Phosphortrioxid

Strukturformel
Allgemeines
Name	Phosphortrioxid
Andere Namen	Diphosphortrioxid Tetraphosphorhexaoxid
Summenformel	P2O3
CAS-Nummer	12440-00-5 1314-24-5 10248-58-5
PubChem	123290
Kurzbeschreibung	wachsweiche, farblose, monokline Kristalle[1]
Eigenschaften
Molare Masse	109,96 g·mol−1 bzw. 219,92 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,13 g·cm−3[2]
Schmelzpunkt	23,8 °C[2]
Siedepunkt	175,3 °C[2]
Löslichkeit	gut in Benzol und Schwefelkohlenstoff[2]
Sicherheitshinweise
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [3] keine Einstufung verfügbar R- und S-Sätze R: siehe oben S: siehe oben
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Phosphortrioxid ist ein Oxid des Elementes Phosphor. Diese chemische Verbindung ist auch unter der Bezeichnung Diphosphortrioxid bekannt. Die im geschmolzenen, gelösten und dampfförmigen Zustand ermittelte Molekülmasse entspricht der Summenformel P₄O₆. Die wachsweichen, farblosen Kristalle sind sehr giftig.

Darstellung

Phosphortrioxid entsteht bei der Verbrennung von weißem Phosphor bei niedrigen Temperaturen unter Sauerstoff-Mangel. Dabei beobachtet man eine starke Wärmeentwicklung:

$\mathrm{P_4 + 3 \ O_2 \rightarrow P_4O_6}$

Weißer Phosphor reagiert mit Sauerstoff zu Phosphortrioxid.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Phosphortrioxid ist das Anhydrid der Phosphonsäure. Phosphor liegt in der Oxidationsstufe +3 vor. Die Kristalle dieser Verbindung besitzen eine Dichte von 2,14 g·cm⁻³. Der Schmelzpunkt liegt bei 24 °C, der Siedepunkt bei 175 °C unter einer Stickstoff-Atmosphäre. Phosphortrioxid löst sich in Benzol und Schwefelkohlenstoff.^[1]

Die Struktur des Phosphortrioxids leitet sich vom tetraedrischen Phosphormolekül P₄ ab. Ersetzt man die sechs P–P-Bindungen - die Kanten des Tetraeders - jeweils durch P–O–P-Bindungen, so gelangt man zur oben dargestellten Molekülstruktur.

Die Struktur weist eine hohe Symmetrie auf. Neben der tetraedrischen Anordnung der Phosphor-Atome kann für die Sauerstoff-Atome eine oktaedrische Anordnung festgestellt werden. Die vier Flächen der tetraedrischen Grundstruktur werden von vier symmetrisch verknüpften P₃O₃-Sechsringen umrahmt. Diese Struktur findet man auch beim Arsenik (As₄O₆) sowie beim Urotropin (N₄(CH₂)₆).

Chemische Eigenschaften

Phosphortrioxid oxidiert an der Luft weiter zu Phosphorpentoxid:

$\mathrm{P_2O_3 + O_2 \rightarrow P_2O_5}$

Phosphortrioxid oxidiert zu Phosphorpentoxid.

Unter vermindertem Druck wird bei diesem Vorgang Chemilumineszenz beobachtet.

Oberhalb von 210 °C findet eine Zersetzung zu Phosphor und Phosphortetroxid statt:

$\mathrm{4 \ P_2O_3 \rightleftharpoons 2 \ P + 3 \ P_2O_4}$

Phosphortrioxid disproportioniert zu Phosphor und Phosphortetroxid.

In kaltem Wasser wird Phosphortrioxid zu Phosphonsäure umgewandelt:

$\mathrm{P_2O_3 + 3 \ H_2O \rightarrow 2 \ H_3PO_3}$

Phosphortrioxid reagiert mit Wasser zu Phosphonsäure.

Die Reaktion mit Chlorwasserstoff führt zur Bildung von Phosphonsäure und Phosphortrichlorid:

$\mathrm{P_2O_3 + 3 \ HCl \rightarrow H_3PO_3 + PCl_3}$

Phosphortrioxid und Chlorwasserstoff reagieren zu Phosphonsäure und Phosphortrichlorid.

Mit den Halogenen Chlor und Brom reagiert Phosphortrioxid zu Phosphorylhalogeniden, mit Iod zu Diphosphortetraiodid.

Quellen

1. ↑ ^{a b} Helmmut Sitzmann, in: Römpp Online - Version 3.5, 2009, Georg Thieme Verlag, Stuttgart.
2. ↑ ^{a b c d} Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, S. 786, ISBN 978-3-11-017770-1.
3. ↑ In Bezug auf ihre Gefährlichkeit wurde die Substanz von der EU noch nicht eingestuft, eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.