Qu’est-ce que la phosphine ?
La phosphine, également connue sous le nom de phosphure d’hydrogène ou d’hydrure de phosphore, est un composé inorganique constitué d’hydrogène et de phosphore.
Sa formule chimique est PH3, son poids moléculaire est de 34,0 g/mol, son point d’ébullition est de -88°C, sa densité gazeuse est de 1,38 g/L et son numéro CAS est 7803-51-2. Elle est parfois désignée collectivement sous le nom de phosphine, y compris les dérivés de la phosphine.
Il se présente à température ambiante sous la forme d’un gaz incolore, inflammable et d’odeur désagréable. Sa solubilité est de 26 ml pour 100 L d’eau.
Utilisations de la phosphine
1. Matière première pour les semi-conducteurs
La phosphine est utilisée comme matière première dans la fabrication des semi-conducteurs. Comme elle possède des paires d’électrons non covalentes et qu’elle est riche en électrons, elle est utilisée comme agent dopant pour transformer le silicium en semi-conducteurs de type n. Elle est également utile pour ajouter des impuretés dans le silicium ainsi que lors de la fabrication de semi-conducteurs tels que l’InGaP (phosphure d’indium et de gallium).
Ces semi-conducteurs ont été utilisés dans les diodes laser pour les disques optiques tels que les DVD, les diodes laser pour les communications par fibre optique, les diodes réceptrices de lumière et les diodes émettrices de lumière à haute luminosité, ainsi que les appareils électroniques pour les téléphones portables.
2. Production de composés contenant du phosphore
Le phosphore jaune peut être synthétisé par pyrolyse de phosphine gazeuse de haute pureté, et le phosphore rouge par chauffage supplémentaire. La phosphine est également une matière première pour divers composés contenant du phosphore. La phosphine est utilisée comme matière première pour les composés organiques contenant une grande variété d’atomes de phosphore, car elle peut subir diverses réactions telles que l’addition de radicaux, l’addition de Michael, la catalyse acide et les réactions de substitution.
De plus, le rapport des phosphines primaires, secondaires et tertiaires formées peut être contrôlé dans une certaine mesure par les conditions de réaction, telles que le rapport molaire des oléfines. L’acide phosphinique est produit par oxydation des phosphines secondaires. Les acides phosphiniques sont utilisés comme agents de traitement de surface, extracteurs de métaux, additifs pour résines et catalyseurs de réaction.
3. Insecticides
La phosphine est utilisée dans le stockage des céréales pour les opérations de fumigation, principalement pour la lutte contre les parasites, les fongicides et la désinfestation. Elle présente l’avantage de se répandre uniformément dans l’air, de “pénétrer profondément dans les fissures des objets” et de “pénétrer même les enveloppes dures des graines”.
Propriétés de la phosphine
La phosphine a une structure très similaire à celle de l’ammoniac, qui contient le même élément du groupe 15, l’azote, mais par rapport à l’ammoniac, les paires d’électrons non covalentes de l’atome de phosphore sont beaucoup moins puissantes pour recevoir des protons. Le phosphore est basique, mais c’est une base très faible.
La phosphine peut être produite en ajoutant de l’eau au diphosphure tricalcique, par exemple, ou en produisant de la phosphine brute (un mélange de phosphine et d’hydrogène), qui est produite lorsque de l’hydroxyde de sodium est ajouté au phosphore jaune.
Autres informations sur la phosphine
1. La phosphine dans l’atmosphère
La phosphine est présente en petites quantités dans l’atmosphère terrestre. On pense qu’elle est produite biologiquement par la décomposition de la matière organique par réduction et disproportion partielle.
Elle est également présente dans l’atmosphère turbulente de Jupiter, dont on pense qu’elle est produite à l’intérieur de la planète. La phosphine présente dans l’atmosphère de Jupiter réagit constamment avec d’autres substances.
2. Dangers de la phosphine
La phosphine peut réagir avec l’oxygène de l’air à température ambiante et s’enflammer spontanément, provoquant une explosion. Elle est également extrêmement toxique et peut provoquer un œdème pulmonaire et la mort en cas d’ingestion.
Lors du stockage du produit, il doit être stocké et géré strictement dans des bouteilles, et il faut veiller à ce qu’il n’entre jamais en contact avec la peau, la bouche ou les yeux de l’homme lorsqu’il est utilisé. En vertu de la loi sur le contrôle des substances toxiques et délétères, la substance est classée comme “substance toxique (phosphure d’hydrogène et préparations contenant du phosphure d’hydrogène)” et est classée comme gaz inflammable de classe 1, toxicité aiguë de classe 1 et toxicité spécifique pour certains organes cibles de classe 1 dans la classification du SGH.