포스핀

포스핀
Phosphine
이름
별칭
Phosphamine
Phosphorus trihydride
Phosphorated hydrogen
식별자
3D 모델 (JSmol)
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.029.328
EC 번호
  • 232-260-8
287
RTECS 번호
  • SY7525000
UNII
UN 번호 2199
  • InChI=1S/H3P/h1H3 예예
    Key: XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 예예
  • InChI=1/H3P/h1H3
    Key: XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYAP
  • P
성질
PH3
몰 질량 33.99758 g/mol
겉보기 Colourless gas
냄새 Faint, fish-like or garlic-like[1]
밀도 1.379 g/l, gas (25 °C)
녹는점 −132.8 °C (−207.0 °F; 140.3 K)
끓는점 −87.7 °C (−125.9 °F; 185.5 K)
31.2 mg/100 ml (17 °C)
용해도 Soluble in alcohol, ether, CS2
slightly soluble in 벤젠, 클로로포름, 에탄올
짝산 Phosphonium (chemical formula PH+
4)
2.144
점도 1.1×10−5 Pa⋅s
구조
Trigonal pyramidal
0.58 D
열화학
37 J/mol⋅K
210 J/mol⋅K[2]
5 kJ/mol[2]
13 kJ/mol
위험
물질 안전 보건 자료 ICSC 0694
GHS 그림문자 GHS02: Flammable GHS06: Toxic GHS05: Corrosive GHS09: Environmental hazard
NFPA 704 (파이어 다이아몬드)
NFPA 704 four-colored diamondFlammability code 4: Will rapidly or completely vaporize at normal atmospheric pressure and temperature, or is readily dispersed in air and will burn readily. Flash point below 23 °C (73 °F). E.g. propaneHealth code 4: Very short exposure could cause death or major residual injury. E.g. VX gasReactivity code 2: Undergoes violent chemical change at elevated temperatures and pressures, reacts violently with water, or may form explosive mixtures with water. E.g. white phosphorusSpecial hazards (white): no code
4
4
2
인화점 Flammable gas
38 °C (100 °F; 311 K) (see text)
폭발 한계 1.79–98%[1]
반수 치사량 또는 반수 치사농도 (LD, LC):
3.03 mg/kg (rat, oral)
11 ppm (rat, 4 hr)[3]
1000 ppm (mammal, 5 min)
270 ppm (mouse, 2 hr)
100 ppm (guinea pig, 4 hr)
50 ppm (cat, 2 hr)
2500 ppm (rabbit, 20 min)
1000 ppm (human, 5 min)[3]
NIOSH (미국 건강 노출 한계):
PEL (허용)
 TWA 0.3 ppm (0.4 mg/m3)[1]
REL (권장)
 TWA 0.3 ppm (0.4 mg/m3), ST 1 ppm (1 mg/m3)[1]
IDLH (직접적 위험)
 50 ppm[1]
관련 화합물
다른 양이온
관련 화합물
달리 명시된 경우를 제외하면, 표준상태(25 °C [77 °F], 100 kPa)에서 물질의 정보가 제공됨.
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포스핀(phosphine)은 화합물 중 하나로, 화학식은 PH3이다.

성질과 안전

순수한 포스핀은 무색 무취이지만, 산업용으로 쓰이는 포스핀은 치환된 화합물이나 다이포스페인(영어판)(P2H4) 때문에 마늘이나 썩은 생선같은 악취가 난다.

다이포스페인(영어판)(P2H4)이 있는 경우 포스핀은 자연발화(영어판)할 수 있다. 태울 경우 흰색의 인산이 생성된다.

PH3 + 2 O2 → H3PO4

제법

백린을 수산화 칼륨(또는 수산화 나트륨)과 반응시키면 생성된다.

3 KOH + P4 + 3 H2O → 3 KH2PO2 + PH3

실험실에서는 인산의 불균등화 반응으로 생성시킬 수 있다.[4]

4 H3PO3 → PH3 + 3 H3PO4

자연

지구 대기중에 아주 낮은 농도로 존재한다.[5] 이는 생화학적인 인의 순환에 의한 것으로 추정된다.

포스핀은 목성의 대기에도 존재하는데, 이는 뜨겁고 압력이 높은 목성 내부에서 만들어진 것이다.[6] 이런 생성 방식은 에너지가 많이 필요하지만 거대 기체 행성의 대류하는 대기 속에서라면 가능하다.[7]

포스핀을 금성의 대기에서 발견했다는 연구 결과도 있으나, 이산화황의 신호를 잘못 본 것이라는 반론도 있다.[8] 목성과 같은 고압 환경을 제외하고 자연계에서 포스핀이 만들어지는 과정은 아직 생명 활동 이외에는 밝혀진 것이 없다. 그렇기 때문에 과학자들은 금성에 아직 알려지지 않은 광화학이나 지구화학, 또는 지구상의 생명 활동과 비슷한 과정에 의해 포스핀이 생성되었을 가능성을 제시했다.[9][10][11] 만약 금성 대기에 포스핀이 실제로 존재하고, 포스핀이 다른 화학 과정으로 만들어지지 않았다면 이는 금성에 생명체가 존재한다는 간접적 증거라 할 수 있다.

이용

반도체

포스핀은 반도체 도핑에 쓰는 도펀트(영어판)로 쓰인다. 또한 일부 화합물 반도체(영어판)를 석출하는 과정에서 쓰이는데, 이에는 인화 갈륨(영어판)과 인화 인듐(영어판) 등이 있다.[12]

농업

포스핀은 식물의 훈증제로 쓰인다.

농약으로 쓰는 고체 인화 알루미늄, 인화 칼슘(영어판), 인화 아연(영어판) 등은 수증기나 쥐의 위산과 반응하여 포스핀을 생성하므로 인화를 막기 위한 처리가 되어 있다.

각주

  1. ↑ 가 나 다 라 마 바 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. “#0505”. 미국 국립 직업안전위생연구소 (NIOSH). 
  2. ↑ 가 나 Zumdahl, Steven S. (2009). 《Chemical Principles》 6판. Houghton Mifflin. A22쪽. ISBN 978-0-618-94690-7. 
  3. ↑ 가 나 “Phosphine”. 《Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH)》. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 
  4. ↑ Gokhale, S. D.; Jolly, W. L., "Phosphine", Inorganic Syntheses 1967, volume 9, pp. 56–58. doi:10.1002/9780470132401.ch17
  5. ↑ Gassmann, G.; van Beusekom, J. E. E.; Glindemann, D. (1996). “Offshore atmospheric phosphine”. 《Naturwissenschaften》 83 (3): 129–131. Bibcode:1996NW.....83..129G. doi:10.1007/BF01142178. 
  6. ↑ Kaplan, Sarah (2016년 7월 11일). “The first water clouds are found outside our solar system — around a failed star”. 《The Washington Post》. 2020년 9월 14일에 확인함. 
  7. ↑ Chu, Jennifer (2019년 12월 18일). “A sign that aliens could stink”. 《MIT News》. 2020년 9월 14일에 확인함. 
  8. ↑ https://www.nature.com/articles/d41586-021-00249-y
  9. ↑ Drake, Nadia (2020년 9월 14일). “Possible sign of life on Venus stirs up heated debate”. 《National Geographic》. 2020년 9월 14일에 확인함. 
  10. ↑ Greaves, J.S.; Richards, A.M.S.; Bains, W.; 외. (2020). “Phosphine gas in the cloud decks of Venus”. 《Nature Astronomy》. doi:10.1038/s41550-020-1174-4. 2020년 9월 14일에 확인함. 
  11. ↑ Stirone, Shannon; Chang, Kenneth; Overbye, Dennis (2020년 9월 14일). “Life on Venus? Astronomers See a Signal in Its Clouds”. 《The New York Times》. 2020년 9월 14일에 확인함. 
  12. ↑ Bettermann, G.; Krause, W.; Riess, G.; Hofmann, T. (2002), 〈Phosphorus Compounds, Inorganic〉, 《울만 공업화학 백과사전(Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry)》, Weinheim: Wiley-VCH, doi:10.1002/14356007.a19_527 

외부 링크

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