Pentabromuro di fosforo

Il pentabromuro di fosforo, o bromuro di fosforo(V), è un composto chimico del bromo e del fosforo, ha l'aspetto di un solido giallo e possiede formula PBr₅.

Struttura cristallina

Il pentabromuro di fosforo forma cristalli ortorombici aventi gruppo spaziale Pbcm (gruppo n°57) con costanti di reticolo $a=0,562\mathrm{n}\mathrm{m}$, $b=1,691\mathrm{n}\mathrm{m}$ e $c=0,829\mathrm{n}\mathrm{m}$.

Proprietà

Il pentabromuro di fosforo che ha la stessa struttura del PBr₄⁺Br⁻ allo stato solido ma, nella fase vapore ,è completamente dissociato in tribromuro di fosforo (PBr₃) e bromo molecolare (Br₂). Il rapido raffreddamento di questa fase a 15 K porta alla formazione della specie ionica dell'eptabromuro di fosforo ([PBr₄]⁺[Br₃]^-). Infatti gli spettri Raman del pentabromuro di fosforo condensato dalla fase gassosa su una piastra fredda a 15 K non mostrano né bande dovute al pentabromuro di fosforo molecolare, né ai prodotti di dissociazione molecolare semplici attesi (cioè PBr₃ + Br₂) . Invece, gli spettri sono meglio assegnati a una miscela di PBr₃ e PBr₄⁺Br₃⁻. A temperature superiori a 200 K, questo solido si converte in eptabromuro di fosforo ionico.

Il pentabromuro di fosforo è estremamente igroscopico, sensibile al calore e ha un effetto corrosivo. Al di sopra di 35 °C, il composto si decompone in bromuro di fosforo(III) e bromo e alcune fonti indicano una decomposizione completa tra 84 e 106 °C.

A differenza del pentacloruro di fosforo (PCl₅) e del pentafluoruro di fosforo (PF₅), non forma bromocomplessi PBr₆^- con complessi metallici, ma è ridotto a tribromuro di fosforo e Br⁻

Reazioni e usi

Può essere utilizzato in chimica organica per convertire gli acidi carbossilici in bromuri acilici ed è altamente corrosivo. Si decompone sopra i 100 °C per dare tribromuro di fosforo e bromo:

Errore del parser (errore di sintassi): {\displaystyle \ce{PBr5 ->[\text {106 °C}]PBr3 \ + \ Br2}}

Reagisce con:

• vapore acqueo: $\mathrm{P}\mathrm{B}\mathrm{r}{\phantom{A}}_5+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_{(\mathrm{g})}⟶\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{B}\mathrm{r}{\phantom{A}}_3+2\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}$
• acqua: $\mathrm{P}\mathrm{B}\mathrm{r}{\phantom{A}}_5+4\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_{(\mathrm{l})}⟶\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{P}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+5\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}$
• alcali: $\mathrm{P}\mathrm{B}\mathrm{r}{\phantom{A}}_5+8\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}⟶\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_3\mathrm{P}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+5\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{B}\mathrm{r}+4\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$
• fosforo rosso nel disolfuro di carbonio: $3\mathrm{P}\mathrm{B}\mathrm{r}{\phantom{A}}_5+2\mathrm{P}⟶5\mathrm{P}\mathrm{B}\mathrm{r}{\phantom{A}}_3$

Con il bromuro di ammonio (NH₄Br) forma, in presenza di eccesso di Br₂, il nitruro di fosforo dibromuro:

$\mathrm{P}\mathrm{B}\mathrm{r}{\phantom{A}}_5+\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{B}\mathrm{r}\stackrel{\text{NH4Br}}{\to }\frac{1}{\mathrm{n}}[\mathrm{N}\mathrm{P}\mathrm{B}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2]{\phantom{A}}_n+4\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}$

Invertire l'equilibrio della prima reazione per generare PBr₅ mediante l'aggiunta di Br₂ a PBr₃ è difficile a livello pratico perché il prodotto è suscettibile di ulteriori aggiunte per produrre eptabromuro di fosforo (PBr₇).

Bibliografia

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Voci correlate

• Bromo
• Fosforo
• Tribromuro di fosforo
• Eptabromuro di fosforo