خماسي كلوريد الفوسفور

في الكيمياء إن مركب خماسي كلوريد الفوسفور عبارة عن مركب كيميائي غير عضوي، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (PCl5)، ومن المعروف أن خماسي كلوريد الفوسفور له هيكل شبيه بالملح في الحالة البلورية وأنه ينفصل جزئيًا في المحلول، خاصة في المذيبات القطبية مثل النيتروبنزين، ويمكن تحضيره عن طريق عمل الكلور الجاف على ثلاثي كلوريد الفوسفور، ووفقًا لقانون التأثير الجماعي يتبخر خماسي كلوريد الفوسفور تقريبًا دون تفكك في جو من غاز الكلور أو ثلاثي كلوريد الفوسفور.

خماسي كلوريد الفوسفور

• إن خماسي كلوريد الفوسفور عبارة عن مركب غير عضوي، وهو مادة صلبة حساسة للماء مائلة للصفرة، قابل للذوبان في رابع كلوريد الكربون وثاني كبريتيد الكربون والبنزين وثنائي إيثيل الأثير، يتواجد على شكل بلورات رباعي الزوايا بيضاء مائلة للصفرة، يمتلك رائحة نفاذة، يتواجد أبخرة في الهواء، يمتلك كثافة مقدارها 2.1 جم لكل سم مكعب.

• ويتحلل خماسي كلوريد الفوسفور عند التسخين، يذوب عند 166.8 درجة مئوية تحت ضغط بخاره (النقطة الثلاثية)، يتسامى عند 160 درجة مئوية، أما عن درجة الحرارة الحرجة فهي تساوي 373 درجة مئوية، يتحلل مركب خماسي كلوريد الفوسفور في الماء، وهو قابل للذوبان في كلا من مادة ثاني كبريتيد الكربون وفي رابع كلوريد الكربون.

• خماسي كلوريد الفوسفور هو مادة صلبة ذات لون أصفر باهت، مدخنة لها رائحة مثل حمض الهيدروكلوريك، يتسامي ويتحلل بشكل جزئي عند درجة حرارة مقدارها 162 درجة مئوية تتحلل جميعها إلى غاز الكلور وثلاثي كلوريد الفوسفور عند درجة حرارة مقدارها 300 درجة مئوية، ويحدث دخان أبيض ورائحة مزعجة، مما يؤدي إلى تهيج شديد للعينين.

• خماسي كلوريد الفوسفور مادة صلبة بلورية صفراء مخضرة لها رائحة مزعجة، يتحلل خماسي كلوريد الفوسفور بواسطة الماء ليشكل حمض الهيدروكلوريك والفوسفوريك والحرارة، قد تكون هذه الحرارة كافية لإشعال المواد القابلة للاحتراق المحيطة، يعتبر خماسي كلوريد الفوسفور مادة أكالة للمعادن والأنسجة، يمكن أن يؤدي التعرض طويل الأمد لتركيزات منخفضة أو التعرض قصير الأمد لتركيزات عالية إلى آثار صحية ضارة من الاستنشاق.

• ويتم تحضير مركب خماسي كلوريد الفوسفور بعدة طرق مختلفة منها: عندما يتفاعل الفسفور الأبيض مع فائض من الكلور الجاف فوق الرمال في معوجة يتم من خلالها تطهير الهواء والرطوبة، فإنه ينتج خماسي كلوريد الفوسفور، كما ويمكن أيضًا تحضيره من خلال تفاعل مركب كلوريد السلفوريل (SO2Cl2) مع الفوسفور.

• وأيضًا يتم الحصول على المركب عن طريق تفاعل الكلور الجاف مع ثلاثي كلوريد الفوسفور، وذلك تبعا للتفاعلات الكيميائية التالية، على التوالي:

P4 + 10Cl2 → 4PCl5

P4 + 10SO2Cl2 → 4PCl5 + 10SO2

PCl3 + Cl2 → PCl5

الخواص الكيميائية لخماسي كلوريد الفوسفور

• في الهواء الرطب يتحلل مركب خماسي كلوريد الفوسفور (الفوسفور المائي) إلى مركب كلوريد الفوسفوريل (POCl3) والذي يتحول بعد ذلك إلى حمض الفوسفوريك (H3PO4)، وذلك تبعا للمعادلات الكيميائية التالية، على التوالي:

PCl5 + H2O → POCl3 + 2HCl

POCl3 + 3H2O → H3PO4 + 3HCl

• يتسامى مركب خماسي كلوريد الفوسفور مع التسخين ويتحلل إلى مركب ثلاثي كلوريد الفوسفور في حالة تسخين أقوى، وذلك تبعا للتفاعل الكيميائي التالي:

PCl5 → PCl3 + Cl2

• يتفاعل خماسي كلوريد الفوسفور مع المعادن المقسمة بدقة تحت تأثير الحرارة من أجل إنتاج كلوريدات المعادن، وذلك تبعا للتفاعل التالي:

2Ag + PCl5 → 2AgCl + PCl3

• يتفاعل مركب خماسي كلوريد الفوسفور مع المركبات العضوية التي تحتوي على مجموعة الهيدروكسيد (–OH) من أجل إنتاج مشتقاتها الكلورية، وذلك تبعا للمعادلة الكيميائية التالية:

C2H5OH + PCl5→C2H5Cl + POCl3 + HCl

• يذوب خماسي كلوريد الفوسفور في الماء مكونًا حمض الفوسفوريك وكلوريد الهيدروجين، وذلك تبعا للتفاعل الكيميائية التالية:

PCl5 + 4H2O → H3PO4 + 5 HCl

استخدامات خماسي كلوريد الفوسفور

• يستخدم مركب خماسي كلوريد الفوسفور كعامل كلور في العديد من التركيبات العضوية، مثل إنتاج الألكيل وكلوريدات الأحماض، كما أنه عامل مساعد في تصنيع الأسيتيل سلولوز، ويستخدم خماسي كلوريد الفوسفور كمحفز في تصنيع الأسيتيل سلولوز، ومن أجل استبدال مجموعات الهيدروكسيل بالكلور، خاصة لتحويل الأحماض إلى كلوريد حامض.

• يستخدم خماسي كلوريد الفوسفور كعامل كلور من أجل تحويل الأحماض إلى كلوريد حمضي وكعامل تجفيف وكمحفز وكعامل الكلور والتجفيف، وبشكل عام فإن استخدامات هاليدات الفوسفور تكون كالتالي: يستخدم كعامل كلور ومحفز في صنع المواد الكيميائية العضوية، والمواد الوسيطة، والأصباغ، وما إلى ذلك.

• تستخدم هاليدات الفوسفور كعامل مساعد في تصنيع الأسيتيل السليلوز وهو الفيلم البلاستيكي الذي تُطبع عليه الصور المتحركة، وفي صناعة الأدوية يتم استخدامه في تصنيع البنسلين والسيفالوسبورين، وتستخدم أيضا من أجل إنتاج كلوريدات الحمض وكمحفز لتفاعلات التدوير والتكثيف.

المخاطر الصحية لخماسي كلوريد الفوسفور

• تعتبر أبخرة خماسي كلوريد الفوسفور من المواد المهيجة القوية للعيون والأغشية المخاطية، ومن الممكن أن يسبب ملامسة الجلد حروقًا حمضية، حيث يتفاعل بسهولة مع الرطوبة من أجل تكوين أحماض الهيدروكلوريك والفوسفوريك:

PCl5 ＋ 4H2O → H3PO4 ＋ 5HCl

• من الممكن أن يؤدي التعرض المزمن لهذا المركب إلى التهاب الشعب الهوائية، وخماسي كلوريد الفوسفور غير قابل للاشتعال، وهو عبارة عن مادة خطرة لأنه يتفاعل بعنف مع الماء وهي مصدر لكل من كلوريد الهيدروجين والكلور، وهو سام من خلال الاستنشاق، ولكنه معتدل السمية عن طريق الابتلاع، ويحدث تهيج شديد للعين والجلد والأغشية المخاطية.

• خماسي كلوريد الفوسفور يحدث تآكل لأنسجة الجسم، قابل للاشتعال بالتفاعل الكيميائي، يتفاعل خماسي كلوريد الفوسفور متفجر مع ثاني أكسيد الكلور + كلور، صوديوم، يوريا + حرارة، يتفاعل لتشكيل منتجات متفجرة مع الكربامات، ويشتعل عند ملامسته للفلور، يتفاعل بعنف مع الرطوبة ومع (ClO3)، هيدروكسيل أمين، أكسيد المغنيسيوم، نيتروبنزين، أكسيد الفوسفور (Ⅲ).