Tricloruro di fosforo: proprietà, sintesi, reazioni, usi

Il tricloruro di fosforo è una sostanza inorganica che ha formula PCl₃ ed è il più importante tra gli alogenuri del fosforo che ha numero di ossidazione +3. Fu preparato per la prima volta nel 1808 dai chimici francesi Joseph Louis Gay-Lussac e Louis Jacques Thénard riscaldando il calomelano con fosforo

Proprietà

Si presenta come un liquido incolore o con una colorazione tendente al giallo che emette fumi, altamente tossico, irritante e corrosivo, con un odore pungente simile a quello del cloruro di idrogeno. Ha geometria molecolare trigonale piramidale con un angolo di legame di 100°.

È solubile in benzene, etere etilico, cloroformio, tetracloruro di carbonio, solfuro di carbonio e solventi organici alogenati.

Sintesi

Il tricloruro di fosforo può essere ottenuto attraverso diverse vie sintetiche:

• per reazione del fosforo con il cloro seguita da rimozione del prodotto di reazione per evitare la formazione di pentacloruro di fosforo

P₄ + 6 Cl₂ → 4 PCl₃

• per reazione del fosforo con cloruro di tionile con formazione di tricloruro di fosforo e anidride solforosa

P₄ + 10 SOCl₂ → 4 PCl₃ + 10 SO₂

• per reazione del fosforo bianco con cloruro di tionile con formazione di tricloruro di fosforo, anidride solforosa e dicloruro di dizolfo

 8 SOCl₂ + P₄ +→ 4 PCl₃ + SO₂ + 2 S₂Cl₂

Reazioni

Il tricloruro di fosforo reagisce in modo immediato con l’acqua secondo una reazione esotermica con formazione di acido fosforoso e cloruro di idrogeno

PCl₃ + 3H₂O → H₃PO₃ + 3HCl

Il tricloruro di fosforo reagisce con:

• il cloro per formare pentacloruro di fosforo

PCl₃ + Cl₂ → PCl₅

• un eccesso di zolfo a 180°C per dare cloruro di tiofosforile

PCl₃ + S → PSCl₃

• ossigeno per dare cloruro di fosforile

PCl₃ + O₂ → POCl₃

Il tricloruro di fosforo reagisce con i composti organici come:

• acidi carbossilici per formare alogenuri acilici:

3 RCOOH + PCl₃ → 3 RCOCl + H₃PO₃

• alcoli per formare alogenuri alchilici

3 R-OH + + PCl₃ → 3 R-Cl + H₃PO₃

Usi

Il tricloruro di fosforo viene utilizzato:

• come precursore di numerosi composti sia organici che inorganici e principalmente nella produzione di prodotti agrochimici, ritardanti di fiamma, plastificanti, additivi e detergenti
• come agente clorurante nelle sintesi organiche e come catalizzatore
• durante l’elettrodeposizione di metallo su gomma
• nella produzione di pesticidi, tensioattivi, additivi per benzina, coloranti, agenti di finissaggio tessile, germicidi, medicinali e altri prodotti chimici
• nei tubi fluorescenti e nelle lampadine a basso consumo energetico
• nei doppi vetri delle finestre
• negli pneumatici di auto di lusso per proteggere la gomma
• come gas di protezione nella saldatura ad arco perché protegge il metallo dall’ossigeno