Tlenochlorek fosforu(V)

Tlenochlorek fosforu(V), chlorek fosforylu, trichlorek-tlenek fosforu(V), POCl₃ - nieorganiczny związek chemiczny, bezbarwna ciecz, dymiąca na powietrzu wskutek hydrolizy, powodującej powstanie kwasu fosforowego i duszących oparów kwasu solnego.

Przemysłowo jest otrzymywany z trichlorku fosforu i tlenu lub pięciotlenku fosforu. Inną metodą jest reakcja kwasu szczawiowego z chlorkiem fosforu. Znajduje zastosowanie jako surowiec do otrzymywania fosforanów organicznych, katalizatorów, plastyfikatorów, środków chlorujących.

[edytuj] Struktura

Podobnie jak fosforany molekuła tego związku ma kształt tetraedru. Występują w niej trzy wiązania pojedyncze P-Cl oraz bardzo silne wiązanie podwójne P=O z szacowaną energią dysocjacji (bond dissociation energy) około 533,5 kJ/mol.

[edytuj] Własności chemiczne

Reaguje z wodą i alkoholami dając kwas fosforowy lub fosforany organiczne odpowiednio, jak na przykład:

O=PCl₃ + 3 H₂O → O=P(OH)₃ + 3 HCl

Zamiana wody na alkohol powoduje powstanie fosforanu. Reakcje te często prowadzi się w obecności pirydyny lub amin przyjmujących kwas solny.

Ogrzewanie z nadmiarem fenolu w obecności katalizatora będącego kwasem Lewisa, na przykład chlorku magnezu, daje fosforan triarylowy:

3 C₆H₅OH + O=PCl₃ → O=P(OC₆H₅)₃ + 3 HCl

Związek może również działać jako zasada Lewisa, tworząc addukty z kwasami Lewisa, jak na przykład z tetrachlorkiem tytanu:

Cl₃P⁺-O⁻ + TiCl₄ → Cl₃P⁺-O-⁻TiCl₄

Addukt z chlorkiem glinu (POCl₃·AlCl₃) jest bardzo stabilny, w związku z tym POCl₃ można używać do pełnego usuwania AlCl₃ ze środowiska reakcji Friedla-Craftsa. POCl₃ reaguje w obecności AlCl₃ z bromowodorem dając POBr₃.

[edytuj] Otrzymywanie

Związek można wytworzyć w reakcji trichlorku fosforu z tlenem w temperaturze od 20 do 50°C (użycie powietrza nie jest skuteczne):

2 PCl₃ + O₂ → 2 O=PCl₃

Inną metodą syntezy jest reakcja chlorku fosforu i pięciotlenku fosforu. Ponieważ oba te związku są ciałami stałymi, to stosuje się chlorowanie ich mieszaniny. Powoduje to powstanie PCl₅ in situ. Po zużyciu PCl₃ POCl₃ staje się rozpuszczalnikiem.

6 PCl₃ + 6 Cl₂ → 6 PCl₅

6 PCl₅ + P₄O₁₀ → 10 POCl₃

Chlorek fosforu w reakcji z wodą również daje POCl₃, ale tą reakcją jest trudniej kierować niż podaną powyżej.

[edytuj] Zastosowanie

Najważniejszym zastosowaniem tego związku jest wytwarzanie triarylowych fosforanów takich, jak fosforan trifenolowy OP(OC6H5)3 i trikrezylowy. Używane są one jako plastyfikatory PCV oraz substancje nadające ogniotrwałość. Fosforany trialkilowe, jak fosforan tributylowy, są stosowane jako rozpuszczalniki ekstrakcji ciecz-ciecz stosowanej w przeróbce zużytego paliwa jądrowego.

Zobacz też: fosforan tributylu