HI

PH3 + 8HNO3→ H3PO4 + 8NO2 + 4H2O

Применение

Ввиду своей высокой токсичности, фосфин нашел применение в фумигации, т. е. уничтожении различного рода вредителей (насекомых, грызунов) при помощи газа. Для этих процедур существуют специальные устройства — машины-фумигаторы, с использованием которых распыляют газ в помещениях. Обычно фосфином или препаратами на его основе обрабатывают склады зерновых культур, готовых пищевых продуктов, мебели, а также библиотеки, заводские помещения, вагоны поездов и другой транспорт. Преимущество такой обработки в том, что фосфин даже в небольших концентрациях легко проникает в труднодоступные места и никак не взаимодействует с металлами, древесиной и тканью.

Помещение обрабатывают фосфином, в герметичном состоянии его держат в течение 5-7 суток. После этого не менее двух суток нужно осуществлять проветривание, иначе находится человеку в нем опасно. После этого фосфин не оставляет никаких следов даже на продуктах, зерне и других товарах.

Еще фосфин используется в синтезе некоторых веществ, особенно органических. Также из него может получаться химически чистый фосфор, с использованием фосфина производят легирование полупроводников.

Токсикология

Фосфин крайне токсичное соединение. Он быстро проходит через дыхательные пути и взаимодействует со слизистыми оболочками организма. Это может вызвать нарушения работы нервной системы, а также обмена веществ в целом. Признаками отравления могут служить головокружение, тошнота, рвота, головная боль, усталость, иногда даже конвульсии. В тяжелых случаях отправления человек может потерять сознание или произойти остановка дыхания и сердцебиения. Предельно допустимая концентрация фосфина в воздухе — 0.1 мг/м3. Концентрация 10 мг/м3 сразу приводит к летальному исходу.

Первое, что необходимо сделать с пострадавшим от отравления фосфина, — вынести на свежий воздух и освободить от загрязненной одежды. Также рекомендуется окатить пострадавшего водой, чтобы быстрее убрать остатки токсичного газа. Стационарное лечение подразумевает использование кислородной маски, контроль сердечного ритма и состояния печени, лечение отека легких. За больным необходимо следить минимум 2-3 суток, даже если видимых признаков отравления уже нет. Некоторые симптомы могут проявляться лишь через несколько суток после контакта с фосфином.

Физико-химические свойства

– бесцветный газ без вкуса и без запаха.[14]

По другим литературным источникам,[6] фосфин – бесцветный газ, обладающий неприятным запахом. Некоторые соединения с карбаматом аммония формируют запах аммиака, который служит сигнальным агентом.[6]

В водных растворах в реакции с некоторыми кислотами вещество образует нестойкие соли фосфония.[6]

Фосфин имеет низкий молекулярный вес и низкую точку кипения. Он в 1,2 раза тяжелее, чем воздух, поэтому легко смешивается с ним, не наслаиваясь. Молекула фосфина маленькая и неполярная, вследствие чего газ быстро проникает в предметы потребления и сквозь препятствия типа упаковочных бумаг и пленки.

. После фумигации фосфин быстро выветривается из продукции, практически не оставляя никаких следов.[14]

. В смеси с воздухом взрывоопасен, вследствие нередко присутствующей примеси Р2Н4 склонен к самовозгоранию.[6] Воспламенение может произойти, если твердые металлические формы фосфина войдут в контакт с водой, кислотами или другими химикатами. Стандартные концентрации при фумигации намного ниже, поэтому фосфин, применяемый должным образом, не представляет опасности для взрыва или пожара. Во избежание любого риска, гранулы или таблетки нужно распределять равномерно и все остатки препаратов следует закапывать.[14][4]

Физические характеристики

• Молекулярная масса 34,04;
• Температура плавления – 133,8 °C;
• Температура кипеня – – 87,8 °C;
• Температура замерзания – 133,5 °C;
• Плотность 1,529;
• Растворимость в воде 27 мл на 100 г (20 °C);
• Коэффициент растворимости в воде 0,276 (17 °C);
• Растворимость в крови практически та же, что и растворимость в воде;
• Нижний порог самовозгорания составляет 26-28 мг/л.[6][7]

При высоких концентрациях фосфин вызывает коррозию меди, латуни, медных сплавов, драгоценных металлов типа серебра и золота. Может вступать в реакцию с металлическими солями на фотографической пленке. По этой причине фосфин редко используется в строениях с электропроводкой, электрическими приборами, телефонным оборудованием, компьютерами.[14] Вещество не действует на сталь, белую и оцинкованную жесть, хлопчатобумажные и шелковые ткани, дерево, брезент, мешковину.[7]

Пестициды на основе фосфина

В практике борьбы с вредными организмами используют 3 действующих вещества, выделяющих газ фосфин:

• Алюминия фосфид, выделяет фосфин при взаимодействии с атмосферной влагой:

АlР + 3Н2O → Аl(ОН)3 + PH3

• Магния фосфид, выделяет фосфин при взаимодействии с атмосферной влагой, реакция протекает быстрее, нежели у алюминия фосфида:

P2Mg3 + 6H2O →2PH3 + 3Mg(OH)2

• Цинка фосфид, выделяет фосфин при взамодействии с кислотами в желудке грызунов:

Zn3P2 + 6НСl → 3ZnCl2 + 2РН3

Пестициды, содержащие
Фосфин

для сельского хозяйства:

Алфос, ТАБ *C
Альфин, ТАБ C	1250.00	₽
Дакфосал, ТАБ C	1611.03	₽
Джинн, ТАБ C
Катфос, ТАБ C	26.00	$
Квикфос, ТАБ C
Фоском, ТАБ C	27.00	$
Фостоксин, ТАБ C
Фосфин, ТАБ, Г C	17.00	$
Фумифаст, ТАБ C
Фумифос, ТАБ C
Фумишанс, ТАБ C

* — закончился срок регистрации

С — смесевой пестицид

Действие на вредные организмы

Фосфин высокотоксичен для насекомых и животных.[14]

. Попадает в организм через органы дыхания. Яд преимущественно действует на нервную систему и нарушает обмен веществ. Также он влияет на кровеносные сосуды, печень, органы дыхания, почки.[6]

. Была обнаружена у ряда видов. Наиболее резистентными к этому препарату являются кожееды рода Troqoderma (в частности, Капровый жук), менее устойчив Амбарный долгоносик, еще менее – Суринамский мукоед, Фасолевая зерновка, Малый мучной хрущак, личинки Табачного жука.[7]

Популяции Зернового точильщика (Rhyzoperthadominika), резистентые к фосфину, обнаружены в Индии, ОАР, Сирии, Гвинеи, Ливии, Аргентине, Греции. Наличие резистентных популяций этого вредителя к фосфину в 90-х годах ХХ века было подтверждено в Азии и Австралии, а также в Индии. Уровни резистентности популяций Зернового точильщика устаналивали по имагинальной стадии. В экспериментах индийских исследователей было показано, что у резистентной популяции Зернового точильщика устойчивыми к действию фосфина оказались и яйца. Так, ЛД99 фосфина для яиц чувствительной расы и резистентной популяции составляли, соответственно, 0,56 и 3,25 г/л зерновой массы.[11]

В Австралии серьезными вредителями зерновых запасов при хранении являются сеноеды Psocoptera, особенно Liposcelis entomophila, Liposcelis bostrychophila, Liposcelis decolor. Для борьбы с этими вредителями применяется фумигация фосфином. В начале ХХI века зарегистрирована резистентность сеноедов к фосфину. Для ее преодоления рекомендовано применение комбинации спиносада с хлорпирифосметилом. Эта смесь была эффективна в течение трех месяцев.[11]

.

• Фумигант. Данные о резистентности грызунов к газу фосфину при поступлении его через дыхательные пути (при фумигации) отсутствуют, однако, в связи с тем, что при обработках помещений концентрация газа повышается в течение длительного времени (до двух суток), некоторые грызуны успевают покинуть обрабатываемую площадь.
• Приманка. При применении родентицидов, содержащих фосфид цинка, симптомы отравления у грызунов начинают проявляться через 1-3 часа после поедания приманки, поэтому поедание прекращается. Грызуны, не успевшие принять летальную дозу, остаются живыми и в дальнейшем избегают любых приманок.[12]

Токсикологические характеристики

Газ фосфин очень ядовит для животных и человека, поэтому при работке с ним нужно соблюдать все меры по обеспечению безопасности.[4]

. Обработка фосфином не наносит вреда предметам потребления. Запах, вкус, внешний вид, качество помола и выпечки не меняются. Фосфин может использоваться при карантинной обработке для контроля плодовых мух на свежих плодах и овощах. Вещество не препятствует прорастанию и может быть использовано для обработки семян.[4]

Симптомы отравления

. Обычно фумигант быстро проходит через дыхательные пути. Повреждение глаз может быть вызвано пылью твердых продуктов фосфина. Характерные признаки отравления отсутствуют и могут быть перепутаны с состоянием гриппа, пищевого отравления или алкогольного опьянения. Часто наблюдаемые признаки отравления следующие:

• затрудненное дыхание,
• тошнота,
• рвота
• головная боль,
• головокружение,
• усталость,
• конвульсии.

В легких случаях возможны боли в верхней части живота, отдающие в спину, появление чувства холода, кашля. При отравлении средней тяжести возникают страх, озноб, тошнота, рвота, стеснение в груди, шум в ушах. В случае серьезного отравления может произойти потеря сознания, остановка дыхания и сердцебиения.[14][6]

Стоит обратить внимание на то, что признаки отравления могут появиться до 48 часов после использования фумиганта. При подозрении на отравление пострадавший должен находиться под медицинским наблюдением как минимум в течение двух дней, чтобы избежать серьезного ущерба для здоровья и смерти.

Меры оказания первой помощи:

1. самозащита человека, оказывающего первую помощь (ношение аппаратов респираторной защиты при входе в комнату, обрабатываемую газом);
2. перемещение человека с признаками отравления из опасной области на свежий воздух;
3. вызов врача;
4. освобождение пострадавшего от одежды, поскольку она может содержать значительные количества газа, который можно случайно вдохнуть;
5. если человек с признаками отравления в сознании, его надо успокоить, обеспечить тишину и тепло.
6. если человек с признаками отравления без сознания, то необходимо проверить пульс, дыхание и уложить его в удобное место;
7. в случае остановки дыхания необходимо начать реанимационные мероприятия.[14]

Для защиты органов дыхания нужно использовать противогазы, имеющие защитные коробки, рекомендуемые для фосфина.[4]

. При небольших концентрациях токсиканта наблюдается вялость, реже – судороги, рвота; при действии высоких доз яда возникает беспокойство, вялость. У кошек взъерошивается шерсть, появляется неверная походка, одышка. Дыхание вначале более глубокое и замедленное, затем учащенное и поверхностное. Происходит сильное падение артериального давления.[6]

. Наблюдается расстройство зрения, нарушение аккомодации, шаткость походки, нечеткость речи, слабость, нарушения дыхания и пищеварения.[6]

. При повторном вдыхании невысоких доз яда (0,007 мг/л) у кошек, кроликов, морских свинок и белых крыс возникает сонливость, изменение дыхания, снижается аппетит, падает количество эритроцитов и гемоглобина в крови. Наблюдается апатия, жажда, ухудшается антитоксическая функция печени. Часть кошек погибает; перед смертью отмечаются слабые судороги.[6]

Фосфин выделенный фосфидом цинка

Фосфид цинка обладает средне выраженной кумуляцией, а также имеет кожно-резорбтивный эффект при использовании в виде масляных растворов. Не оказывает местно-раздражающего действия на кожу и сенсибилизирующего эффекта.[13]

. Жажда, понос, тошнота, рвота, головная боль в области затылка, слабость, озноб, затруднения дыхания, чувство страха, стеснение в груди.

. Пострадавшему необходимо дать внутрь 1%-ный раствор медного купороса (по чайной ложке через 5 минут) или 0,03% раствор марганцевокислого калия (через 5 минут по столовой ложке) до наступления рвоты; после чего предложить солевое слабительное, слизевые отвары и щелочные воды. В дальнейшем показано симптоматическое лечение. Жиры, касторовое масло, яйца и молоко применять недопустимо.[8][5]

Таблица Токсикологические данные составлена в соответствии с ГН 1.2.3111-13.[2]

История

Фосфористый водород (фосфин) впервые был применен в практике фумигации в 1934 году. Высокая пожароопасность ограничивала его использование, пока в 1953 году в Германии не разработали форму применения этого фумиганта в виде таблеток фосфида алюминия, из которых под воздействием влаги воздуха или продукции выделялся газ фосфин.[7]

При написании статьи также использовались источники:[1][3][10][9]