FOSFORĂ DE ALUMINIU (MENȚIUNI): STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI, UTILIZĂRI, RISCURI - CHIMIE - 2025

Fosfură de aluminiu este un compus anorganic constând dintr - un atom de aluminiu (A) și un atom de fosfor (P). Formula sa chimică este AlP. Este un gri închis solid sau, dacă este foarte pur, galben. Este un compus extrem de toxic pentru ființele vii.

Fosfura de aluminiu reacționează cu umiditatea pentru a forma fosfina sau fosfatul PH ₃ , care este un gaz otrăvitor. Din acest motiv, AlP nu trebuie să intre în contact cu apa. Reacționează puternic cu acizi și soluții alcaline.

Fosforă de aluminiu. همان. Sursa: Wikimedia Commons.

Acesta a fost folosit în trecut pentru eliminarea dăunătorilor, cum ar fi insectele și rozătoarele, în locuri în care au fost depozitate boabe de cereale și alte produse agricole. Cu toate acestea, din cauza pericolului său ridicat, a fost interzis în majoritatea țărilor lumii.

În prezent, utilitatea sa în zona electronică este cercetată teoretic folosind calculatoare care calculează posibilitatea obținerii nanotuburilor AlP semiconductoare, adică tuburi extrem de mici care pot transmite electricitate doar în anumite condiții.

Fosfura de aluminiu este un compus foarte periculos, trebuie manipulată cu echipamente de siguranță, cum ar fi mănuși, pahare, respiratori și îmbrăcăminte de protecție.

Structura

Fosfera de aluminiu AlP este formată prin unirea unui atom de aluminiu Al și a unui atom de fosfor P. Legătura dintre ambele este covalentă și triplă, prin urmare este foarte puternică.

Aluminiul din AlP are o stare de oxidare de +3, iar fosforul are o valență de -3.

Structura fosfurii de aluminiu unde se poate observa legătura triplă dintre atomii de aluminiu (Al) și fosfor (P). Claudio Pistilli. Sursa: Wikimedia Commons.

Nomenclatură

- Fosforă de aluminiu

Proprietăți

Stare fizică

Solid de culoare gri închis sau galben închis sau verde verde. Cristale cubice.

Greutate moleculară

57,9553 g / mol

Punct de topire

2550 ºC

Densitate

2,40 g / cm ³ la 25 ° C

Solubilitate

Se descompune în apă.

Proprietăți chimice

Reacționează cu umiditate pentru a da fosfină sau fosfat PH _3, care este un compus inflamabil și otrăvitor. Fosfina sau fosfatul se aprind spontan la contactul cu aerul, cu excepția cazului în care există un exces de apă.

Reacția fosfurii de aluminiu cu apa este următoarea:

Fosxid de aluminiu + apă → Hidroxid de aluminiu + fosfină

AlP + 3 H ₂ O → Al (OH) ₃ + PH ₃ ↑

Prezentările comerciale au carbonat de aluminiu Al ₂ (CO ₃ ) ₃ pentru a preveni autoignizarea fosfinei care apare atunci când AlP intră în contact cu umiditatea din aer.

AlP este stabil când este uscat. Reacționează violent cu acizi și soluții alcaline.

Fosfera de aluminiu AlP nu se topește, sublimează sau se descompun termic la temperaturi de până la 1000 ° C. Chiar și la această temperatură presiunea de vapori este foarte scăzută, adică nu se evaporă la temperatura respectivă.

Când este încălzit până la descompunere, acesta emite oxizi de fosfor toxici. În contact cu metalele, se poate emite gaze inflamabile hidrogen H ₂ .

Alte proprietăți

Când este pur, prezintă o colorare gălbui, când este amestecat cu reziduurile reacției de preparare, prezintă o culoare de la gri la negru.

Volatilitatea sa scăzută exclude faptul că are orice miros, astfel că mirosul de usturoi pe care îl emite uneori se datorează fosfinei PH ₃ care se formează în prezența umidității.

Obținerea

Fosfura de aluminiu poate fi obținută prin încălzirea unui amestec de metal sub formă de aluminiu pudră (Al) și element fosfor roșu (P).

Datorită afinității fosforului (P) pentru oxigen (O ₂ ) și a aluminiului (Al) pentru oxigen și azot (N ₂ ), reacția trebuie să se desfășoare într-o atmosferă lipsită de aceste gaze, precum o atmosferă hidrogen (H ₂ ) sau gaze naturale.

Reacția este pornită prin încălzirea rapidă a unei zone a amestecului până la începerea reacției, care este exotermică (căldura este produsă în timpul reacției). Din acel moment reacția se desfășoară rapid.

Aluminiu + fosfor → fosfură de aluminiu

4 Al + P ₄ → 4 AlP

Aplicații

În eliminarea dăunătorilor (întrerupere)

Fosfida de aluminiu era folosită în trecut ca insecticid și ca ucigaș pentru rozătoare. Cu toate acestea, deși a fost interzisă pentru toxicitatea sa, este încă utilizat în unele părți ale lumii.

Este utilizat pentru fumigarea în spații limitate unde se găsesc produse alimentare prelucrate sau neprocesate (cum ar fi cerealele), hrana animalelor și produsele nealimentare.

Scopul este de a controla insectele și rozătoarele care atacă obiectele depozitate, indiferent dacă sunt comestibile sau nu.

Permite controlul rozătoarelor și insectelor din zonele non-domestice, agricole sau neagricole, pulverizarea în aer liber sau în cremele și cuiburile lor pentru a preveni transmiterea anumitor boli.

Șobolanii și șoarecii sunt dăunători care atacă locurile de depozitare a cerealelor. Cu câțiva ani în urmă, au fost luptați cu fosfura de aluminiu. Autor: Andreas N. Sursa: Pixabay.

Rozătoarele au fost controlate prin plasarea fosfurii de aluminiu în cremele lor. Autor: Foto-Rabe. Sursa: Pixabay.

Forma sa de utilizare constă în expunerea AlP la aer sau umiditate, deoarece _{se eliberează} fosfină sau fosfat PH _3, ceea ce dăunează multor organe ale dăunătorului care trebuie eliminate.

Insectele au fost de asemenea ucise cu fosfură de aluminiu AlP. Autor: Michael Podger. Sursa: Unsplash.

În alte aplicații

Fosfera de aluminiu AlP este utilizată ca sursă de fosfină sau fosfat PH ₃ și este utilizată în cercetarea semiconductorilor.

Fosfanul sau fosfina PH ₃ , un compus care se formează atunci când fosfura de aluminiu AlP intră în contact cu apa. NEUROtiker. Sursa: Wikimedia Commons.

Investigarea teoretică a nanotuburilor AlP

Au fost efectuate studii teoretice privind formarea nanotuburilor de fosfat de aluminiu AlP. Nanotuburile sunt cilindri foarte mici și foarte subțiri care pot fi vizibili doar cu un microscop electronic.

Nanotuburi AlP cu bor

Studiile teoretice efectuate prin calcule de calcul arată că impuritățile care ar putea fi adăugate la nanotuburile AlP ar putea modifica proprietățile teoretice ale acestora.

De exemplu, se estimează că adăugarea de atomi de bor (B) la nanotuburile AlP ar putea să le transforme în semiconductori de tip p. Un semiconductor este un material care se comportă ca un conductor de electricitate sau ca un izolator în funcție de câmpul electric la care este supus.

Și un semiconductor de tip p este atunci când se adaugă impurități la material, în acest caz, AlP este materialul de pornire, iar atomii de bor ar fi impuritățile. Semiconductorii sunt utili pentru aplicațiile electronice.

Nanotuburi AlP cu structură modificată

Unii oameni de știință au efectuat calcule pentru a determina efectul schimbării structurii de grilă de cristal a nanotuburilor AlP de la hexagonal la octaedric.

Ei au descoperit că manipularea structurii de zăbrele de cristal ar putea fi utilizată pentru a regla conductivitatea și reactivitatea nanotuburilor AlP și a le proiecta pentru a fi utile pentru aplicațiile electronice și optice.

riscuri

Contactul cu fosfura de aluminiu poate irita pielea, ochii și mucoasele. Dacă este înghițit sau inhalat, este toxic. Poate fi absorbit prin piele cu efecte toxice.

Dacă AlP intră în contact cu apa, reacționează și formează fosfină sau fosfat PH _3, care este extrem de inflamabil, deoarece se aprinde în contact cu aerul. De aici poate exploda. Mai mult, fosfina provoacă moartea oamenilor și animalelor.

Deoarece fosfura de aluminiu este un pesticid ieftin, utilizarea sa este o cauză comună a otrăvirii la oameni și are o rată mare de mortalitate.

Fosfura de aluminiu este extrem de periculoasă. Autor: OpenClipart-Vectors. Sursa: Pixabay.

Reacționează cu umiditatea mucoaselor și cu acidul clorhidric HCl din stomac, formând gazul fosfat foarte toxic PH ₃ . Prin urmare, prin inhalare și prin ingestie, în corp se formează fosfină, cu efecte fatale.

Ingestia sa provoacă sângerare ale tractului gastrointestinal, colaps cardiovascular, tulburări neuropsihiatrice, insuficiență respiratorie și renală în câteva ore.

AlP este foarte toxic pentru toate animalele terestre și acvatice.

Referințe

1. Biblioteca Națională de Medicină din SUA. (2019). Fosforă de aluminiu. Recuperat din pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Sjögren, B. și colab. (2007). Aluminiu. Alți compuși din aluminiu. În Manualul privind toxicologia metalelor (ediția a treia). Recuperat de la sciencedirect.com.
3. Gupta, RC și Crissman, JW (2013). Evaluarea siguranței incluzând aspecte actuale și emergente în patologia toxicologiei. Risc uman. În Haschek and Rousseaux's Handbook of Toxicology Pathology (Ediția a treia). Recuperat de la sciencedirect.com.
4. White, WE and Bushey, AH (1944). Fosxid de aluminiu - Pregătire și compoziție. Journal of The American Chemical Society 1944, 66, 10, 1666-1672. Recuperat din pubs.acs.org.
5. Mirzaei, Maryam și Mirzaei, Mahmoud. (2011). Un studiu teoretic asupra nanotuburilor fosfurii de aluminiu dopate cu bor. Chimie computațională și teoretică 963 (2011) 294-297. Recuperat de la sciencedirect.com.
6. Takahashi, L. și Takahashi, K. (2018). Reglarea structurii electronice a unui nanotub de fosfură de aluminiu prin configurarea geometriei zăcământului. ACS Appl. Nano Mater. 2018, 1, 501-504. Recuperat din pubs.acs.org.
7. Gupta, PK (2016). Efecte toxice ale pesticidelor (agrochimice). Fosforă de aluminiu. În Bazele Toxicologiei. Recuperat de la sciencedirect.com.