Chlorek fosforu - V - Polski Serwis Naukowy

Pentachlorek fosforu (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 ok. 10 000 ton chlorku fosforu(V).

PCl3 + Cl2 ⇌ PCl5 ΔH = −124 kJ/mol

Styren (etenylobenzen, fenyloeten, winylobenzen, C6H5–CH=CH2) - organiczny związek chemiczny - związek aromatyczny z alkenowym łańcuchem bocznym (nienasycony węglowodór aromatyczny lub aromatyczny węglowodór nienasycony).

Halogenki alkilowe, halogenoalkany – organiczne związki chemiczne, pochodne alkanów, w których jeden lub więcej atomów wodoru został zastąpiony przez atom halogenu.

PCl5 istnieje w równowadze z PCl3 i chlorem. W temperaturze 180 °C stopień dysocjacji wynosi ok. 40%. 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.

Dimetyloformamid (skrót: DMF lub DMFA) – organiczny związek chemiczny z grupy amidów. Stosowany jako polarny rozpuszczalnik aprotyczny. Miesza się w dowolnym stosunku z wodą oraz wieloma rozpuszczalnikami organicznymi. Czysty związek jest pozbawiony zapachu jednakże techniczny dimetyloformamid wykazuje rybny zapach z uwagi na obecność dimetyloaminy. Cząsteczka DMF posiada charakter polarny i hydrofilowy. Dzięki temu ułatwia ona zachodzenie reakcji o polarnym mechanizmie takich jak substytucja nukleofilowa SN2. Ze względu na duży moment dipolowy substancja ta posiada wysoką temperaturę wrzenia. DMF jest otrzymywany w reakcji estru mrówczanu metylu z dimetyloaminą. Pod wpływem światła ulega rozkładowi do kwasu mrówkowego oraz odpowiedniej aminy (dimetyloaminy).

Tlenek azotu(IV) (dwutlenek azotu), NO2 – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków azotu, w którym atom azot występuje na +4 stopniu utlenienia. W temperaturze pokojowej jest to brunatny, silnie toksyczny gaz o ostrym zapachu przypominającym zapach gazowego chloru.

W stanie stałym PCl5 ma budowę jonową, z tetraedrycznymi kationami PCl4 i oktaedrycznymi anionami PCl6. Podobne jony obserwuje się w stężonych roztworach PCl5 w rozpuszczalnikach polarnych w wyniku autodysocjacji: 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:

Autodysocjacja - rodzaj dysocjacji elektrolitycznej, w której czysty związek chemiczny w postaci cząsteczkowej rozpada się na jony pod wpływem innych cząsteczek tego samego związku, pełniąc przy tym rolę zarówno kwasu jak i zasady. Autodysocjacja jest możliwa, gdy cząsteczki związku mają budowę polarną.

Polarność – właściwość indywiduów chemicznych polegająca na występowaniu w nich elektrycznego momentu dipolowego w wyniku nierównomiernego rozłożenia cząstkowych ładunków elektrycznych w ich objętości.

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 + 2 NO2 → PCl3 + 2 NO2Cl

Ponadto reaguje z dimetyloformamidem z wytworzeniem odczynnika Vilsmeiera, [(CH3)2NCClH]Cl, służącego do otrzymywania pochodnych benzaldehydu. PCl5 reaguje też ze styrenem dając pochodne fosfonianowe.

Kation − jon o ładunku dodatnim (+). Indywiduum chemiczne występujące zawsze w obecności jonu o ładunku przeciwnym (anionu). Kationy mogą być zarówno organiczne jak i nieorganiczne. Podczas elektrolizy stopionych soli jak i roztworów wodnych z rozpuszczoną substancją jonową, kationy podążają do elektrody ujemnej (o dodatnim potencjale) zwanej katodą.

Halogenowanie – reakcja chemiczna polegająca na addycji (dodaniu) lub substytucji (wymianie na) atomów pierwiastków z grupy fluorowców do cząsteczek dowolnych związków chemicznych.

Przypisy

↑ Pentachlorek fosforu (ang. • niem.) w bazie IFA GESTIS. Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA). [dostęp 2009-01-31].
↑ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
D. E. C. Corbridge "Phosphorus: An Outline of its Chemistry, Biochemistry, and Technology" 5th Edition Elsevier: Amsterdam 1995. ISBN 0-444-89307-5.
Suter, R. W.; Knachel, H. C.; Petro, V. P.; Howatson, J. H.; S. G. Shore, S. G.. Nature of Phosphorus(V) Chloride in Ionizing and Nonionizing Solvents. „J. Amer. Chem. Soc.”. 95, s. 1474-1479, 1973. doi:10.1021/ja00786a021.