ALUMÍNIUM-FOSZFID (AIP): SZERKEZET, TULAJDONSÁGOK, FELHASZNÁLÁSOK, KOCKÁZATOK - KÉMIA - 2026

Az alumínium-foszfid egy szervetlen vegyület, amely alumínium atomból (A) és foszfor atomból (P) áll. Kémiai képlete AlP. Szilárd sötétszürke vagy, ha nagyon tiszta, sárga. Rendkívül mérgező vegyület az élőlények számára.

Az alumínium-foszfid a nedvességgel reagálva foszfint vagy foszfánt képez, a PH _3-ot, amely mérgező gáz. Ezért az AlP nem érintkezhet vízzel. Erõsen reagál savakkal és lúgos oldatokkal.

Alumínium-foszfid. همان. Forrás: Wikimedia Commons.

A múltban olyan kártevők, mint rovarok és rágcsálók eltávolítására használták olyan helyeken, ahol gabonaféléket és más mezőgazdasági termékeket tároltak. Nagy veszélye miatt azonban a világ legtöbb országában betiltották.

Jelenleg annak hasznosságát az elektronika területén elméletileg vizsgálják olyan számítógépek segítségével, amelyek kiszámítják a félvezető AlP nanocsövek megszerzésének lehetőségét, azaz rendkívül kicsi csöveket, amelyek csak bizonyos körülmények között képesek áramot továbbítani.

Az alumínium-foszfid nagyon veszélyes vegyület, biztonsági felszerelésekkel, például kesztyűkkel, szemüvegekkel, légzőkészülékekkel és védőruházattal kell kezelni.

Szerkezet

Az AlP alumínium-foszfidot az Al-alumínium-atom és a P foszfor-atom egyesítése képezi. A kettő közötti kötés kovalens és hármas, tehát nagyon erős.

Az AlP alumínium oxidációs állapota +3, a foszfor valenciája -3.

Az alumínium-foszfid szerkezete, ahol megfigyelhető az alumínium (Al) és a foszfor (P) atomok közötti hármas kötés. Claudio Pistilli. Forrás: Wikimedia Commons.

Elnevezéstan

- Alumínium-foszfid

Tulajdonságok

Fizikai állapot

Sötét szürke vagy sötét sárga vagy zöld kristályos szilárd anyag. Kockás kristályok.

Molekuláris tömeg

57,9553 g / mol

Olvadáspont

2550 ºC

Sűrűség

2,40 g / cm ³ 25 ° C-on

Oldhatóság

Vízben bomlik.

Kémiai tulajdonságok

Nedvességgel reagál, így foszfint vagy foszfánt PH ₃ képez, amely gyúlékony és mérgező vegyület. A foszfin vagy foszfán levegővel érintkezve spontán meggyullad, kivéve, ha felesleges víz van jelen.

Az alumínium-foszfid és a víz reakciója a következő:

Alumínium-foszfid + víz → alumínium-hidroxid + foszfin

AlP + 3 H ₂ O → Al (OH) ₃ + PH ₃ ↑

A kereskedelmi kiszerelésekben alumínium-karbonát Al ₂ (CO ₃) _{3 van,} hogy megakadályozzák a foszfin öngyulladását, amely akkor fordul elő, ha az AlP érintkezésbe kerül a levegő nedvességével.

Az AlP száraz állapotban stabil. Hevesen reagál savakkal és lúgos oldatokkal.

Az AlP alumínium-foszfid 1000 ° C-os hőmérsékleten nem olvad, fenséges vagy termikusan nem bomlik. Még ezen a hőmérsékleten is nagyon alacsony a gőznyomása, vagyis nem párolog el ezen a hőmérsékleten.

Bomlásig hevítve mérgező foszfor-oxidokat bocsát ki. Fémekkel érintkezve az általa kibocsátott gyúlékony hidrogén gázokat H ₂.

Egyéb tulajdonságok

Amikor tiszta, sárgás színű, ha a készítmény reakciókeverékével elegyítik, akkor ez szürkétől feketéig változik.

Alacsony illékonysága kizárja bármilyen szagát, így a fokhagyma illata, amelyet néha kibocsát, a PH ₃ foszfinnak köszönhető, amely a nedvesség jelenlétében képződik.

beszerzése

Az alumínium-foszfid előállítható a porított alumínium-fém (Al) és a vörös foszfor-elem (P) keverékének melegítésével.

A foszfor (P) oxigénhez (O ₂) és az alumíniumhoz (Al) az oxigénhez és nitrogénhez (N ₂) való affinitása miatt a reakciót ezen gázoktól mentes légkörben kell végrehajtani, például atmoszférában. hidrogén (H ₂) vagy földgáz.

A reakciót úgy indítjuk, hogy a keverék egy részét gyorsan melegítjük, amíg a reakció meg nem kezdődik, amely exoterm (a reakció során hő képződik). Ettől a pillanattól kezdve a reakció gyorsan folytatódik.

Alumínium + foszfor → alumínium-foszfid

4 Al + P ₄ → 4 AlP

Alkalmazások

Kártevők megszüntetésekor (megszűnt használat)

Az alumínium-foszfidot a múltban rovarirtóként és rágcsálóként használták. Noha toxikológiai jelleggel tiltották, a világ egyes részein még mindig használják.

Zárt térben történő füstöléshez használják, ahol feldolgozott vagy feldolgozatlan mezőgazdasági élelmiszeripari termékek (például gabonafélék), állati takarmányok és nem élelmiszeripari termékek találhatók.

A cél az olyan rovarok és rágcsálók elleni védekezés, amelyek megtámadják a tárolt tárgyakat, akár ehetők, akár nem.

Lehetővé teszi a rágcsálók és rovarok ellenőrzését nem háztartási, mezőgazdasági vagy nem mezőgazdasági területeken, szabadban permetezve, barlangjaikba és fészkeikbe, hogy megakadályozzák őket bizonyos betegségek átterjesztésében.

A patkányok és egerek kártevők, amelyek megtámadják a gabona tárolóhelyét. Néhány évvel ezelőtt harcoltak alumínium-foszfiddal. Szerző: Andreas N. Forrás: Pixabay.

A rágcsálókat úgy kontrolláltuk, hogy alumínium-foszfidot helyeztek el urájukba. Szerző: Foto-Rabe. Forrás: Pixabay.

Használatának formája az AlP levegőnek vagy nedvességnek való kitettsége, mivel a foszfin vagy a foszfán PH _{3 felszabadul,} ami a károsítók számos szervének károsodását okozza.

A rovarokat AlP alumínium-foszfiddal is megölték. Szerző: Michael Podger. Forrás: Unsplash.

Más alkalmazásokban

Az AlP alumínium-foszfidot a foszfin vagy a PH ₃ foszfán forrásaként használják, és félvezető kutatásban használják.

Foszfán vagy foszfin PH ₃, vegyület, amely akkor képződik, amikor az alumínium-foszfid ALP érintkezik a vízzel. NEUROtiker. Forrás: Wikimedia Commons.

Az AlP nanocsövek elméleti vizsgálata

Elméleti vizsgálatokat végeztek az alumínium-foszfid AlP nanocsövek kialakulásáról. A nanocsövek nagyon kicsi és nagyon vékony hengerek, amelyek csak elektronmikroszkóppal láthatók.

AlP nanocsövek bórral

A számítási számítások segítségével elvégzett elméleti tanulmányok azt mutatják, hogy az AlP nanocsövekhez hozzáadható szennyeződések megváltoztathatják ezek elméleti tulajdonságait.

Például a becslések szerint a bór (B) atomok hozzáadása az AlP nanocsövekhez p-típusú félvezetőkké válhat. A félvezető olyan anyag, amely villamosenergia-vezetőként vagy szigetelőként viselkedik attól függően, hogy milyen elektromos mezőt vesz ki.

És egy p-típusú félvezető akkor van, amikor szennyeződéseket adnak az anyaghoz, ebben az esetben az AlP a kiindulási anyag, és a bór-atomok lennének a szennyeződések. A félvezetők hasznosak elektronikai alkalmazásokban.

AlP nanocsövek megváltozott szerkezettel

Egyes tudósok számításokat végeztek annak meghatározására, hogy az AlP nanocsövek kristályrácsos szerkezete hatszögletűről oktaéderre változik-e.

Megállapították, hogy a kristályrács szerkezetének manipulációja felhasználható az AlP nanocsövek vezetőképességének és reaktivitásának beállítására, és megtervezhetővé teszi azokat az elektronikai és optikai alkalmazásokhoz.

kockázatok

Alumínium-foszfiddal való érintkezés irritálja a bőrt, a szemét és a nyálkahártyákat. Lenyelve vagy belélegezve mérgező. A bőrön keresztül felszívódhat mérgező hatásokkal.

Ha az AlP vízzel érintkezik, akkor reakcióba lép és foszfint vagy foszfánt képez a PH _3, amely rendkívül tűzveszélyes, mivel a levegővel érintkezve meggyullad. Ezért felrobbanhat. Ezenkívül a foszfin emberek és állatok halálát okozza.

Mivel az alumínium-foszfid olcsó peszticid, annak használata az emberek mérgezésének általános oka, és magas a halálozási arány.

Az alumínium-foszid rendkívül veszélyes. Szerző: OpenClipart-Vectors. Forrás: Pixabay.

Reakcióba lép a páratartalom a nyálkahártyák és a sósav HCI a gyomorban, alkotó nagyon mérgező foszfán gáz PH ₃. Ezért belégzéssel és lenyeléssel a testben foszfin képződik, halálos kimenetelű hatásokkal jár.

Lenyelése néhány órán belül a gyomor-bél traktus vérzését, kardiovaszkuláris összeomlást, neuropszichiátriai rendellenességeket, légzési és veseelégtelenséget okoz.

Az AlP nagyon mérgező minden szárazföldi és víziállat számára.

Irodalom

1. Az Egyesült Államok Nemzeti Orvostudományi Könyvtára. (2019). Alumínium-foszfid. Helyreállítva a pubchem.ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
2. Sjögren, B. et al. (2007). Alumínium. Egyéb alumíniumvegyületek. A fémek toxikológiájáról szóló kézikönyv (harmadik kiadás). Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
3. Gupta, RC és Crissman, JW (2013). Biztonsági értékelés, beleértve a toxikológiai patológia jelenlegi és felmerülő kérdéseit. Emberi kockázat. Haschek és Rousseaux Toxikológiai Patológia Kézikönyvében (harmadik kiadás). Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
4. White, WE és Bushey, AH (1944). Alumínium-foszid - előkészítés és összetétel. Az American Chemical Society Journal, 1944, 66, 10, 1666-1672. Helyreállítva a pubs.acs.org webhelyről.
5. Mirzaei, Maryam és Mirzaei, Mahmoud. (2011). A bór-adalékolt alumínium-foszfid nanocsövek elméleti vizsgálata. Számítási és Elméleti Kémia: 963 (2011) 294-297. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
6. Takahashi, L. és Takahashi, K. (2018). Az alumínium-foszfid nanocsövek elektronikus szerkezetének hangolása a rácsgeometria konfigurálásán keresztül. ACS Appl. Nano Mater. 2018, 1, 501-504. Helyreállítva a pubs.acs.org webhelyről.
7. Gupta, PK (2016). A peszticidek (agrokémiai anyagok) mérgező hatásai. Alumínium-foszid. A toxikológia alapjaiban. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.