ثلاثي كلوريد الفوسفور

في الكيمياء إن مركب ثلاثي كلوريد الفوسفور هو عبارة عن مركب كيميائي غير عضوي، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (PCl3)، وهو سائل دخاني، وهو سائل متحرك عديم اللون وشفاء، كما أنه أهم هاليدات الفوسفور، ويتم تصنيع الفوسفور ثلاثي كلوريد (PCl3) عن طريق حرق الفوسفور الأبيض المنصهر في الكلور الجاف.

ثلاثي كلوريد الفوسفور

ثلاثي كلوريد الفوسفور (الصيغة PCl3) هو الأهم من كلوريد الفوسفور الثلاثة، وهو مادة كيميائية صناعية مهمة، يتم استخدامها لتصنيع مركبات الفسفور العضوي لمجموعة متنوعة من التطبيقات، يمتلك أسماء أخرى – ثلاثي كلورو الفوسفين، ثلاثي كلوريد الفوسفور، كلوريد الفوسفور، يمتلك كثافة 1.574 جم لكل مل عند درجة حرارة مقدارها 21 درجة مئوية، الكتلة المولية 137.33 جم لكل مول، نقطة الغليان 76.1 درجة مئوية.

هذا وقد يحدث انفجار عندما يتلامس ثلاثي كلوريد الفوسفور مع حمض النيتريك أو النيتروز، وينتج عن ثلاثي كلوريد الفوسفور تأثيرات جهازية حادة عن طريق امتصاصه عبر الجلد في مجرى الدم.

خصائص ثلاثي كلوريد الفوسفور

• يمتلك مركب ثلاثي كلوريد الفوسفور رائحة نفاذة ومزعجة، له مظهر سائل دخان أصفر، الهندسة الجزيئية له هرم ثلاثي (Trigonal Pyramidal)، يذوب في الماء، يمتلك نقطة الانصهار -112 درجة مئوية، ومعامل الانكسار 1.516 عند درجة حرارة مقدارها 14 درجة مئوية، وثلاثي كلوريد الفوسفور أكّال، يتحلل بسرعة في الهواء الرطب، وهو مادة أكالة للجلد والأنسجة وتتفاعل مع الماء من أجل تكوين حمض الهيدروكلوريك.

• إن الاستخدامات الأساسية لمركب ثلاثي كلوريد الفوسفور هي في صناعة مبيدات الآفات الفوسفاتية العضوية وفي مضافات البنزين والصباغة وكعامل كلور، وكمحفز وفي تشطيب المنسوجات، علما أنه قد تنتج المواد المسببة للتآكل عند ملامستها للسم غازات سامة حيث يتحلل السم، عند الاستجابة لحادث ينطوي على مواد أكالة.

• من الممكن أن تكون سمية أبخرة ثلاثي كلوريد الفوسفور مصدر قلق أكبر للأفراد من التآكل، عندما تتلامس الأحماض مع السيانيد فإنه يتم إنتاج غاز سيانيد الهيدروجين، وهو شديد السمية، وثلاثي كلوريد الفوسفور هو عبارة عن عامل اختزال قوي قد يشعل المواد العضوية القابلة للاشتعال عند التلامس، قد يولد هيدروجين غازي قابل للاشتعال وقابل للانفجار عند ملامسته للعديد من المعادن الشائعة (باستثناء النيكل والرصاص).

• ردود الفعل لثلاثي كلوريد الفوسفور مع الماء عنيفة وتنتج حرارة ومضات من النار، ويعطي ثلاثي كلوريد الفوسفور تفاعلات طاردة للحرارة بشكل مكثف مع أحادي كلوريد اليود، وقد تم الإبلاغ عن العديد من الانفجارات المختبرية الناتجة عن الخلائط مع حمض الأسيتيك، جنبًا إلى جنب مع الأحماض الأخرى، وحمض الكبريتيك ومشتقاته والأحماض الكربوكسيلية وما إلى ذلك.

• وقد عُزيت هذه إلى ضعف التحكم في الحرارة مما يسمح بتكوين الفوسفين، ويشتعل ثلاثي كلوريد الفوسفور عند مزجه مع هيدروكسيل أمين، كما ويتسبب ثلاثي كلوريد الفوسفور في حدوث انفجار عند ملامسته لحمض النيتريك، وثلاثي كلوريد الفوسفور غير متوافق مع العديد من المؤكسدات الشائعة مثل: بيروكسيد الصوديوم، الفلور، كلوريد الكروم، كلوريد اليود، على سبيل المثال لا الحصر.

• ومن الممكن أن يتفاعل الأيزوبروبانول مع مركب ثلاثي كلوريد الفوسفور، مكونًا غاز حمض الهيدروكلوريك السام، وينتج تسمم بثلاثي كلوريد الفوسفور ناتج عن الابتلاع والاستنشاق، وثلاثي كلوريد الفوسفور مادة مهيجة أكالة للجلد والعينين (2 جزء في المليون) والأغشية المخاطية، يحدث تفاعل قابل للانفجار مع كلوروبنزين وملح.

• كما ويحدث انفجار عن تفاعله مع هيثيل سلفوكسيد، صوديوم منصهر، كلوريد الكروم، حمض النيتريك، بيروكسيد الصوديوم، أكسجين (فوق 100)، رباعي فينيل الرصاص، ويتفاعل ثلاثي كلوريد الفوسفور مع الأحماض الكربوكسيلية (مثل حمض الأسيتيك) من أجل تشكيل منتجات غير مستقرة بعنف، ويحدث تفاعل أو اشتعال عنيف مع خماسي فلوريد الكروم، (dtallyl phosphite + كحول الأليل).

• كما ويحدث تفاعل أو اشتعال عنيف مع: (F2 ،hydroxylamine ،iodine chloride ،PbO2 ،HNO2)، والمواد العضوية، بوتاسيوم، ثاني أكسيد السيلينيوم وغيرها، ويؤدي تفاعل ثلاثي كلوريد الفوسفور العنيف مع الماء إلى ظهور كلوريد الهيدروجين وغاز ثنائي الفوسفان، ثم يشتعل، وهو غير متوافق مع المعادن أو المؤكسدات.

• يتفاعل ثلاثي كلوريد الفوسفور مع الماء أو البخار أو الأحماض لإنتاج حرارة وأبخرة سامة ومسببة للتآكل، يمكن أن يتفاعل مع المواد المؤكسدة، لمكافحة الحرائق، استخدم ثاني أكسيد الكربون، مادة كيميائية جافة، وثلاثي كلوريد الفوسفور عبارة عن سائل دخان عديم اللون رائحة نفاذة يتحلل في الماء، قابل للذوبان في البنزين وثاني كبريتيد الكربون والأثير والكلوروفورم والمذيبات العضوية المهلجنة الأخرى.

تحضير ثلاثي كلوريد الفوسفور

• يفوق الإنتاج العالمي له ثلث مليون طن، يتم إنتاجه في الصناعة، مع الإزالة المستمرة لـ (PCl3) عند تكوينه، وذلك بتحضير ثلاثي كلوريد الفوسفور من خلال تفاعل الفوسفور الأبيض مع الكلور الجاف الموجود بكميات محدودة، وينتج الكلور الزائد الفوسفور خماسي كلوريد (PCl5)، وذلك تبعا للمعادلات الكيميائية التالية، على التوالي:

P4 + 6Cl2 → 4PCl3

P4 + 10Cl2 → 4PCl5

• يتم تحضير مركب ثلاثي كلوريد الفوسفور في معوجة متصلة بأنابيب مدخل للكلور الجاف وثاني أكسيد الكربون الجاف ودورق التقطير، حيث أنه يتم وضع الفسفور الأبيض على الرمال في المعوجة، كما ويتم طرد جميع الهواء والرطوبة وأي أبخرة أكسيد الفوسفور الموجودة في الجهاز من خلال تمرير ثاني أكسيد الكربون الجاف.

• ثم بعد ذلك يتم إدخال الكلور الجاف في الجهاز، وفي حالة ظهر لهب على الفوسفور فهذا يدل على وجود الكلور الزائد، وتبعا لذلك فإنه من الواجب أن يتم تقليل معدل إدخال الكلور، ومن أجل الحصول على ثلاثي كلوريد الفوسفور فإنه يجب أن يظهر اللهب في نهاية أنبوب دخول الكلور، ويتم جمع مادة ثلاثي كلوريد المتكونة بالتكثيف في دورق التقطير.

• يتم توصيل أنبوب الجير الصودا بالجهاز؛ وذلك من أجل منع دخول الرطوبة إلى القارورة، ومن الممكن أيضًا أن يتم تحضير مركب ثلاثي كلوريد الفوسفور من خلال اختزال أبخرة أوكسي كلوريد الفوسفور بالكربون عند الحرارة الحمراء، وذلك تبعا للتفاعل الكيميائي التالي:

POCl3 + C → PCl3 + CO

• يتم التحكم في عملية الإنتاج الصناعي لمركب ثلاثي كلوريد الفوسفور تبعا لاتفاقية الأسلحة الكيميائية، وفي المختبر قد يكون من الأنسب استخدام الفوسفور الأحمر الأقل سمية، إذ أنه غير مكلف بدرجة كافية بحيث لا يتم تصنيعه من أجل الاستخدام المختبري، حيث أن ثلاثي كلوريد الفوسفور مادة سامة بتركيز 600 جزء في المليون أي تكون قاتلة في بضع دقائق فقط.

لذا في النهاية فإننا نستنتج أن مركب ثلاثي كلوريد الفوسفور (الصيغة PCl3) هو الأهم من كلوريد الفوسفور الثلاثة، يتم تحضيره من خلال تفاعل الفوسفور الأبيض مع الكلور الجاف الموجود بكميات محدودة، وهو مادة سامة ومسببة للتآكل.