Calciumphosphid

Strukturformel
3 Ca2+ · 2 Datei:Monophosphid(3-).svg
Allgemeines
Name	Calciumphosphid
Andere Namen	Phosphorcalcium Tricalciumdiphosphid Kalziumphosphid
Summenformel	Ca3P2
Kurzbeschreibung	übelriechende („nach Carbid“), brennbare, braunrote amorphe Masse<ref name="GESTIS" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 215-142-0 ECHA-InfoCard 100.013.766 PubChem 4337964 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	182,18 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,51 g·cm−3<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Schmelzpunkt	~1600 °C<ref name="GESTIS" />
Löslichkeit	löslich unter Zersetzung in Wasser<ref name="GESTIS" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),<ref name="CLP_100.013.766">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der Datenbank ECHA CHEM der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA)Vorlage:Abrufdatum Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.</ref> ggf. erweitert<ref name="GESTIS" /> Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahr H- und P-Sätze H: 260​‐​300​‐​311​‐​330​‐​318​‐​400 EUH: 029​‐​032 P: 231+232​‐​280​‐​233​‐​301+310​‐​405​‐​501<ref>Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Alfa AesarVorlage:Abrufdatum (Seite nicht mehr abrufbar).</ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

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 dampfförmigem Phosphor hergestellt werden. Auch beim Zusammenschmelzen von Phosphor mit Calcium unter Petroleum oder im Vakuum entsteht Calciumphosphid.<ref name="ABC Chemie">Brockhaus ABC Chemie. VEB F. A. Brockhaus, Leipzig 1965, Seite 635–636.</ref>

<math>\mathrm{3 \ Ca + 2 \ P \longrightarrow Ca_3P_2}</math>

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

<math>\mathrm{Ca_3(PO_4)_2 + 8\ C \longrightarrow Ca_3P_2 + 8\ CO}</math>

Anstelle von Kohlenstoff lässt sich auch Aluminium einsetzen.<ref name="brauer">Georg Brauer: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. Band 2, 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 931. </ref>

<math>\mathrm{3 \ Ca_3(PO_4)_2 + 16 \ Al \longrightarrow 3 \ Ca_3P_2 + 8 \ Al_2O_3}</math>

Eigenschaften

Calciumphosphid ist ein rotbrauner Feststoff. An feuchter Luft zersetzt er sich langsam, mit Wasser lebhaft, zu Calciumhydroxid und Monophosphan.<ref name="brauer" /> Konzentrierte Säuren greifen Calciumphosphid im Gegensatz zu verdünnten Säuren insbesondere in der Kälte fast gar nicht an. Mit Kaliumpermanganat reagiert Calciumphosphid explosionsartig. Wasserfreier Alkohol, Ether und Benzol reagieren bei gewöhnlicher Temperatur nicht mit Calciumphosphid.<ref name="ABC Chemie" />

Verwendung

Calciumphosphid kann zur Herstellung von Monophosphan verwendet werden:

<math>\mathrm{Ca_3P_2 + 6\ H_2O \longrightarrow 2\ PH_3 + 3\ Ca(OH)_2}</math>

Es wird in diesem Sinne auch als Begasungsmittel (Rodentizid) gegen Wühlmäuse eingesetzt.<ref>Schermäuse und Maulwürfe in Gärten, Anlagen und Parks. (PDF; 588 kB) Pflanzenschutzamt Berlin, Februar 2016, S. 5, abgerufen am 25. Juni 2017. </ref>

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 Phosphan frei wird, das Kornkäfer und andere Schädlinge zuverlässig abtötet.

In der Marine wird diese Reaktion (durch Entstehung von Diphosphan 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 lief bis zum 1. Juni 2022.<ref>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. </ref> In der Schweiz waren Präparate mit Calciumphosphid (Handelsname Polytanol) erhältlich. Auch hier lief die Zulassung zum 1. Juni 2022 aus.<ref name="PSM">Generaldirektion Gesundheit und Lebensmittelsicherheit der Europäischen Kommission: Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der EU-Pestiziddatenbank; Eintrag in den nationalen Pflanzenschutzmittelverzeichnissen der Schweiz, Österreichs und DeutschlandsVorlage:Abrufdatum</ref><ref>AS 2021 321 - Verordnung über das Inverkehrbringen von Pflanzenschutzmitteln (Pflanzenschutzmittelverordnung, PSMV). Abgerufen am 11. April 2023. </ref>

Sicherheitshinweise

Calciumphosphid bildet bei Kontakt mit Wasser oder feuchter Luft hochentzündliche Gase in Form von giftigem und übelriechendem Phosphan (PH₃) und Diphosphan (P₂H₄). Die gasförmige Mischung aus Phosphan und Diphosphan 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 (Phosphan PH₃ und Diphosphan P₂H₄). In Mühlen und Getreidelagern gab es 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

<references />