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Fosfuro de sodio

El fosfuro de sodio es un compuesto inorgánico con la fórmula Na 3 P. Es un sólido negro. A menudo se lo describe como sal Na + del anión P 3− . [2] El Na 3 P es una fuente del anión fosfuro altamente reactivo. No debe confundirse con el fosfato de sodio , Na 3 PO 4 .

Además del Na 3 P, se conocen otras cinco composiciones binarias de sodio y fósforo: NaP, Na 3 P 7 , Na 3 P 11 , NaP 7 y NaP 15 . [3]

Estructura y propiedades

El compuesto cristaliza en un motivo hexagonal, a menudo llamado estructura de arseniuro de sodio . [4] Al igual que el K 3 P, el Na 3 P sólido presenta centros P pentacoordinados. [1]

Preparación

La primera preparación de Na3P se informó por primera vez a mediados del siglo XIX. El investigador francés Alexandre Baudrimont preparó fosfuro de sodio tratando sodio fundido con pentacloruro de fósforo . [5]

8 Na (l) + PCl 5 → 5 NaCl + Na 3 P

Se han descrito muchas rutas diferentes para obtener Na3P . Debido a su inflamabilidad y toxicidad, el Na3P (y las sales relacionadas) a menudo se preparan y se utilizan in situ . El fósforo blanco se reduce mediante una aleación de sodio y potasio: [6]

P4 + 12Na 4Na3P

El fósforo reacciona con el sodio en un autoclave a 150 °C durante 5 horas para producir Na 3 P. [7]

Alternativamente, la reacción puede llevarse a cabo a presiones normales pero utilizando un gradiente de temperaturas para generar fases no volátiles de Na x P (x < 3) que luego reaccionan con el sodio. [8] En algunos casos, se utiliza un agente de transferencia de electrones, como el naftaleno . En tales aplicaciones, el naftaleno forma el naftalenuro de sodio soluble , que reduce el fósforo. [9]

Usos

El fosfuro de sodio es una fuente del anión fosfuro, altamente reactivo. El material es insoluble en todos los solventes, pero reacciona como una suspensión con ácidos y electrófilos relacionados para dar derivados del tipo PM 3 : [6]

Na 3 P + 3 E + → E 3 P (E = H, Me 3 Si)

El derivado trimetilsilílico es volátil (punto de ebullición 30-35 °C a 0,001 mmHg) y soluble. Actúa como equivalente soluble de "P 3− ".

El fosfuro de indio , un semiconductor, surge al tratar el "fosfuro de sodio" generado in situ con cloruro de indio (III) en N,N'- dimetilformamida caliente como disolvente. En este proceso, el reactivo de fosfuro se genera a partir de sodio metálico y fósforo blanco, tras lo cual reacciona inmediatamente con la sal de indio: [10]

Na3P +InCl3 InP +3NaCl

El fosfuro de sodio también se emplea comercialmente como catalizador junto con el fosfuro de cinc y el fosfuro de aluminio para la producción de polímeros . Cuando se elimina el Na3P del catalizador ternario, la polimerización del propileno y el 4-metil-1-penteno no es eficaz. [11] [ cita requerida ]

polimerización de propeno

Precauciones

El fosfuro de sodio es muy peligroso porque libera fosfina tóxica durante la hidrólisis, un proceso tan exotérmico que puede provocar incendios. El USDOT ha prohibido el transporte de Na3P en aviones y trenes debido a los posibles riesgos de incendio y toxicidad. [12]

Referencias

  1. ^ ab Dong, Y; Disalvo, FJ (2005). "Reinvestigación de Na3P basada en datos de monocristales". Acta Crystallographica Sección E . 61 (11): i223–i224. Código Bibliográfico :2005AcCrE..61I.223D. doi :10.1107/S1600536805031168.
  2. ^ Yunle, G; Fan, G; Yiate, Q; Huagui, Z; Ziping, Y (2002). "Una síntesis solvotérmica de fosfuro de hierro ultrafino". Boletín de investigación de materiales . 37 (6): 1101–1106. doi :10.1016/S0025-5408(02)00749-3.
  3. ^ Química inorgánica , Egon Wiberg, Arnold Frederick Holleman Elsevier 2001 ISBN 0-12-352651-5 
  4. ^ Beister, HJ; Syassen, K.; Klein, J. "Transición de fase de Na 3 As bajo presión" Zeitschrift für Naturforschung B: Chemical Sciences 1990, volumen 45, p1388-p1392. doi :10.1515/znb-1990-1007
  5. ^ Baudrimont (1864). Annales de chimie et de physique . 2 : 13. {{cite journal}}: Falta o está vacío |title=( ayuda )
  6. ^ ab Becker, Gerd; Schmidt, Helmut; Uhl, Gudrun (1990). "Tris(trimetilsilil)fosfina y bis(trimetilsilil)fosfuro de litio. Bis-(tetrahidrofurano)". Síntesis inorgánicas . Vol. 27. págs. 243–249. doi :10.1002/9780470132586.ch48. ISBN . 9780470132586.
  7. ^ Xie, Y; Su, H; Li, B; Qian, Y (2000). "Preparación solvotérmica de nanobarras de fosfuro de estaño". Boletín de investigación de materiales . 35 (5): 675–680. doi :10.1016/S0025-5408(00)00263-4.
  8. ^ Jarvis, RF; Jacubinas, RM; Kaner, RB (2000). "Rutas de metátesis autopropagantes a fosfuros metaestables del grupo 4". Química inorgánica . 39 (15): 3243–3246. doi :10.1021/ic000057m. PMID  11196860.
  9. ^ Peterson, DJ 1967. Patente de EE. UU. N.º 3.397.039.
  10. ^ Khanna, PK; Eum, M.-S; Jun, K.-W; Baeg, J.-O; Seok, S. I (2003). "Una nueva síntesis de nanopartículas de fosfuro de indio". Materials Letters . 57 (30): 4617–4621. doi :10.1016/S0167-577X(03)00371-9.
  11. ^ Atarashi, Y.; Fukumoto, O. Patente japonesa nº JP 42.006.269.
  12. ^ Kenneth L Barbalace. "Fosfuro de sodio". Base de datos química.