Trichlorure de phosphoryle

Le trichlorure de phosphoryle, ou oxychlorure de phosphore, est un composé inorganique de la famille des oxychlorures, de formule brute POCl3.

Trichlorure de phosphoryle

Molécule de trichlorure de phosphoryle
Identification
Nom UICPA Trichlorure de phosphoryle
Synonymes

Oxychlorure de phosphore
No CAS 10025-87-3
No ECHA 100.030.030
No CE 233-046-7
No RTECS TH4897000
PubChem 24813
ChEBI 30336
SMILES
InChI
Apparence liquide incolore, fumant, d'odeur acre[1].
Propriétés chimiques
Formule Cl3OPPOCl3
Masse molaire[2] 153,332 ± 0,006 g/mol
Cl 69,36 %, O 10,43 %, P 20,2 %,
Moment dipolaire 2,54 D
Propriétés physiques
T° fusion 1,2 °C[1]
T° ébullition 106 °C[1]
Solubilité dans l'eau : réaction[1]
Paramètre de solubilité δ 19,8 J1/2·cm-3/2 (25 °C)[3]
Masse volumique 1,6 g·cm-3[1]
Pression de vapeur saturante à 27,3 °C : 5,3 kPa[1]
Précautions
SGH[4],[5]

Danger
H302, H314, H330, H372, EUH014, EUH029, P280, P305, P310, P338 et P351
SIMDUT[6]

B6, D1A, E, F,
NFPA 704
Transport[7]
   1810   
Écotoxicologie
DL50 36 mg·kg-1 (rats, oral)
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Propriétés chimiques

Le trichlorure de phosphoryle réagit avec l'eau et les alcools pour donner du chlorure d'hydrogène et respectivement de l'acide phosphorique et des esters de phosphate :

POCl3 + 3 H2O → H3PO4 + 3 HCl.

POCl3 peut également réagir avec un acide de Lewis tel que le tétrachlorure de titane selon le schéma réactionnel suivant :

Cl3P+-O− + TiCl4 → Cl3P+-O−-TiCl4.

Le composé POCl3·AlCl3 résultant de l'addition de chlorure d'aluminium sur le trichlorure de phosphoryle est assez stable, de sorte que POCl3 peut être utilisé pour éliminer le chlorure d'aluminium du mélange résultant d'une réaction de Friedel-Crafts.

POCl3 réagit avec le bromure d'hydrogène en présence de chlorure d'aluminium pour former le tribromure de phosphoryle POBr3.

Préparation

Le trichlorure de phosphoryle peut être préparé par action de l'oxygène O2 sur le trichlorure de phosphore PCl3 à 20-25 °C (l'air est inefficace) :

2 PCl3 + O2 → 2 O=PCl3.

Une synthèse alternative fait appel à la réaction du pentachlorure de phosphore PCl5 avec le pentoxyde de phosphore P4O10. Dans la mesure où ces deux composés sont solides, une manière efficace de réaliser la réaction est de chlorer un mélange de PCl3 et de P4O10 afin de produire le PCl5. Au fur et à mesure que le PCl3 réagit, le POCl3 devient le solvant de réaction :

6 PCl3 + 6 Cl2 → 6 PCl5.
6 PCl5 + P4O10 → 10 POCl3.

Le pentachlorure de phosphore forme également du trichlorure de phosphoryle avec l'eau, mais cette réaction est plus difficilement contrôlable que la précédente.

Utilisation

Ce produit est utilisé dans l'industrie photovoltaïque pour doper au phosphore les wafers en silicium par diffusion afin de réaliser un dopage n sur un substrat dopé p (typiquement au bore) en vue de réaliser une jonction p-n.

Notes et références
  1. OXYCHLORURE DE PHOSPHORE, Fiches internationales de sécurité chimique
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. (en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents, vol. 4, England, John Wiley & Sons Ltd, , 239 p. (ISBN 0-471-98369-1)
  4. Numéro index 015-009-00-5 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
  5. SIGMA-ALDRICH
  6. « Oxychlorure de phosphore » 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
  7. Entrée du numéro CAS « 10025-87-3 » 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)

Voir aussi

Articles connexes
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