ALUMINIUMPHOSPHID (AIP): STRUKTUR, EGENSKABER, ANVENDELSER, RISICI - KEMI - 2025

Den aluminiumphosphid er en uorganisk forbindelse, der består af et aluminiumatom (A'er) og et phosphoratom (P). Dens kemiske formel er AlP. Det er en solid mørkegrå eller, hvis meget ren, gul. Det er en ekstremt giftig forbindelse til levende væsener.

Aluminiumphosphid reagerer med fugtighed og danner phosphin eller phosphan PH ₃, som er en giftig gas. Af denne grund må AlP ikke komme i kontakt med vand. Reagerer stærkt med syrer og alkaliske opløsninger.

Aluminiumphosphid. همان. Kilde: Wikimedia Commons.

Det blev tidligere brugt til at eliminere skadedyr som insekter og gnavere på steder, hvor kornkorn og andre landbrugsprodukter blev opbevaret. På grund af sin store fare er det imidlertid forbudt i de fleste lande i verden.

I øjeblikket undersøges dens anvendelighed inden for elektronikområdet ved hjælp af computere, der beregner muligheden for at få halvleder AlP-nanorør, det vil sige ekstremt små rør, der kun kan transmittere elektricitet under visse betingelser.

Aluminiumphosphid er en meget farlig forbindelse, det skal håndteres med sikkerhedsværktøjer som handsker, briller, åndedrætsværn og beskyttelsesbeklædning.

Struktur

Aluminiumphosphid AlP dannes ved forening af et aluminiumatom Al og et fosforatom P. Bindingen mellem begge er kovalent og tredobbelt, derfor er den meget stærk.

Aluminium i AlP har en oxidationstilstand på +3 og fosfor har en valens på -3.

Struktur af aluminiumfosfid, hvor tredobbeltbinding mellem aluminium (Al) og fosfor (P) atomer kan observeres. Claudio Pistilli. Kilde: Wikimedia Commons.

nomenklatur

- Aluminiumphosphid

Ejendomme

Fysisk tilstand

Mørkegrå eller mørkegul eller grøn krystallinsk fast stof. Kubiske krystaller.

Molekylær vægt

57,9553 g / mol

Smeltepunkt

2550 ºC

Massefylde

2,40 g / cm ³ ved 25 ° C

Opløselighed

Det nedbrydes i vand.

Kemiske egenskaber

Reagerer med fugtighed for at give phosphin eller phosphan PH _3, som er en brandfarlig og giftig forbindelse. Phosphin eller phosphan antændes spontant ved kontakt med luft, undtagen hvis der er overskydende vand.

Reaktionen af ​​aluminiumphosphid med vand er som følger:

Aluminiumphosphid + vand → Aluminiumhydroxid + Phosphine

ALP + 3 H ₂ O → AI (OH) ₃ + PH ₃ ↑

De kommercielle præsentationer har aluminiumcarbonat Al ₂ (CO ₃) _{3 for} at forhindre autoangivelse af phosphin, der opstår, når AlP kommer i kontakt med fugt i luften.

AlP er stabil, når det er tørt. Reagerer voldsomt med syrer og alkaliske opløsninger.

Aluminiumphosphid AlP smelter, sublimt eller termisk nedbrydes ved temperaturer op til 1000 ° C. Selv ved denne temperatur er dens damptryk meget lavt, det vil sige, at det ikke fordamper ved den temperatur.

Når den opvarmes til nedbrydning, udsender den giftige fosforoxider. I kontakt med metaller, kan den udsende brandfarlige hydrogengasser H ₂.

Andre egenskaber

Når den er ren, viser den en gullig farve, når den blandes med rester af præparationsreaktionen, giver den en farve fra grå til sort.

Dens lave flygtighed udelukker, at den har nogen lugt, så hvidløgsluften, som den undertiden udsender, skyldes fosfinen PH ₃, der dannes i nærvær af fugtighed.

Indhentning

Aluminiumphosphid kan opnås ved opvarmning af en blanding af pulveriseret aluminiummetal (Al) og rødt fosforelement (P).

På grund af affiniteten af fosfor (P) for oxygen (O ₂), og at af aluminium (AI) for oxygen og nitrogen (N ₂), skal omsætningen udføres i en atmosfære fri for disse gasser, såsom en atmosfære hydrogen (H ₂) eller naturgas.

Reaktionen startes ved hurtig opvarmning af en zone af blandingen, indtil reaktionen starter, som er eksoterm (varme frembringes under reaktionen). Fra det øjeblik fortsætter reaktionen hurtigt.

Aluminium + fosfor → Aluminiumphosphid

4 Al + P ₄ → 4 AlP

Applikationer

Ved skadedyrsbekæmpelse (ophørt brug)

Aluminiumphosphid blev tidligere brugt som et insekticid og som en gnaveremorder. Selvom det er blevet forbudt for dets toksicitet, bruges det dog stadig i nogle dele af verden.

Det bruges til fumigation i trange rum, hvor der findes forarbejdede eller ubearbejdede landbrugsprodukter (såsom korn), dyrefoder og ikke-fødevarer.

Målet er at kontrollere insekter og gnavere, der angriber lagrede genstande, hvad enten de er spiselige eller ikke.

Det gør det muligt at kontrollere gnavere og insekter i ikke-husholdnings-, landbrugs- eller ikke-landbrugsområder, sprøjtning udendørs eller i deres huler og reder for at forhindre dem i at overføre visse sygdomme.

Rotter og mus er skadedyr, der angriber opbevaringssteder for korn. For nogle år siden blev de bekæmpet med aluminiumfosfid. Forfatter: Andreas N. Kilde: Pixabay.

Gnavere blev kontrolleret ved at anbringe aluminiumfosfid i deres huler. Forfatter: Foto-Rabe. Kilde: Pixabay.

Dens brugsform består i at udsætte AlP for luft eller fugtighed, da _{der frigøres} phosphin eller phosphan PH _3, hvilket skader mange organer i skadedyret, der skal fjernes.

Insekterne blev også dræbt med AlP aluminiumphosphid. Forfatter: Michael Podger. Kilde: Unsplash.

I andre applikationer

Aluminiumphosphid AlP bruges som en kilde til phosphin eller phosphan PH ₃ og bruges til halvlederforskning.

Phosphan eller phosphin PH ₃, en forbindelse, der dannes, når aluminiumphosphid AlP kommer i kontakt med vand. NEUROtiker. Kilde: Wikimedia Commons.

Teoretisk undersøgelse af AlP-nanorør

Teoretiske undersøgelser er blevet udført på dannelse af aluminiumphosphid-AlP-nanorør. Nanorør er meget små og meget tynde cylindre, der kun kan ses med et elektronmikroskop.

AlP nanorør med bor

Teoretiske undersøgelser udført gennem beregningsberegninger viser, at urenhederne, der kunne tilføjes til AlP-nanorørene, kunne ændre deres teoretiske egenskaber.

For eksempel estimeres det, at tilføjelse af boratomer (B) -atomer til AlP-nanorør kan omdanne dem til p-type halvledere. En halvleder er et materiale, der opfører sig som en leder af elektricitet eller som en isolator afhængigt af det elektriske felt, som den udsættes for.

Og en halvleder af p-type er, når urenheder tilsættes materialet, i dette tilfælde er AlP udgangsmaterialet, og boratomerne ville være urenheder. Halvledere er nyttige til elektronikapplikationer.

AlP-nanorør med ændret struktur

Nogle forskere har udført beregninger for at bestemme virkningen af ​​at ændre krystalgitterstrukturen af ​​AlP nanorør fra hexagonal til oktaedralen.

De fandt, at manipulation af krystalgitterstrukturen kunne bruges til at justere ledningsevnen og reaktiviteten af ​​AlP-nanorør og designe dem til at være nyttige til elektronik- og optikapplikationer.

Risici

Kontakt med aluminiumphosphid kan irritere hud, øjne og slimhinder. Ved indtagelse eller indånding er det giftigt. Kan absorberes gennem huden med toksiske virkninger.

Hvis AlP kommer i kontakt med vand, reagerer det og danner phosphin eller phosphan PH _3, som er ekstremt brandfarligt, da det antændes i kontakt med luft. Derfor kan det eksplodere. Desuden forårsager fosfin døden af ​​mennesker og dyr.

Da aluminiumfosfid er et billigt pesticid, er brugen af ​​dem en almindelig årsag til forgiftning hos mennesker og har en høj dødelighed.

Aluminiumphosphid er ekstremt farligt. Forfatter: OpenClipart-Vectors. Kilde: Pixabay.

Det reagerer med luftfugtigheden i slimhinderne og med saltsyren HCl i maven og danner den meget giftige phosphangas PH ₃. Derfor dannes fosfin ved indånding og ved indtagelse i kroppen med fatale virkninger.

Dens indtagelse forårsager blødning i mave-tarmkanalen, hjerte-kar-kollaps, neuropsykiatriske lidelser, åndedræts- og nyresvigt inden for få timer.

AlP er meget giftig for alle landdyr og akvatiske dyr.

Referencer

1. US National Library of Medicine. (2019). Aluminiumphosphid. Gendannes fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Sjögren, B. et al. (2007). Aluminium. Andre aluminiumforbindelser. I håndbog om metoders toksikologi (Tredje udgave). Gendannes fra sciencedirect.com.
3. Gupta, RC og Crissman, JW (2013). Sikkerhedsvurdering inklusive aktuelle og nye problemer i toksikologi patologi. Menneskelig risiko. I Haschek og Rousseaux's Håndbog for toksikologisk patologi (Tredje udgave). Gendannes fra sciencedirect.com.
4. White, WE og Bushey, AH (1944). Aluminiumphosphid - tilberedning og sammensætning. Journal of The American Chemical Society 1944, 66, 10, 1666-1672. Gendannes fra pubs.acs.org.
5. Mirzaei, Maryam og Mirzaei, Mahmoud. (2011). En teoretisk undersøgelse af bor-dopede aluminiumfosfid nanorør. Computational and Theoretical Chemistry 963 (2011) 294-297. Gendannes fra sciencedirect.com.
6. Takahashi, L. og Takahashi, K. (2018). Indstilling af den elektroniske struktur af en aluminiumfosfidnanorør gennem konfiguration af gittergeometri. ACS Appl. Nano Mater. 2018, 1, 501-504. Gendannes fra pubs.acs.org.
7. Gupta, PK (2016). Giftige virkninger af pesticider (landbrugskemikalier). Aluminiumphosphid. I Fundamentals of Toxicology. Gendannes fra sciencedirect.com.