磷化氢

化合物

磷化氢，是一种无机化合物，化学式为PH3，是一种无色、剧毒、易燃的储存于钢瓶内的液化压缩气体。纯净的磷化氢气体是无色无味的，但在金属磷化物产生磷化氢气体时常带有乙炔味或者大蒜味或者腐鱼味。如果遇到痕量其他磷的氢化物如联膦，会引起自燃。吸入磷化氢会对心脏、呼吸系统、肾、肠胃、神经系统和肝脏造成影响。

理化性质

物理性质

化学性质

1、能与氧气剧烈反应，生成磷酸；与大部分卤素反应，生成五卤化磷，三卤化磷的混合产物及氢卤酸。

2、通过灼热金属块生成磷化物，放出氢气：。

3、与铜、银、金及他们的盐类反应。

磷化氢不足：

磷化氢过量：

4、与空气混合物爆炸下限：1.79%（26g/m3）。空气中含痕量P2H4可自燃，浓度达到一定程度时可发生爆炸。

5、高于500℃分解为磷和氢：。

6、PH3具有强还原性，能还原多种金属化合物，如与CuSO4溶液作用生成Cu3P，与AgNO3溶液作用生成Ag等：

许多非金属化合物也能被PH3还原，如浓H2SO4被还原为S和SO2。

7、在盐酸中，PH3能和甲醛反应：，产物被用作棉织物的防火剂。

8、微溶于水，其水溶液呈弱碱性且碱性弱于氨。

注意：由于在元素氢化物中，周期表第四、五主族氢写在后（如CH4，NH3），六七主族写在前（如H2O，HF），是习惯的写法，所以磷化氢写成PH3而不是H3P。

制备方法

1.在一个3L的四颈烧瓶上分别安装氢气导入管，滴液漏斗，回流冷凝器和温度计。冷凝器上方依次联接着一个用冰冷却的冷阱，装填固体KOH的干燥管，四个气体捕集器冷阱及一个气体分馏的冷阱，每个冷阱的分馏情况用压力计来调节。所用的氢经过冷却至-180℃，填充活性炭的冷阱后，再通过载铂石棉脱氧。在烧瓶中装入三分之一的白磷，接着滴入KOH稀溶液，用氢气将系统中的空气驱净后，加热到60℃。生成的气体和水蒸气与快速氢气流一起经回流冷凝管，干燥管后可将绝大部分水分除去。剩余的水分在后面的冷阱中分离掉。冷阱的温度分别是：-90℃(1)，-100℃(2)，-180℃(3、4)。故P2H4主要凝集在1，2中，PH3冷凝在3，4中。将PH3再从3，4中再分馏出来，取最低沸点馏分。实验结束后，烧瓶中的物质必须在氢气流中冷却，并用氢气流将整个系统中的PH3驱净后才可拆卸开来。用水将烧瓶中的磷洗到完全不含碱。

2.将粒状的碘与玻璃小片放入三颈圆底烧瓶中混合，从滴液漏斗中将氢氧化钾溶液滴入。即可排出非常纯的PH3。如果碱加得很慢或不加时，有混进P2H4的可能。

应用领域

1.用于半导体器件和集成电路生产的外延、离子注入和掺杂。还用于有机合成。

2.用于缩合催化剂，聚合引发剂及制备磷的有机化合物等。

计算化学数据

数据：

1、疏水参数计算参考值（XlogP）：-0.1

2、氢键供体数量：0

3、氢键受体数量：0

4、可旋转化学键数量：0

5、互变异构体数量：无

6、拓扑分子极性表面积（TPSA）：0

7、重原子数量：1

8、表面电荷：0

9、复杂度：0

10、同位素原子数量：0

11、确定原子立构中心数量：0

12、不确定原子立构中心数量：0

13、确定化学键立构中心数量：0

14、不确定化学键立构中心数量：0

15、共价键单元数量：1

分子结构数据

数据：

1、摩尔折射率：无可用的

2、摩尔体积（cm3/mol）：无可用的

3、等张比容（90.2K）：无可用的

4、表面张力（dyne/cm）：无可用的

5、介电常数：无可用的

6、极化率（10-24cm3）：无可用的

7、单一同位素质量：33.997236 Da

8、标称质量：34 Da

9、平均质量：33.9976 Da

治理技术

20世纪90年代，出于回收磷资源的目的，国外对液相催化氧化净化技术进行过初步研究，在黄磷厂中采用氧化锰和硫酸铜的悬浮液在气-液-固三相反应体系中吸收净化硫、磷等杂质，用过的悬浮液可作为肥料使用。20世纪90年代后，由于磷化工企业的严重污染，发达国家磷化工企业迅速向不发达国家转移，致使尾气的磷、硫净化技术在国外未能继续深入研究。

国内PH3净化技术方法很多，可分为湿法和干法两类。其中湿法主要是利用PH3的还原性在吸收塔内用氧化剂处理PH3的液相氧化还原法，它主要包括浓硫酸法、高锰酸钾法、次氯酸钠法、过氧化氢法、磷酸法和漂白精法。而干法是利用PH3的还原性和可燃性，用固体氧化剂或吸附剂来脱除PH3或将其直接燃烧。

危害

毒理

磷化氢为人体吸收相当快的剧毒气体，主要由呼吸道吸入中毒。空气中浓度若达到1390mg/m3。可使人迅速死亡。误服磷化钙、磷化铝、磷化锌后，可水解生成磷化氢，由肠道吸收中毒。磷化氢吸收后，除对呼吸道及胃肠道有局部刺激及腐蚀作用外，很快经过血液分布到肝、肾、脾等处，1h后可遍及全身，并由尿排出，少量经肺呼出。

磷化氢作用于细胞酶，影响细胞代谢，使其内窒息。故中枢神经系统、呼吸系统、心血管系统及肝、肾均受影响，以中枢神经系统受害最重、最早。

急性中毒

慢性中毒

患者可有似磷中毒样症状，如骨、齿的损伤，贫血及神经系统障碍。

急救措施

对吸入中毒者应立即将中毒者移至新鲜空气处，更换污染衣服，用水冲洗皮肤。

误服磷化钙、磷化铝或磷化锌而致磷化氢中毒时，立即作如下处理：

1、催吐：

（1）刺激咽部引吐。

（2）口服1%硫酸铜溶液4mL, 每5-10分钟1次，直至呕吐为止。

2、洗胃：用1:5000高锰酸钾反复洗胃，并灌入活性炭混悬液30-50g，以吸附毒物。

3、导泻：用硫酸钠30g导泻，忌用油类泻剂，如蓖麻油等。禁用硫酸镁。

科研发现

2020年9月，施普林格·自然旗下国际专业学术期刊《自然-天文学》最新发表一篇行星科学研究论文称，研究人员在金星大气中探测到了磷化氢气体，探测到一个只属于磷化氢的光谱特征，估算出金星云层中的磷化氢丰度为20ppb。考察了可能产生磷化氢的不同方式，包括来自金星地表、微陨星、闪电或云层内部的化学过程。

2024年7月29日，据美国有线电视新闻网报道，最新发现显示，金星浓厚的酸性云层中包含有“在地球上意味着生命的气体——磷化氢”。2020年伦敦帝国理工学院天体物理学家戴夫·克莱门茨带领的团队就在金星云层中发现了磷化氢。但由于其他天文学家利用各种仪器都没有能够观测到同样的现象，这个结果受到广泛质疑。但该团队的最新观测结果显示，金星云层中的确包含磷化氢，相关论文于7月17日在英国赫尔举行的皇家天文学会会议上首次发表，并可能成为多项科学研究的基础。

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