Фосфин PH3: свойства, получение, применение

Фосфин PH3 — летучее водородное соединение фосфора, очень ядовитый газ и сильный восстановитель, молярная масса 34 г/моль.

Ключевые факты

Формула
PH3
Класс
водородное соединение (летучее)
Молярная масса
34 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 33,99 г/моль
Другие названия
фосфористый водород (устаревшее); гидрид фосфора
Состояние
газ при обычных условиях
Степени окисления
P −3, H +1
Связь
ковалентная
Кристаллическая решётка
молекулярная

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое фосфин?

Фосфин — бесцветный ядовитый газ с формулой PH3, аналог аммиака у фосфора. Однако основные свойства у него выражены гораздо слабее: фосфин практически не растворяется в воде и соли фосфония получает только с сильными кислотами, например с иодоводородной.

Главная особенность фосфина — восстановительная. Фосфор в нём в степени окисления −3, поэтому газ легко окисляется, на воздухе загорается, а с азотной кислотой реагирует до фосфорной. Образцы, загрязнённые дифосфином P2H4, самовоспламеняются, и с этим связывают блуждающие огни на болотах.

Какие физические свойства у фосфина?

Физические свойства: фосфин PH3
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниегаз при обычных условиях
Цвет и запахбесцветный; технический газ пахнет чесноком или гнилой рыбой из-за примесей
Растворимость в водеочень малая: плохо растворим
Температуры кипения и плавлениякипит около −88 °C, плавится около −134 °C
Плотность по воздухубольше единицы: около 1,2

Какие химические свойства у фосфина?

Реакции фосфина показывают его восстановительную природу и слабые основные свойства. В заданиях встречаются горение, окисление концентрированной азотной кислотой, соль фосфония и разложение при нагревании.

  1. Горение с образованием оксида фосфора(V)2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2OУсловия: самовоспламенение или поджигание
  2. Окисление концентрированной азотной кислотойPH3 + 8HNO3 → H3PO4 + 8NO2↑ + 4H2OУсловия: концентрированная кислота
  3. Слабое основание: соль фосфония с иодоводородомPH3 + HI → PH4I
  4. Щёлочь разлагает соль фосфонияPH4I + KOH → PH3↑ + KI + H2O
  5. Термическое разложение на простые вещества4PH3 → P4 + 6H2Условия: выше 400 °C

Иодид фосфония существует лишь в сухом виде: вода и щёлочь немедленно разлагают его на исходные вещества. Это важное отличие от солей аммония, которые устойчивы в растворе.

Как получают фосфина?

Гидролиз фосфидов

Фосфин выделяется при действии воды или кислот на фосфиды металлов.

  • Ca3P2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2PH3↑

Из фосфора и щёлочи

Белый фосфор при нагревании с раствором щёлочи диспропорционирует: часть атомов восстанавливается до фосфина, часть окисляется до гипофосфита.

  • P4 + 3KOH + 3H2O → PH3↑ + 3KH2PO2

Как распознать фосфин? Качественная реакция

В школьном курсе у фосфина нет собственной качественной реакции. Его определяют по происхождению и свойствам: ядовитый газ, который выделяется при гидролизе фосфидов, самовоспламеняется или горит с образованием белого дыма оксида фосфора(V).

  • 2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O

Где применяют фосфина?

  • фумигант для борьбы с вредителями зерна (в виде фосфидов, выделяющих фосфин);
  • сырьё в производстве полупроводников и в органической химии фосфора;
  • в аналитической химии и лабораторных опытах — в небольших количествах.

Меры предосторожности. Фосфин очень ядовит: даже небольшие концентрации поражают нервную систему и лёгкие. Работа с ним допустима только в вытяжном шкафу и под надзором; в школе его не получают.

Чему равна молярная масса фосфина?

M(PH3) = 31 + 3·1 = 34 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 33,99 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где фосфин встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса фосфина?

M(PH3) = 31 + 3·1 = 34 г/моль.

Чем фосфин отличается от аммиака?

Аммиак хорошо растворим в воде и заметно основный, а фосфин почти нерастворим и основные свойства выражает слабо. Кроме того, аммиак устойчив, а фосфин легко загорается на воздухе, потому что фосфор отдаёт электроны легче азота.

Почему фосфин сильный восстановитель?

Фосфор в нём в степени окисления −3, самой низкой для этого элемента, и способен только отдавать электроны. Поэтому газ окисляется кислородом, хлором и азотной кислотой.

Что такое блуждающие огни на болотах?

Болотный газ образуется при гниении, и в нём бывают примеси фосфина и дифосфина. Они самовоспламеняются на воздухе, поэтому над болотом мелькают огоньки.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: фосфор P, водород H.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники