Was ist Phosphin?
Phosphin, auch bekannt als Phosphorwasserstoff oder Phosphorhydrid, ist eine anorganische Verbindung, die aus Wasserstoff und Phosphor besteht.
Die chemische Formel lautet PH3, das Molekulargewicht 34,0 g/mol, der Siedepunkt -88 °C, die Dichte in Gas 1,38 g/l und die CAS-Nummer 7803-51-2. Unter dem Sammelbegriff Phosphin werden manchmal auch die Derivate von Phosphin zusammengefasst.
Es liegt bei Raumtemperatur in Form eines farblosen, brennbaren Gases mit unangenehmem Geruch vor. Die Löslichkeit beträgt 26 ml pro 100 l Wasser.
Anwendungen von Phosphin
1. Ausgangsstoff für Halbleiter
Phosphin wird als Rohstoff für die Herstellung von Halbleitern verwendet. Da es nicht-kovalente Elektronenpaare besitzt und elektronenreich ist, wird es als Dotierungsmittel verwendet, um Silizium in n-Typ-Halbleiter umzuwandeln. Es ist auch nützlich, um Verunreinigungen bei der Herstellung von Halbleitern wie InGaP (Indiumgalliumphosphid) hinzuzufügen.
Diese Halbleiter werden in Laserdioden für optische Datenträger wie DVDs, Laserdioden für die Glasfaserkommunikation, Lichtempfangsdioden und Leuchtdioden mit hoher Helligkeit sowie in elektronischen Geräten für Mobiltelefone verwendet.
2. Herstellung von phosphorhaltigen Verbindungen
Gelber Phosphor kann durch Pyrolyse von hochreinem Phosphingas synthetisiert werden, roter Phosphor durch weitere Erhitzung. Phosphin ist auch ein Ausgangsstoff für verschiedene phosphorhaltige Verbindungen. Phosphin wird als Rohstoff für organische Verbindungen verwendet, die eine Vielzahl von Phosphoratomen enthalten, da es verschiedene Reaktionen wie Radikaladdition, Michael-Addition, Säurekatalyse und Substitutionsreaktionen eingehen kann.
Darüber hinaus kann das Verhältnis der gebildeten primären, sekundären und tertiären Phosphine bis zu einem gewissen Grad durch die Reaktionsbedingungen, wie z. B. das molare Verhältnis der Olefine, gesteuert werden. Phosphinsäure wird durch Oxidation von sekundären Phosphinen hergestellt. Phosphinsäuren werden als Oberflächenbehandlungsmittel, Metallextraktionsmittel, Harzadditive und Reaktionskatalysatoren verwendet.
3. Insektizide
Phosphin wird in der Getreidelagerung zu Begasungszwecken eingesetzt, hauptsächlich zur Schädlingsbekämpfung, Fungizidierung und Entwesung. Phosphin hat den Vorteil, dass es sich gleichmäßig in der Luft ausbreitet, tief in die Ritzen von Gegenständen eindringt und selbst harte Saatgutschalen durchdringt.
Eigenschaften von Phosphin
Phosphin hat eine sehr ähnliche Struktur wie Ammoniak, das Stickstoff, ebenfalls ein Element der Gruppe 15, enthält, aber im Vergleich zu Ammoniak sind die nicht kovalenten Elektronenpaare des Phosphoratoms viel weniger stark bei der Aufnahme von Protonen. Es besitzt Basizität, ist aber eine sehr schwache Base.
Phosphin kann z. B. durch Zugabe von Wasser zu Tricalciumdiphosphid oder durch die Herstellung von rohem Phosphingas (einem Gemisch aus Phosphin und Wasserstoffgas) gewonnen werden, das bei der Zugabe von Natriumhydroxid zu gelbem Phosphor entsteht.
Weitere Informationen über Phosphin
1. Phosphin in der Atmosphäre
Phosphin ist in geringen Mengen in der Erdatmosphäre vorhanden. Man nimmt an, dass es biologisch durch die Zersetzung organischer Stoffe durch partielle Reduktion und Disproportionierung erzeugt wird.
Phosphin kommt auch in der turbulenten Atmosphäre des Jupiters vor, von der man annimmt, dass sie im Inneren des Jupiters entsteht. Das Phosphin in der Jupiteratmosphäre reagiert ständig mit anderen Stoffen.
2. Gefahren von Phosphin
Phosphin kann bei Raumtemperatur mit Luftsauerstoff reagieren und sich spontan entzünden und eine Explosion verursachen. Es ist außerdem äußerst giftig und kann bei Aufnahme in den Körper zu Lungenödemen und zum Tod führen.
Bei der Lagerung des Produkts muss streng darauf geachtet werden, dass es in Flaschen gelagert und verwaltet wird und dass es bei der Verwendung nicht mit der Haut, dem Mund oder den Augen des Menschen in Berührung kommt. Es ist in der GHS-Klassifizierung als entzündliches Gas der Klasse 1, akute Toxizität der Klasse 1 und spezifische Zielorgan-Toxizität der Klasse 1 eingestuft.