Calciumphosphid

Strukturformel
3 Ca2+ · 2
Allgemeines
Name	Calciumphosphid
Andere Namen	Phosphorcalcium Tricalciumdiphosphid Kalziumphosphid
Summenformel	Ca3P2
Kurzbeschreibung	übelriechende („nach Carbid“), brennbare, braunrote amorphe Masse[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 1305-99-3 EG-Nummer 215-142-0 ECHA-InfoCard 100.013.766 PubChem 4337964 Wikidata Q421408
Eigenschaften
Molare Masse	182,18 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,51 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	~1600 °C[1]
Löslichkeit	löslich unter Zersetzung in Wasser[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[2] ggf. erweitert[1] Gefahr H- und P-Sätze H: 260​‐​300​‐​311​‐​330​‐​318​‐​400 EUH: 029​‐​032 P: 231+232​‐​280​‐​233​‐​301+310​‐​405​‐​501 [3]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Calciumphosphid (Ca₃P₂) ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Phosphide. Sie liegt in Form einer braunroten, amorphen Masse vor. Technisches Calciumphosphid enthält stets Verunreinigungen von Calciumphosphit und Calciumphosphat. Mit dem gleichen Begriff wird bisweilen das Calciummonophosphid (CaP) benannt.

Vorkommen

Calciumphosphid kommt als Verunreinigung in Calciumcarbid vor.

Gewinnung und Darstellung

Calciumphosphid kann durch Reaktion von gebranntem Kalk mit dampfförmigen Phosphor hergestellt werden. Auch beim Zusammenschmelzen von Phosphor mit Calcium unter Petroleum oder im Vakuum entsteht Calciumphosphid.^[4]

${\displaystyle \mathrm {3\ Ca+2\ P\longrightarrow Ca_{3}P_{2}} }$

Daneben ist auch die Reduktion von Calciumphosphat mit Kohlenstoff zu Calciumphosphid bei hohen Temperaturen möglich (Nebenreaktion bei der Calciumcarbidherstellung).

${\displaystyle \mathrm {Ca_{3}(PO_{4})_{2}+8\ C\longrightarrow Ca_{3}P_{2}+8\ CO} }$

Bei der Reaktion ist auch die Ersetzung von Kohlenstoff durch Aluminium möglich.^[5]

${\displaystyle \mathrm {3\ Ca_{3}(PO_{4})_{2}+16\ Al\longrightarrow 3\ Ca_{3}P_{2}+8\ Al_{2}O_{3}} }$

Eigenschaften

Calciumphosphid ist ein rotbrauner Feststoff. An feuchter Luft zersetzt er sich langsam, mit Wasser lebhaft zu Calciumhydroxid und Monophosphan.^[5] Konzentrierte Säuren greifen Calciumphosphid im Gegensatz zu den verdünnten Säuren besonders in der Kälte fast gar nicht an. Mit Kaliumpermanganat reagiert Calciumphosphid explosionsartig. Wasserfreier Alkohol, Ether und Benzol reagieren bei gewöhnlicher Temperatur nicht mit Calciumphosphid.^[4]

Verwendung

Calciumphosphid kann zur Herstellung von Phosphin verwendet werden:

${\displaystyle \mathrm {Ca_{3}P_{2}+6\ H_{2}O\longrightarrow 2\ PH_{3}+3\ Ca(OH)_{2}} }$

Es wird in diesem Sinne auch als Begasungsmittel (Rodentizid) gegen Wühlmäuse eingesetzt.^[6]

Sein Hauptanwendungsgebiet ist die Schädlingsbekämpfung in Getreidelagern und bei Getreidetransporten (z. B. auf Schiffen). Dazu wird das Getreide mit Calciumphosphid-Tabletten versetzt. Die Restfeuchtigkeit des Getreides reicht aus, um das Calciumphosphid nach und nach zu hydrolysieren, wobei Phosphin frei wird, das Kornkäfer und andere Schädlinge zuverlässig abtötet.

In der Marine wird diese Reaktion (durch Entstehung von Diphosphin Selbstentzündung) zum Betrieb von Leuchtfeuern eingesetzt.

In der Europäischen Union, auch in Deutschland und Österreich waren Rodentizide mit Calciumphosphid als Wirkstoff zugelassen. Zum 1. Dezember 2020 lief die Zulassung in der EU aus. Die Aufbrauchfrist läuft bis zum 1. Juni 2022.^[7] In der Schweiz sind Präparate mit Calciumphosphid (Handelsname Polytanol) erhältlich.^[8]

Sicherheitshinweise

Calciumphosphid bildet bei Kontakt mit Wasser oder feuchter Luft hochentzündliche Gase in Form des giftigen und übelriechenden Phosphin PH₃ und Diphosphin (P₂H₄). Die gasförmige Mischung aus Phosphin PH₃/Diphosphin kann sich bei externer Zündung – ähnlich wie Knallgas – explosionsartig zersetzen.

Beim Kontakt mit Säuren ist eine explosionsartige Zersetzung möglich. Bei der Hydrolyse entsteht ein auch für Menschen sehr giftiges Gasgemisch (Phosphin PH₃ und Diphosphin P₂H₄). In Mühlen und Getreidelagern gab es bereits mehrfach durch fehlerhafte Anwendung von Calciumphosphid und Abdichtung beziehungsweise mangelnde Lüftung Todesfälle.

Literatur

• Zh. V. Dobrokhotova u. a.: Thermodynamic properties of calcium and barium phosphides. In: Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 38, Nr. 5, 1992, S. 1113–1122; doi:10.1007/BF01979173.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu Calciumphosphid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 1. Februar 2016. (JavaScript erforderlich)
2. ↑ Eintrag zu Tricalcium diphosphide im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
3. ↑ Datenblatt Calciumphosphid bei AlfaAesar, abgerufen am 5. Mai 2016 (PDF) (JavaScript erforderlich).
4. ↑ ^{a b} Brockhaus ABC Chemie. VEB F. A. Brockhaus, Leipzig 1965, Seite 635–636.
5. ↑ ^{a b} Georg Brauer: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. Band 2, 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 931. 
6. ↑ Schermäuse und Maulwürfe in Gärten, Anlagen und Parks. (PDF; 588 kB) Pflanzenschutzamt Berlin, Februar 2016, S. 5, abgerufen am 25. Juni 2017. 
7. ↑ Widerruf der Zulassung von Pflanzenschutzmitteln mit den Wirkstoffen Imidacloprid, Denathoniumbenzoat, Calciumphosphid und zeta-Cypermethrin zum 1. Dezember 2020. In: Fachmeldungen. BVL, abgerufen am 15. April 2021. 
8. ↑ Generaldirektion Gesundheit und Lebensmittelsicherheit der Europäischen Kommission: Eintrag zu Calcium phosphide in der EU-Pestiziddatenbank; Eintrag in den nationalen Pflanzenschutzmittelverzeichnissen der Schweiz, Österreichs und Deutschlands, abgerufen am 15. April 2021.