как из фосфида получить фосфин

Для получения фосфина (PH₃) из фосфидов существует несколько методов, которые основываются на химической реакции фосфидов с кислотами или другими реагентами. Я расскажу вам об этом более подробно и шаг за шагом.

1. Основные типы фосфидов

Фосфиды — это химические соединения фосфора с металлами или полуметаллами. Среди них можно выделить два основных типа:

• Металлические фосфиды (например, фосфид кальция, Ca₃P₂; фосфид натрия, Na₃P).

• Неметаллические фосфиды (например, фосфид алюминия, AlP).

Каждый из этих фосфидов может реагировать с водой или кислотами с образованием фосфина (PH₃).

2. Реакция фосфидов с водой

Самый распространённый способ получения фосфина — это реакция фосфидов с водой. Вода вызывает восстановление фосфора из его оксидов или фосфидов до фосфина. Рассмотрим процесс на примере фосфида кальция:

$$C{a}_3{P}_2+6H_{2}O\to 3Ca(OH{)}_2+2P{H}_3$$

В этой реакции:

• Ca₃P₂ — фосфид кальция.

• H₂O — вода, которая разлагает фосфид.

• Ca(OH)₂ — гидроксид кальция, который образуется как побочный продукт.

• PH₃ — фосфин, который выделяется как газ.

Также подобные реакции происходят с другими металлическими фосфидами, такими как фосфид натрия или фосфид магния.

3. Реакция фосфидов с кислотами

Фосфиды могут также реагировать с кислотами, что приводит к образованию фосфина. Обычно для этой реакции используются сильные кислоты, такие как серная (H₂SO₄) или соляная (HCl). Рассмотрим пример реакции фосфида натрия с соляной кислотой:

$$N{a}_{3}P+3HCl\to 3NaCl+P{H}_3$$

В этой реакции:

• Na₃P — фосфид натрия.

• HCl — соляная кислота.

• NaCl — хлорид натрия.

• PH₃ — фосфин, выделяющийся в газообразной форме.

4. Реакция фосфидов с более сильными окислителями

Возможны реакции с более сильными окислителями, которые могут ускорить образование фосфина. Например, при взаимодействии фосфидов с гидрохлоридом натрия или даже концентрированными окислителями, такими как серная кислота с добавлением окислителей.

Однако такие реакции не так распространены в лабораторной практике, так как они могут быть более опасными и требовать специальных условий.

5. Пример лабораторного получения фосфина

Простой лабораторный метод получения фосфина из фосфида кальция может быть осуществлён с помощью воды. Например, можно добавить водный раствор фосфида кальция (или гранулы этого вещества) в колбу, содержащую воду. При этом фосфин будет выделяться в виде газа:

$$C{a}_3{P}_2+6H_{2}O\to 3Ca(OH{)}_2+2P{H}_3$$

Газ фосфина можно собрать в водяной ловушке или собрать в газовом баллоне для дальнейшего использования. Важно, что фосфин — это очень токсичное и легко воспламеняющееся вещество, поэтому необходимо соблюдать осторожность при его получении.

6. Меры предосторожности

Фосфин является токсичным, и его пары могут быть опасны для здоровья. Также фосфин — это горючий газ, который может взорваться при контакте с воздухом в определённых условиях. Поэтому при проведении экспериментов необходимо:

• Работать в хорошо проветриваемых помещениях или под вытяжным шкафом.

• Использовать защитное оборудование (перчатки, очки, защитный халат).

• Применять специальные газовые ловушки для безопасного сбора фосфина.

7. Другие методы получения фосфина

Хотя реакция фосфидов с водой или кислотами — это наиболее распространённые методы получения фосфина, есть и другие способы его синтеза, например:

• Реакция фосфора с водородом (в промышленности): В промышленности фосфин может быть получен путём реакции фосфора с водородом при высокой температуре (обычно около 300–400°C):

$$P_4+6H_2\to 4P{H}_3$$

Это более сложный процесс, но он также используется для получения фосфина в большем масштабе.

Заключение

Чтобы получить фосфин из фосфидов, самый простой способ — это реакция фосфидов с водой или кислотами. Важно помнить о безопасности при проведении таких реакций, поскольку фосфин — это токсичное и огнеопасное вещество.