Foszfor-pentaklorid

Foszfor-pentaklorid
Foszfor-pentaklorid (szerkezete gáz halmazállapotban)
Foszfor-pentaklorid
IUPAC-név	Foszfor-pentaklorid
Más nevek	Foszfor(V)-klorid
Kémiai azonosítók
CAS-szám	10026-13-8
RTECS szám	TB6125000
SMILES ClP(Cl)(Cl)(Cl)Cl
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet	PCl5
Moláris tömeg	208,22 g mol−1
Megjelenés	színtelen, kristályos
Sűrűség	2,12 g cm−3
Olvadáspont	148 °C (nyomás alatt), normál nyomáson 100 °C-on szublimál anélkül, hogy megolvadna
Forráspont	160 °C
Oldhatóság (vízben)	bomlik
Gőznyomás	0,02 mbar 20 °C-on, 0,09 mbar 30 °C-on, 0,8 mbar 50 °C-on
Kristályszerkezet
Koordinációs geometria	trigonális bipiramisos
Dipólusmomentum	0 D
Veszélyek
Főbb veszélyek	Nagyon mérgező (T+)
R mondatok	R14-R22-R26-R29-R34-R48/20
S mondatok	(S1/2)-S7/8-S26-S36/37/39-S45
LD50	660 mg/kg (patkány, szájon át)
Rokon vegyületek
Rokon vegyületek	POCl3, PCl3, PF5
Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.

A foszfor-pentaklorid (vagy foszfor(V)-klorid) a foszfor kloridja, +5-ös oxidációs számú foszfort tartalmaz. A képlete PCl₅. A tiszta foszfor-pentaklorid színtelen. Ha bomlás miatt klórt tartalmaz, zöldes színű. Levegőn füstölög. Mérgező hatású.

Szerkezete

Gáz halmazállapotban trigonális bipiramis alakú molekulákból épül fel. A szilárd foszfor-pentakloridban azonban autodisszociáció lép fel, benne tetraéderes felépítésű [PCl₄]⁺ komplex kationok és oktaéderes elrendezésű [PCl₆]^- komplex anionok találhatók.

$$\begin{gathered} \mathrm{2} \\ \mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{5}}\mathrm{\to }\mathrm{[}\mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{[}\mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{6}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{-}} \end{gathered}$$

Kémiai tulajdonságai

Igen reakcióképes vegyület. Nedvesség hatására könnyen hidrolizál, ilyenkor először foszfor-oxi-klorid (vagy más néven foszforil-klorid) és sósav képződik.

$$\begin{gathered} \mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{5}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2} \\ \mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l} \end{gathered}$$.

Ha nagyobb mennyiségű víz van jelen, a foszforil-klorid tovább hidrolizál ortofoszforsavvá és sósavvá.

$$\begin{gathered} \mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3} \\ {\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{3} \\ \mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l} \end{gathered}$$

Erélyes klórozó hatása van. A savakat savkloridokká alakítja. Foszfor-pentaklorid hatására kloriddá alakul a szilícium-dioxid, az arzén-trioxid és az ón-dioxid is. Ha zárt csőben volfrám-trioxiddal hevítik, a volfrám-trioxid volfrám-hexakloriddá alakul.

$$\begin{gathered} \mathrm{3} \\ \mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{5}}\mathrm{+}\mathrm{W}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\to }\mathrm{W}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{3} \\ \mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}} \end{gathered}$$

Még a nemesfémeket is megtámadja és kloriddá alakítja őket. Vízelvonó hatása is van, például bór-trioxiddá alakítja a bórsavat.

$$\begin{gathered} \mathrm{2} \\ {\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{B}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3} \\ \mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{5}}\mathrm{\to }{\mathrm{B}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{6} \\ \mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{3} \\ \mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}} \end{gathered}$$

Élettani hatása

Mérgező hatású. Belélegezve köhögést okozhat. A szemben kötőhártyagyulladást, de akár vakságot is okozhat. Ha bőrre kerül égési sebeket okoz.

Előállítása

A foszfor-pentaklorid foszfor-trikloridból képződik, ha az klórral reagál.

$\mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\to }\mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{5}}$

Felhasználása

Klórozószerként alkalmazzák. Karbonsavakból karbonsavkloridok állíthatók elő foszfor-pentaklorid segítségével.

$\mathrm{R}\mathrm{-}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{5}}\mathrm{\to }\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{R}\mathrm{-}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{-}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Források

• Erdey-Grúz Tibor: Vegyszerismeret
• Nyilasi János: Szervetlen kémia
• Bodor Endre: Szervetlen kémia I.