Phosphine

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Phosphine
Structure de la phosphine
Structure de la phosphine
Structure de la phosphine
Identification
Nom IUPAC Phosphane (IUPAC)
Phosphine
Hydrure de phosphore
Hydrogène phosphoré
No CAS 7803-51-2
No EINECS 232-260-8
Apparence gaz comprimé liquéfié incolore[1].
Propriétés chimiques
Formule brute H3PPH3
Masse molaire[3] 33,99758 ± 0,00021 g/mol
H 8,89 %, P 91,11 %,
Moment dipolaire 0,5740 ± 0,0003 D [2]
Propriétés physiques
fusion -133 °C [1]
ébullition -87,7 °C [1]
Solubilité dans l'eau à 17 °C : 26 ml/100 ml[1]
Masse volumique 0,8 g·cm-3 [1]
d'auto-inflammation 38 °C [1]
Point d’éclair Gaz Inflammable[1]
Limites d’explosivité dans l’air en volume % dans l'air : 1.8-[1]?
Pression de vapeur saturante à 20 °C : 4 186 kPa [1]
Point critique 65,4 bar, 51,35 °C [4]
Thermochimie
Δvap 14,6 kJ·mol-1 (1 atm, -87,75 °C)[5]
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation 9,869 ± 0,002 eV (gaz)[6]
Cristallographie
Symbole de Pearson cP16\, [7]
Classe cristalline ou groupe d’espace P213 (n°198) [7]
Strukturbericht D1[7]
Structure type NH3 [7]
Précautions
Directive 67/548/EEC
Très toxique
T+
Extrêmement inflammable
F+
Dangereux pour l’environnement
N



Transport
263
   2199   
[9]
NFPA 704

Symbole NFPA 704

SIMDUT[10]
A : Gaz compriméB1 : Gaz inflammableD1A : Matière très toxique ayant des effets immédiats graves
A, B1, D1A,
SGH[11]
SGH02 : InflammableSGH04 : GazSGH05 : CorrosifSGH06 : ToxiqueSGH09 : Danger pour le milieu aquatique
Danger
H220, H314, H330, H400,
Écotoxicologie
Seuil de l’odorat bas : 0,01 ppm
haut : 5 ppm[12]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

La phosphine est le nom commun d'un gaz constitué d' hydrure de phosphore (dont le nom officiel et international (Code IUPAC) est phosphane).

Il s'agit d'un gaz incolore, légèrement plus lourd que l'air, très toxique et extrêmement inflammable (utilisé pour ces raisons comme agent de fumigation à des fins biocides). Son point d'ébullition est de -88 °C à 1 atm. Elle est soluble dans l'eau (26 ml/100 ml à 17°C) et dans différents solvants organiques.
La phosphine pure est inodore, mais la « phosphine technique » a une odeur extrêmement déplaisante évoquant l'ail ou le poisson pourri, à cause de la présence de « phosphine substituée » et de diphosphine (P2H4).

Sa formule est PH3. Elle peut par exemple résulter de l'action d'un acide sur un sel d'aluminium (phosphure d'aluminium) ou de magnésium (phosphure de magnésium) ou tout simplement d'une réaction de ces sels avec l'eau où le sel est hydrolysé.

Exemple : AlP+ 3H2O → PH3 + Al(OH)3

phosphure d'aluminium + eau → phosphine (gaz) + hydroxyde d'aluminium.

Utilisation[modifier | modifier le code]

Précautions[modifier | modifier le code]

La phosphine est corrosive pour les métaux et moindrement pour les plastiques (ces derniers n'étant pas attaqués si l'air contient de la phosphine, mais qu'il est totalement déshydraté).
Les sels de phosphure d'aluminium et de tous autres métaux, doivent être placés de telle façon à ce qu'ils n'aient pas accès à de l'humidité ambiante, de l'eau ou un acide.
En tant que biocide, ce produit ne peut être appliqué que par des entreprises et du personnel agréé et en France sous le contrôle des services de la protection des végétaux (SRPV).

En cas d'incendie, le dioxyde de carbone, les mousses, les poudres chimiques ou l'eau pulvérisée peuvent être utilisés comme agent extincteur mais seulement si on est certain de pouvoir stopper l'émission de gaz (extrêmement toxiques). Dans le cas contraire, il est recommandé d'écarter tout matériau combustible et de laisser brûler le gaz.

Structure et propriétés[modifier | modifier le code]

Historique[modifier | modifier le code]

Tout au long du siècle passé, PH3 a été considéré comme un composé d’origine exclusivement industrielle.
Son existence sur Terre était uniquement attribuée à une origine extraterrestre, comme la schreibersite météorique (Fe3P).
En 1968, Iverson a détecté du phosphure de fer (Fe2P) biogénique, généré par des processus de corrosion bactérienne du fer. Par la suite, du PH3 naturel gazeux a été mis en évidence parmi les constituants de l’atmosphère des planètes (Jupiter, en 1974, et Saturne, en 1975).

La phosphine n’a pas été détectée sur Terre avant 1988.[réf. nécessaire] Du PH3 sous forme gazeuse ou complexée a par la suite été trouvé dans des sites d’émission de méthane et dans divers environnements tels que les zones humides et marécageuses, les matières en suspension dans l'eau et les sédiments (fluviaux et marins), ainsi que dans certains excréments et le fumier (Gassmann et al., 1996).

Chimie[modifier | modifier le code]

La phosphine peut être préparée de différentes manières. Industriellement, elle s'obtient par réaction du phosphore et de l'eau en milieu acide ou en voie basique par la réaction du phosphore blanc avec l'hydroxyde de sodium, formant par la même réaction de hypophosphite de sodium.

P4 + 4H2O → H3PO4 + PH3 + H2

ou

P4 + 3NaOH + 3H2O → 3NaH2PO2 + PH3

Elle peut s'obtenir par hydrolyse d'un phosphure métallique comme le phosphure d'aluminium ou le phosphure de calcium.

La phosphine pure PH3, sans trace de phosphène P2H4, peut s'obtenir par action de l'hydroxyde de potassium sur l'iodure de phosphonium (PH4I).

On appelle aussi « phosphines » les dérivés de PH3. Ceux-ci sont des dérivés alkylés ou arylés, tout comme les amines sont des dérivés de l'ammoniac. Parmi les exemples courants, la triphénylphosphine ((C6H5)3P) et le BINAP, sont toutes deux utilisées comme ligands dans des complexes métalliques (catalyseur de Wilkinson). De telles phosphines sont souvent présentées comme co-catalyseurs dans des réactions telles que le couplage de Sonogashira.

Ne pas confondre la phosphine avec le phosgène (COCl2), ce dernier ne contenant en réalité pas de phosphore.

Mode d'action sur les organismes[modifier | modifier le code]

La phosphine dénature l'oxyhémoglobine et interfère avec la synthèse de protéines et d'enzymes de la respiration cellulaire. Elle est toxique par inhalation pour le poumon, le foie et les reins. Elle induit également une irritation respiratoire et des signes de dépression du système nerveux central.

Le principal danger pour l'homme réside en l'inhalation d'une dose massive qui provoque rapidement des troubles neurologiques (coma, convulsions) et cardiaques (foyers de nécrose du myocarde). La mort peut survenir après l'inhalation de 400 ppm durant 30 à 60 minutes ; des effets graves peuvent résulter d'expositions de 5 à 10 ppm pendant plusieurs heures.

Utilisation comme agent fumigène et gazeux biocide[modifier | modifier le code]

Pour l'utilisation biocide agricole, on utilise de la phosphine gazeuse pure ou en mélange avec un gaz inerte, dioxyde de carbone ou azote pour supprimer le risque d'inflammabilité ou d'explosivité, des pastilles de phosphure d'aluminium, de calcium ou de zinc qui relâchent de la phosphine au contact de l'eau atmosphérique (ou de l'acide de l'estomac des rongeurs). Ces pastilles contiennent aussi des agents pour réduire le potentiel d'inflammation ou d'explosion de la phosphine produite.

À cause du bannissement du précédemment populaire fumigène bromure de méthyle dans le cadre du protocole de Montréal, la phosphine est le seul fumigène encore largement utilisé, économiquement viable et qui réagit rapidement qui ne laisse pas de résidus sur les produits engrangés surtout sous sa forme gazeuse.
Des parasites et espèces dites nuisibles ayant développé une grande résistance à la phosphine sont apparus et devenus courants en Asie, Australie et au Brésil. De telles résistances sont probables dans d'autres régions et peuvent ne pas être suivies de près.

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  • E. Fluck, The chemistry of phosphine, Topics in Current Chemistry Vol. 35, 64 pp (1973)
  • A.D.F. Toy, The Chemistry of Phosphorus, Pergamon Press, Oxford, UK (1973)
  • WHO (World Health Organisation), Phosphine and selected metal phosphides, Environmental Health Criteria. Published under the joint sponsorship of UNEP, ILO and WHO, Geneva, Vol. 73, 100 pp (1988)
  • FDA factsheet :http://www.epa.gov/opprd001/factsheets/phosphine.pdf
  • W.R. Iverson, Nature Vol. 217, p. 1265 (1968)
  • G. Gassmann, J.E.E. van Beusekom et D. Glindemann, Offshore atmospheric phosphine, Naturwissenschaften Volume 83 129-131 (1996), doi:10.1007/BF01142178
  • Dans le premier épisode de la saison 1 de Breaking Bad, Walter White en crée pour se débarrasser de deux dealers.


Notes[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c, d, e, f, g, h et i PHOSPHINE, fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée le 9 mai 2009
  2. (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC,‎ 16 juin 2008, 89e éd., 2736 p. (ISBN 142006679X et 978-1420066791), p. 9-50
  3. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  4. « Properties of Various Gases », sur flexwareinc.com (consulté le 12 avril 2010)
  5. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc,‎ 2009, 90e éd., Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)
  6. (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC,‎ 2008, 89e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791), p. 10-205
  7. a, b, c et d « The Ammonia (NH3, D1) Structure », sur http://cst-www.nrl.navy.mil/ (consulté le 17 décembre 2009)
  8. « phosphine » sur ESIS, consulté le 11 février 2009
  9. Entrée du numéro CAS « 7803-51-2 » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 28 novembre 2008 (JavaScript nécessaire)
  10. « Phosphine » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
  11. Numéro index 015-181-00-1 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
  12. « Phosphine », sur hazmap.nlm.nih.gov (consulté le 14 novembre 2009)