Pentachlorek fosforu
| |||||||||||||||||||||||||||||
 | |||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||||||||||||||
| Charakterystyka fizyczna | |||||||||||||||||||||||||||||
| białe lub żółte, tetragonalne, higroskopijne kryształy[1] o ostrym zapachu[2] | |||||||||||||||||||||||||||||
| Wzór chemiczny |
PCl5 | ||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| • zapis Hilla |
Cl5P | ||||||||||||||||||||||||||||
| Masa molowa |
208,22 g/mol | ||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikacja | |||||||||||||||||||||||||||||
| Numer CAS | |||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | |||||||||||||||||||||||||||||
Pentachlorek fosforu (nazwa Stocka: chlorek fosforu(V)), PCl5 – nieorganiczny związek chemiczny z grupy chlorków kwasowych.
Otrzymywanie
PCl5 otrzymywany jest w reakcji chlorowania PCl3. Tą metodą w 2000 roku wyprodukowano go w ilości ok. 10 tys. ton[6].
PCl3 + Cl2 ⇄ PCl5 (ΔH = −124 kJ/mol)
PCl5 istnieje w równowadze z PCl3 i chlorem. W temperaturze 180 °C stopień dysocjacji wynosi ok. 40%[6]. Ze względu na istnienie takiej równowagi, próbki PCl5 często zawierają chlor, który powoduje żółtozielone zabarwienie substancji.
Budowa
W fazie gazowej i ciekłej PCl5 jest obojętną cząsteczką o symetrii bipiramidy trygonalnej (D3h), zawierającą 3 standardowe kowalencyjne wiązania P−Cl w płaszczyźnie ekwatorialnej oraz jedno liniowe trójcentrowe wiązanie czteroelektronowe Cl−P−Cl, w którym uczestniczą dwa aksjalne atomy chloru. Podobną budowę mają cząsteczki PCl5 w roztworach w rozpuszczalnikach niepolarnych, np. CS2 i CCl4[7].
W stanie stałym PCl5 ma budowę jonową, z tetraedrycznymi kationami PCl4+ i oktaedrycznymi anionami PCl6−[6]. Podobne jony obserwuje się w stężonych roztworach PCl5 w rozpuszczalnikach polarnych w wyniku autodysocjacji[8]:
- 2PCl5 ⇄ [PCl4+][PCl6−]
Zakładane dawniej występowanie dimerów P2Cl10 nie znajduje potwierdzenia w badaniach spektroskopii Ramana.
W rozcieńczonych roztworach w rozpuszczalnikach polarnych autodysocjacja ma inny przebieg:
- PCl5 ⇄ [PCl4+]Cl−
Zastosowanie
Stosowany jest do chlorowania oraz jako katalizator. Przykładowe reakcje chlorowania:
- kwas karboksylowy + PCl5 → chlorek acylu + POCl3 + HCl
- alkohol + PCl5 → chlorek alkilowy + POCl3 + HCl
- R2C=O + PCl5 → R2CCl2 + POCl3
- PCl5 + 2NO2 → PCl3 + 2NO2Cl
Ponadto reaguje z dimetyloformamidem z wytworzeniem odczynnika Vilsmeiera, [(CH3)2NCClH]Cl, służącego do otrzymywania pochodnych benzaldehydu. PCl5 reaguje też ze styrenem dając pochodne fosfonianowe.
Przypisy
- 1 2 3 4 5 6 Lide 2009 ↓, s. 4-80.
- 1 2 3 4 5 Phosphorus pentachloride, [w:] GESTIS-Stoffdatenbank [online], Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, ZVG: 3000 [dostęp 2015-07-21] (niem. • ang.).
- ↑ Lide 2009 ↓, s. 6-53.
- ↑ Pentachlorek fosforu (nr 79590) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski. [dostęp 2015-07-21].
- ↑ Pentachlorek fosforu [online], międzynarodowa karta bezpieczeństwa chemicznego, Międzynarodowa Organizacja Pracy [dostęp 2015-07-21] (pol. • ang.).
- 1 2 3 A.F. Holleman, E. Wiberg: Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
- ↑ D.E.C. Corbridge: Phosphorus: An Outline of its Chemistry, Biochemistry, and Technology. Wyd. 5. Amsterdam: Elsevier, 1995. ISBN 0-444-89307-5.
- ↑ R.W. Suter, H.C. Knachel, V.P. Petro, J.H. Howatson i inni. Nature of Phosphorus(V) Chloride in Ionizing and Nonionizing Solvents. „J. Amer. Chem. Soc.”. 95, s. 1474–1479, 1973. DOI: 10.1021/ja00786a021.
Bibliografia
- David R. Lide (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).