오염화 인

3. 제조

삼염화 인(PCl₃)과 염소(Cl₂)를 반응시켜 제조한다. 반응식은 다음과 같다.^[10][6][26]

:PCl₃ + Cl₂ ⇌ PCl₅ (ΔH = -124 kJ/mol)

이 반응은 상업적으로 연간 약 10000ton의 PCl₅를 생산하는 데 사용된다.^[6][26] PCl₅는 PCl₃ 및 Cl₂와 평형을 이루며, 180°C에서 약 40%가 해리된다.^[6][26] 이 평형 때문에 PCl₅ 시료에는 종종 염소가 포함되어 녹색을 띤다.

4. 반응

오염화 인은 물과의 반응, 루이스 산으로서의 반응, 유기 및 무기 화합물의 염소화 등 다양한 반응을 보인다.

• 가수 분해: 물과 반응하여 염화 수소를 방출하고 인 산화물을 생성한다. 첫 생성물은 인산 옥시염화물이며^[24], 뜨거운 물에서는 오르토인산이 된다.^[24]
• 루이스 산: 루이스 산으로 작용하여 자동 이온화, 염소화, 가수분해 등을 일으킨다. PCl₅(피리딘)은 대표적인 부가물이다.^[11]
• 유기 화합물 염소화: 카복실산을 아실 클로라이드로^[12][13], 알코올을 알킬 클로라이드로 전환한다. 디메틸포름아미드(DMF)와 반응하여 빌스마이어 시약을 생성, 벤즈알데히드 유도체 제조 등에 쓰인다.^[14] C=O 그룹을 CCl₂ 그룹으로 바꿀 수 있다.^[15] (예: 벤조페논 → 디페닐디클로로메탄^[16]) 친전자성을 띠어 스티렌과 반응, 가수분해 후 포스폰산 유도체를 생성한다.^[17]
• 무기 화합물 염소화: 오산화 인과 반응하여 인산 옥시염화물(POCl₃)을 생성하고^[18], 이산화 질소(NO₂)를 염소화하여 불안정한 염화 질소(NO₂Cl)를 만든다. 육플루오린화 인산 리튬(LiPF₆) (리튬 이온 전지 전해질 염)의 전구체이다.^[19]

4. 1. 가수 분해

4. 2. 루이스 산성

4. 3. 유기 화합물의 염소화

4. 4. 무기 화합물의 염소화

5. 안전성

오염화 인(PCl₅)은 물과 격렬하게 반응하여 위험하다. 피부에 닿으면 부식성이 있으며, 흡입하면 치명적일 수 있다.^[1] 또한 염화 수소나 염소의 발생원이 된다. 대한민국에서는 독물 및 극물 단속법에 의해 독물로 지정되어 있다.^[2]

6. 역사

오염화 인은 1808년 영국의 화학자 험프리 데이비에 의해 처음으로 제조되었다.^[20] 데이비의 오염화 인 분석은 정확하지 않았으며,^[21] 최초의 정확한 분석은 1816년 프랑스 화학자 피에르 루이 듈롱에 의해 이루어졌다.^[22]

참조

_[1] 간행물 2014-05-15
_[2] 웹사이트 Phosphorus pentachloride http://www.sigmaaldr[...]
_[3] 간행물
_[4] 간행물 Phosphorus pentachloride
_[5] 서적 Phosphorus: An outline of its chemistry, biochemistry, and uses Elsevier Science
_[6] 서적 Inorganic Chemistry Academic Press
_[7] 논문 Crystal and Molecular structure of a metastable modification of phosphorus pentachloride
_[8] 논문 Nature of Phosphorus(V) Chloride in Ionizing and Nonionizing Solvents
_[9] 논문 Solid State Structures of AsCl₅ and SbCl_5
[10] 서적 Inorganic Syntheses 1939
_[11] 논문 Neutral Six-Coordinate Phosphorus
_[12] 간행물 p-Nitrobenzoyl chloride
_[13] 서적 Organic chemistry https://archive.org/[...] Oxford University Press
_[14] 간행물 Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis J. Wiley & Sons 2004
_[15] 간행물 Dichloromethyl methyl ether
_[16] 논문 A Mild Synthesis of Vinyl Halides and gem-Dihalides Using Triphenyl Phosphite−Halogen-Based Reagents
_[17] 간행물 Styrylphosphonic dichloride
_[18] 서적 Advanced Inorganic Chemistry Wiley-Interscience
_[19] 논문 New lithium salts in electrolytes for lithium-ion batteries (Review) 2017-08-04
_[20] 논문 The Bakerian Lecture. An account of some new analytical researches on the nature of certain bodies, particularly the alkalies, phosphorus, sulphur, carbonaceous matter, and the acids hitherto undecomposed; with some general observations on chemical theory https://babel.hathit[...] 1809
_[21] 논문 Researches on the oxymuriatic acid [i.e., chlorine], its nature and combinations; and on the elements of the muriatic acid [i.e., hydrogen chloride]. With some experiments on sulphur and phosphorus, made in the laboratory of the Royal Institution https://babel.hathit[...] 1810
_[22] 논문 Extrait d'un mémoire sur les combinaisons du phosphore avec l'oxigène https://babel.hathit[...] 1816
_[23] 간행물 Phosphorus(V) Chloride J. Wiley & Sons 2004
_[24] 논문 Nature of Phosphorus(V) Chloride in Ionizing and Nonionizing Solvents 1973
_[25] 서적 Phosphorus: An Outline of its Chemistry, Biochemistry, and Technology Elsevier 1995
_[26] 서적 Inorganic Chemistry Academic Press 2001
_[27] 간행물 p-Nitrobenzoyl chloride http://www.orgsyn.or[...] 1941
_[28] 간행물 Dichloromethyl Methyl Ether http://www.orgsyn.or[...] 1973
_[29] 간행물 Styrylphosphonic dichloride http://www.orgsyn.or[...] 1973
_[30] 간행물 2014-05-15
_[31] 웹사이트 Phosphorus pentachloride http://www.sigmaaldr[...]
_[32] 간행물
_[33] 간행물 Phosphorus pentachloride