Phosphor(III)-fluorid


Phosphor(III)-fluorid

Strukturformel
Strukturformel von Phosphor(III)-fluorid
Allgemeines
Name Phosphor(III)-fluorid
Andere Namen
  • Phosphortrifluorid
  • Trifluorphosphan
Summenformel PF3
CAS-Nummer 7783-55-3
PubChem 62665
Kurzbeschreibung

farbloses Gas mit stechendem Geruch[1]

Eigenschaften
Molare Masse 87,97 g·mol−1
Aggregatzustand

gasförmig

Dichte

3,96 g·l−1 (0 °C)[1]

Schmelzpunkt

−152 °C[1]

Siedepunkt

−95,2 °C[1]

Dampfdruck

6,9 MPa (20 °C)[1]

Löslichkeit

mit Wasser Hydrolyse[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [2][1]
Giftig Ätzend
Giftig Ätzend
(T) (C)
R- und S-Sätze R: 23-35
S: 9-26-36/37/39-45
MAK

nicht festgelegt[1]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
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Phosphor(III)-fluorid ist ein giftiges, in geringen Konzentrationen geruchloses, farbloses Gas. In Wasser hydrolysiert es langsam, in Alkalien schnell zu Phosphonsäure bzw. Phosphonaten. Mit vielen Lewis-Säuren bildet es stabile Komplexe.

Gewinnung und Darstellung

Phosphortrifluorid wird üblicherweise durch Halogenaustausch aus Phosphortrichlorid mittels Fluorwasserstoff, Arsen(III)-fluorid, Calciumfluorid oder Zinkfluorid hergestellt.

$ \mathrm{PCl_3 + 3\ HF \rightarrow \ PF_3 + 3\ HCl} $
$ \mathrm{2\ PCl_3 + 3\ ZnF_2 \rightarrow \ 2\ PF_3 + 3\ ZnCl_2} $

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Strukturformel von Phosphor(III)-fluorid mit Bindungslänge und Winkel

Das Molekül ist trigonal-pyramidal gebaut und verfügt über einen Bindungswinkel von 96°. Die Phosphor-Fluor-Bindung ist 156 pm lang, die Bindungsenthalpie beträgt bei Standardbedingungen 499 kJ/mol.

Das Phosphoratom gibt bei der Kernresonanzspektroskopie bei einer chemischen Verschiebung von 97 ppm ein Signal.

thermodynamische Eigenschaften
Eigenschaft Wert
ΔfH0g −919 kJ/mol
ΔfG0g −898 kJ/mol
S0g 273 J/(mol·K)
Cp0g 59 J/(mol·K)
p 3,4 · 10−30 C·m

Chemische Eigenschaften

Phosphor(III)-fluorid hydrolysiert in Wasser langsam, in Alkalien schnell zu Phosphonsäure und Fluorwasserstoffsäure bzw. Phosphonaten und Fluoriden. Im Vergleich zu Phosphortrichlorid hydrolysiert Phosphortrifluorid aber langsamer. Phosphortrifluorid ist eine sehr schwache Lewis-Säure aber eine sehr starke Lewis-Base. Als solche bildet es mit vielen Lewis-Säuren stabile Komplexe. Bei vielen Metallcarbonylen ist es außerdem in der Lage, das Kohlenstoffmonoxid zu verdrängen und zu ersetzen.

Verwendung

Großtechnisch findet Phosphortrifluorid keine Verwendung, in der Forschung findet es aber in der organischen Synthese und zur Herstellung von Komplexen Verwendung.

Biologische Bedeutung

Phosphor(III)-fluorid ist für den Menschen stark giftig, da es wie Kohlenstoffmonoxid irreversibel an Hämoglobin bindet und somit die Sauerstoffatmung verhindert.

Literatur

  • CRC Handbook of Chemistry and Physics, 60th Edition, 1980, CRC Press, Inc.
  • Holleman/Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 101. Auflage, 1995, Walter de Gruyter & Co
  • G.H. Aylward, T.J.V. Findlay: Datensammlung Chemie in SI-Einheiten, 3. Auflage, 1999, Wiley-VCH

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 Eintrag zu CAS-Nr. 7783-55-3 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 18.8.2007 (JavaScript erforderlich)
  2. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.