ALUMĪNIJA FOSFĪDS (AIP): STRUKTŪRA, ĪPAŠĪBAS, LIETOJUMS, RISKI - ĶĪMIJA - 2025

Alumīnija fosfīdu, ir neorganisks savienojums, kas sastāv no alumīnija atoma (A s) un kuru fosfora atoms (P). Tās ķīmiskā formula ir AlP. Tas ir ciets tumši pelēks vai, ja ļoti tīrs, dzeltens. Tas ir ārkārtīgi toksisks savienojums dzīvām būtnēm.

Alumīnija fosfīds reaģē ar mitrumu, veidojot fosfīnu vai fosfānu PH ₃ , kas ir indīga gāze. Šī iemesla dēļ AlP nedrīkst nonākt saskarē ar ūdeni. Spēcīgi reaģē ar skābēm un sārmu šķīdumiem.

Alumīnija fosfīds. همان. Avots: Wikimedia Commons.

Iepriekš tas tika izmantots, lai iznīcinātu kaitēkļus, piemēram, kukaiņus un grauzējus, labības graudu un citu lauksaimniecības produktu uzglabāšanas vietās. Tomēr lielās bīstamības dēļ tas ir aizliegts lielākajā daļā pasaules valstu.

Pašlaik tā lietderība elektronikas jomā tiek teorētiski pētīta, izmantojot datorus, kas aprēķina iespēju iegūt pusvadītāju AlP nanocaurules, tas ir, ārkārtīgi mazas caurules, kas var pārraidīt elektrību tikai noteiktos apstākļos.

Alumīnija fosfīds ir ļoti bīstams savienojums, ar to jārīkojas ar drošības aprīkojumu, piemēram, cimdiem, brillēm, respiratoriem un aizsargapģērbu.

Uzbūve

Alumīnija fosfīds AlP veidojas no alumīnija atoma Al un fosfora atoma P savienojuma. Saite starp abiem ir kovalenta un trīskārša, tāpēc tā ir ļoti spēcīga.

AlP alumīnija oksidācijas stāvoklis ir +3, un fosfora valence ir -3.

Alumīnija fosfīda struktūra, kur novērojama trīskāršā saikne starp alumīnija (Al) un fosfora (P) atomiem. Klaudio Pistilli. Avots: Wikimedia Commons.

Nomenklatūra

- alumīnija fosfīds

Īpašības

Fiziskais stāvoklis

Tumši pelēka vai tumši dzeltena vai zaļa kristāliska cieta viela. Kubikveida kristāli.

Molekulārais svars

57,9553 g / mol

Kušanas punkts

2550 ºC

Blīvums

2,40 g / cm ³ 25 ° C temperatūrā

Šķīdība

Tas sadalās ūdenī.

Ķīmiskās īpašības

Reaģē ar mitrumu, iegūstot fosfīnu vai fosfānu PH _3, kas ir viegli uzliesmojošs un indīgs savienojums. Fosfīns vai fosfāns spontāni aizdegas, nonākot saskarē ar gaisu, izņemot, ja ir pārmērīgs ūdens daudzums.

Alumīnija fosfīda reakcija ar ūdeni ir šāda:

Alumīnija fosfīds + ūdens → alumīnija hidroksīds + fosfīns

AlP + 3 H ₂ O → Al (OH) ₃ + PH ₃ ↑

Komerciālajās prezentācijās ir alumīnija karbonāts Al ₂ (CO ₃ ) _3, lai novērstu fosfīna pašaizdegšanos, kas rodas, AlP nonākot saskarē ar gaisa mitrumu.

AlP ir stabils, kad sauss. Vardarbīgi reaģē ar skābēm un sārmu šķīdumiem.

Alumīnija fosfīds AlP nekausē, necilina un termiski nesadalās temperatūrā līdz 1000 ° C. Pat šajā temperatūrā tā tvaika spiediens ir ļoti zems, tas ir, tajā temperatūrā tas neiztvaiko.

Sildot līdz sadalīšanai, tas izdala toksiskus fosfora oksīdus. Saskarē ar metāliem tas var izdalīt viegli uzliesmojošas ūdeņraža gāzes H ₂ .

Citas īpašības

Kad tas ir tīrs, tam ir dzeltenīga krāsa, ja sajaucot ar sagatavošanas reakcijas atlikumiem, tas iegūst krāsu no pelēkas līdz melnai.

Tā zemā nepastāvība izslēdz jebkādu smaku, tāpēc ķiploku smarža, ko tā dažreiz izstaro, ir saistīta ar fosfīnu PH _3, kas veidojas mitruma klātbūtnē.

Iegūšana

Alumīnija fosfīdu var iegūt, sasildot pulverveida alumīnija metāla (Al) un sarkanā fosfora elementa (P) maisījumu.

Sakarā ar fosfora (P) afinitāti pret skābekli (O ₂ ) un alumīnija (Al) afinitāti pret skābekli un slāpekli (N ₂ ), reakcija jāveic atmosfērā, kurā nav šo gāzu, piemēram, atmosfērā. ūdeņradis (H ₂ ) vai dabas gāze.

Reakciju sāk, strauji sildot maisījuma zonu, līdz sākas reakcija, kas ir eksotermiska (reakcijas laikā rodas siltums). No šī brīža reakcija norit ātri.

Alumīnijs + fosfors → Alumīnija fosfīds

4 Al + P ₄ → 4 AlP

Lietojumprogrammas

Kaitēkļu iznīcināšanā (pārtraukta lietošana)

Alumīnija fosfīds agrāk tika izmantots kā insekticīds un kā grauzēju iznīcinātājs. Tomēr, kaut arī tā toksicitāte ir aizliegta, dažās pasaules daļās to joprojām izmanto.

To izmanto fumigācijai slēgtās telpās, kur atrodami pārstrādāti vai nepārstrādāti lauksaimniecības pārtikas produkti (piemēram, labība), dzīvnieku barība un nepārtikas produkti.

Mērķis ir kontrolēt kukaiņus un grauzējus, kas uzbrūk glabātajiem priekšmetiem neatkarīgi no tā, vai tie ir ēdami vai nē.

Tas ļauj kontrolēt grauzējus un kukaiņus teritorijās, kas nav mājsaimniecības, lauksaimniecības vai lauksaimniecībā neizmantojamās platības, izsmidzinot ārā vai viņu urvās un ligzdās, lai novērstu to pārnešanu noteiktām slimībām.

Žurkas un peles ir kaitēkļi, kas uzbrūk labības uzglabāšanas vietām. Pirms dažiem gadiem viņi tika apkaroti ar alumīnija fosfīdu. Autors: Andreas N. Avots: Pixabay.

Grauzēji tika kontrolēti, ievietojot alumīnija fosfīdu savās urvās. Autors: Foto-Rabe. Avots: Pixabay.

Tās izmantošanas veids ir AlP pakļaušana gaisam vai mitrumam, jo _izdalās fosfīns vai fosfāns PH _3, kas rada kaitējumu daudziem iznīcināmā kaitēkļa orgāniem.

Kukaiņus nogalināja arī ar AlP alumīnija fosfīdu. Autors: Maikls Podgers. Avots: Unsplash.

Citās lietojumprogrammās

Alumīnija fosfīds AlP tiek izmantots kā fosfīna vai fosfāna PH ₃ avots, un to izmanto pusvadītāju izpētē.

Fosfāns vai fosfīns PH ₃ , savienojums, kas veidojas, alumīnija fosfīdam AlP nonākot saskarē ar ūdeni. NEUROtiker. Avots: Wikimedia Commons.

AlP nanocauruļu teorētiskā izpēte

Ir veikti teorētiski pētījumi par alumīnija fosfīda AlP nanocauruļu veidošanos. Nanocaurules ir ļoti mazi un ļoti plāni cilindri, kurus var redzēt tikai ar elektronu mikroskopu.

AlP nanocaurules ar boru

Teorētiskie pētījumi, kas veikti ar skaitļošanas aprēķiniem, parāda, ka piemaisījumi, ko varētu pievienot AlP nanocaurulēm, varētu mainīt to teorētiskās īpašības.

Piemēram, tiek lēsts, ka bora (B) atomu pievienošana AlP nanocaurulēm varētu tos pārvērst p-veida pusvadītājos. Pusvadītājs ir materiāls, kas darbojas kā elektrības vads vai kā izolators atkarībā no elektriskā lauka, kuram tas ir pakļauts.

Un p veida pusvadītājs ir tad, ja materiālam tiek pievienoti piemaisījumi, šajā gadījumā izejmateriāls ir AlP, un piemaisījumi būs bora atomi. Pusvadītāji ir noderīgi elektronikas lietojumos.

AlP nanocaurules ar mainītu struktūru

Daži zinātnieki ir veikuši aprēķinus, lai noteiktu AlP nanocauruļu kristāla režģa struktūras mainīšanas efektu no sešstūra uz oktaedrisku.

Viņi atklāja, ka manipulācijas ar kristāla režģa struktūru var tikt izmantotas, lai pielāgotu AlP nanocauruļu vadītspēju un reaģētspēju un izstrādātu tās noderīgām elektronikā un optikā.

Riski

Kontakts ar alumīnija fosfīdu var kairināt ādu, acis un gļotādas. Norijot vai ieelpojot, tas ir toksisks. Var absorbēt caur ādu ar toksisku iedarbību.

Ja AlP nonāk saskarē ar ūdeni, tas reaģē un veido fosfīnu vai fosfānu PH _3, kas ir īpaši viegli uzliesmojošs, jo aizdegas, nonākot saskarē ar gaisu. Līdz ar to tas var eksplodēt. Turklāt fosfīns izraisa cilvēku un dzīvnieku nāvi.

Tā kā alumīnija fosfīds ir lēts pesticīds, tā lietošana ir biežs cilvēku saindēšanās cēlonis un rada augstu mirstības līmeni.

Alumīnija fosfīds ir ārkārtīgi bīstams. Autors: OpenClipart-Vectors. Avots: Pixabay.

Tas reaģē ar gļotādu mitrumu un ar sālsskābi HCl kuņģī, veidojot ļoti toksisku fosfāna gāzi PH ₃ . Tāpēc, ieelpojot un norijot, fosfīns organismā veidojas ar letālu efektu.

Tās norīšana dažu stundu laikā izraisa kuņģa-zarnu trakta asiņošanu, sirds un asinsvadu sabrukumu, neiropsihiskus traucējumus, elpošanas un nieru mazspēju.

AlP ir ļoti toksisks visiem sauszemes un ūdens dzīvniekiem.

Atsauces

1. ASV Nacionālā medicīnas bibliotēka. (2019. gads). Alumīnija fosfīds. Atgūts no pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Sjögren, B. et al. (2007). Alumīnijs. Citi alumīnija savienojumi. Rokasgrāmatā par metālu toksikoloģiju (trešais izdevums). Atgūts no vietnes sciencedirect.com.
3. Gupta, RC un Crissman, JW (2013). Drošības novērtējums, ieskaitot aktuālos un jaunākos jautājumus toksikoloģijas patoloģijā. Cilvēku risks. Hašeka un Ruso rokasgrāmatā par toksikoloģijas patoloģiju (trešais izdevums). Atgūts no vietnes sciencedirect.com.
4. Baltais, WE un Bushey, AH (1944). Alumīnija fosfīds - sagatavošana un sastāvs. The American Chemical Society Vēstnesis, 1944, 66, 10, 1666-1672. Atgūts no pubs.acs.org.
5. Mirzaei, Maryam un Mirzaei, Mahmoud. (2011). Bora leģēta alumīnija fosfīda nanocauruļu teorētisks pētījums. Skaitļošanas un teorētiskā ķīmija 963 (2011) 294-297. Atgūts no vietnes sciencedirect.com.
6. Takahashi, L. un Takahashi, K. (2018). Alumīnija fosfīda nanocaurules elektroniskās struktūras noregulēšana, izmantojot Lattice ģeometrijas konfigurāciju. ACS Appl. Nano Mater. 2018, 1, 501–504. Atgūts no pubs.acs.org.
7. Gupta, PK (2016). Pesticīdu (agroķīmisko vielu) toksiskā iedarbība. Alumīnija fosfīds. Toksikoloģijas pamatos. Atgūts no vietnes sciencedirect.com.