Qu’est-ce que le pentachlorure de phosphore ?
Le pentachlorure de phosphore, phosphorus pentachloride en anglais, est un composé inorganique représenté par la formule chimique PCl5. Il s’agit d’un chlorure de phosphore.
Il a une masse molaire de 208,2 g/mol, un point de sublimation de 160°C, une densité de 2,1 et un numéro CAS de 10026-13-8. Comme le trichlorure de phosphore et le chlorure de phosphoryle, qui sont également des chlorures de phosphore, il est très couramment utilisé dans la synthèse de diverses substances.
À l’état gazeux, le pentachlorure de phosphore présente une structure bipyramidale à trois voies, le cation, auquel on a enlevé un ion chlorure prenant la structure tétraédrique et l’anion, auquel on a ajouté un ion prenant la structure octaédrique.
Utilisations du pentachlorure de phosphore
Les utilisations industrielles du pentachlorure de phosphore comprennent des réactifs pour la fabrication de divers chlorures, tels que des produits pharmaceutiques (antibiotiques, vitamines, etc.) et des colorants. Le pentachlorure de phosphore est largement utilisé en synthèse organique comme réactif pour la chloration de divers composés organiques et inorganiques en raison de sa forte réactivité.
1. Synthèse de composés organiques
Parmi les exemples de réactions avec des composés organiques, l’on peut citer les réactions avec les acides carboxyliques pour produire des chlorures d’acide carboxylique et les réactions avec les alcools pour produire des chlorures d’alkyle. Cependant, leur sous-produit, le phosphate de trichlorure, est solide et difficile à éliminer. C’est pourquoi des réactifs tels que le chlorure de thionyle, dont le sous-produit est le disulfure d’oxygène gazeux, sont plus couramment employés dans les expériences de laboratoire.
De plus, avec des amides tertiaires, ils produisent le réactif de Birsmeyer. Ce réactif est très utile car il permet de synthétiser des cétones et des aldéhydes aromatiques à partir d’amides et de composés aromatiques actifs.
Il est également utilisé dans d’autres réactions, telles que le remplacement de l’hydrogène lié au carbone en position aryle ou benzyle par du chlore.
2. Synthèse de composés inorganiques
Le pentachlorure de phosphore est très réactif et peut chlorer des composés inorganiques tels que le dioxyde d’azote. Il a également la propriété de chlorer divers éléments métalliques et de former des adduits avec des chlorures métalliques. Cependant, comme pour les composés organiques, d’autres réactifs sont maintenant souvent utilisés.
Parmi les autres exemples de réactions avec des composés inorganiques, on peut citer les réactions avec le fluorure de lithium pour former l’hexafluorophosphate de lithium, qui est utilisé comme électrolyte dans les batteries lithium-ion.
Propriétés du pentachlorure de phosphore
Le pentachlorure de phosphore a l’aspect d’une masse cristalline ou solide blanche ou jaune pâle. Il a une forte odeur piquante, des propriétés fumantes et est extrêmement hygroscopique. Le pentachlorure de phosphore est généralement produit par la réaction du trichlorure de phosphore avec le chlore gazeux.
Cette réaction est enthalpiquement favorable et donc facile à réaliser. De très grandes quantités de pentachlorure de phosphore sont produites de cette manière. Toutefois, à 180°C, le pentachlorure de phosphore est en équilibre avec le trichlorure de phosphore et le chlore, de sorte que le pentachlorure de phosphore peut avoir une couleur verte avec le chlore.
Le pentachlorure de phosphore est une substance très réactive. Lorsqu’il réagit avec l’eau, il produit du chlorure d’hydrogène. En outre, lors de l’hydrolyse, il produit non seulement du chlorure d’hydrogène, mais aussi de l’acide phosphorique. Il n’est donc pas soluble dans l’eau, mais il l’est dans les solvants organiques tels que le disulfure de carbone et le benzène.
Autres informations sur le pentachlorure de phosphore
Dangers du pentachlorure de phosphore
Le pentachlorure de phosphore est reconnu dans la classification SGH comme présentant une toxicité aiguë orale, corrosive et irritante pour la peau, gravement dommageable pour les yeux et irritante pour les yeux, ainsi qu’une toxicité systémique et pour certains organes cibles (exposition unique et répétée). De plus, il existe un risque d’explosion en raison des réactions violentes avec l’eau et d’autres substances, et des précautions doivent être prises lors de la manipulation. Des lunettes de protection et des gants en caoutchouc doivent être portés lors de l’utilisation du produit.