FOSFÁT HLINITÝ (AIP): STRUKTURA, VLASTNOSTI, POUŽITÍ, RIZIKA - CHEMIE - 2025

Fosfid hlinitý je anorganická sloučenina skládající se z atomu hliníku (A je) a atom fosforu (P). Jeho chemický vzorec je AlP. Je to pevná tmavě šedá nebo, je-li velmi čistá, žlutá. Je to velmi toxická sloučenina pro živé bytosti.

Fosfid hlinitý reaguje s vlhkostí za vzniku fosfinu nebo fosfan PH ₃, což je jedovatý plyn. Z tohoto důvodu nesmí AlP přijít do styku s vodou. Silně reaguje s kyselinami a alkalickými roztoky.

Fosfát hlinitý..مان. Zdroj: Wikimedia Commons.

V minulosti se používalo k odstranění škůdců, jako je hmyz a hlodavci, na místech, kde se skladovala obilná zrna a jiné zemědělské produkty. Vzhledem k vysokému nebezpečí byl však ve většině zemí světa zakázán.

V současné době je jeho užitečnost v oblasti elektroniky teoreticky zkoumána pomocí počítačů, které vypočítávají možnost získání polovodičových AlP nanotrubic, tj. Extrémně malých trubic, které mohou přenášet elektřinu pouze za určitých podmínek.

Fosforečnan hlinitý je velmi nebezpečná směs, musí se s ním zacházet s bezpečnostními zařízeními, jako jsou rukavice, brýle, respirátory a ochranný oděv.

Struktura

Fosfát hlinitý AlP je tvořen spojením atomu hliníku Al a atomu fosforu P. Vazba mezi oběma je kovalentní a trojitá, proto je velmi silná.

Hliník v AlP má oxidační stav +3 a fosfor má valenci -3.

Struktura fosfidu hlinitého, kde lze pozorovat trojnou vazbu mezi atomy hliníku (Al) a fosforu (P). Claudio Pistilli. Zdroj: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

- Fosfát hlinitý

Vlastnosti

Fyzický stav

Tmavě šedá nebo tmavě žlutá nebo zelená krystalická pevná látka. Krychlové krystaly.

Molekulární váha

57,9553 g / mol

Bod tání

2550 ° C

Hustota

2,40 g / cm ³ při 25 ° C

Rozpustnost

Rozkládá se ve vodě.

Chemické vlastnosti

Reaguje s vlhkostí, čímž se získá fosfinovou nebo fosfan PH ₃, který je hořlavý a jedovaté sloučeniny. Fosfin nebo fosfan se při kontaktu se vzduchem spontánně vznítí, s výjimkou případů, kdy je přítomna nadbytek vody.

Reakce fosfidu hlinitého s vodou je následující:

Fosfát hlinitý + voda → Hydroxid hlinitý + fosfin

ALP + 3 H ₂ O → AI (OH) ₃ + PH ₃ ↑

Komerční prezentace mají hliníkové uhličitan Al ₂ (CO ₃) ₃, aby se zabránilo samovznícení fosfinu, který nastane při ALP přijde do styku s vlhkostí ve vzduchu.

AlP je stabilní, když je suchý. Prudce reaguje s kyselinami a alkalickými roztoky.

Fosforečnan hlinitý AlP se neroztavuje, nesublimuje ani tepelně nerozkládá při teplotách až 1000 ° C. I při této teplotě je tlak par velmi nízký, to znamená, že se při této teplotě neodpaří.

Při zahřátí do rozkladu se uvolňují toxické oxidy fosforu. Při styku s kovy, může se vyvíjejí hořlavé plyny vodíku H ₂.

Další vlastnosti

Když je čistý, vykazuje nažloutlé zabarvení, když je smíchán se zbytky reakční reakce, představuje barvu od šedé do černé.

Jeho nízká těkavost vylučuje, že má jakýkoli zápach, takže česnekový zápach, který někdy vydává, je způsoben fosfinem PH _3, který se vytváří v přítomnosti vlhkosti.

Získání

Fosfid hlinitý lze získat zahřátím směsi práškového hliníkového kovu (Al) a červeného fosforového prvku (P).

Vzhledem k afinitě fosforu (P) pro kyslík (O ₂), a že z hliníku (Al) pro kyslík a dusík (N ₂), musí se reakce provádí v atmosféře bez těchto plynů, jako je například atmosféra atom vodíku (H ₂), nebo zemní plyn.

Reakce se zahajuje rychlým zahříváním zóny směsi až do zahájení reakce, která je exotermická (během reakce se produkuje teplo). Od této chvíle reakce probíhá rychle.

Hliník + fosfor → fosforečnan hlinitý

4 Al + P ₄ → 4 AlP

Aplikace

Při likvidaci škůdců (přerušené používání)

Fosforečnan hlinitý byl v minulosti používán jako insekticid a jako zabiják hlodavců. Přestože byl pro svou toxicitu zakázán, stále se používá v některých částech světa.

Používá se pro fumigaci ve stísněných prostorách, kde se nacházejí zpracované nebo nezpracované zemědělské potravinářské výrobky (např. Obiloviny), krmiva pro zvířata a nepotravinářské výrobky.

Cílem je ovládat hmyz a hlodavce, kteří útočí na uložené předměty, ať už jsou jedlé nebo ne.

Umožňuje ovládat hlodavce a hmyz v jiných než domácích, zemědělských nebo nezemědělských oblastech, stříkat venku nebo v jejich nory a hnízda, aby jim zabránil v přenosu určitých chorob.

Krysy a myši jsou škůdci, kteří útočí na skladovací místa obilovin. Před několika lety bojovali s fosfidem hlinitým. Autor: Andreas N. Zdroj: Pixabay.

Hlodavci byli kontrolováni umístěním fosforečnanu hlinitého do jejich nory. Autor: Foto-Rabe. Zdroj: Pixabay.

Jeho forma použití spočívá v vystavení AlP vzduchu nebo vlhkosti, protože _{se uvolňuje} fosfin nebo fosfan PH _3, což poškozuje mnoho orgánů škodlivého organismu, které mají být odstraněny.

Hmyz byl také usmrcen AlP fosfidem hlinitým. Autor: Michael Podger. Zdroj: Unsplash.

V jiných aplikacích

Fosfid hlinitý ALP se používá jako zdroj fosfinového nebo fosfan PH ₃ a je používán v polovodičovém výzkumu.

Fosfan nebo fosfin PH ₃, sloučenina, která se vytváří, když fosforečnan hlinitý AlP přichází do styku s vodou. NEUROtiker. Zdroj: Wikimedia Commons.

Teoretické zkoumání nanočástic AlP

Byly provedeny teoretické studie o tvorbě nanotrubic AlP fosfidu hlinitého. Nanotrubičky jsou velmi malé a velmi tenké válce, které lze vidět pouze elektronovým mikroskopem.

AlP nanotrubice s bórem

Teoretické studie provedené pomocí výpočtů ukazují, že nečistoty, které by mohly být přidány do nanotrubic AlP, by mohly změnit jejich teoretické vlastnosti.

Například se odhaduje, že přidání atomů boru (B) k AlP nanotrubic by je mohlo proměnit v polovodiče typu p. Polovodič je materiál, který se chová jako vodič elektřiny nebo jako izolátor v závislosti na elektrickém poli, kterému je vystaven.

A polovodič typu p je, když jsou do materiálu přidány nečistoty, v tomto případě AlP je výchozí materiál a atomy boru by byly nečistoty. Polovodiče jsou užitečné pro elektronické aplikace.

AlP nanotrubice se změněnou strukturou

Někteří vědci provedli výpočty, aby určili účinek změny struktury krystalové mřížky AlP nanotrubic z hexagonálních na osmihvězdí.

Zjistili, že manipulaci s krystalovou mřížkovou strukturou lze použít k úpravě vodivosti a reaktivity nanočástic AlP a jejich navržení tak, aby byly užitečné pro aplikace v elektronice a optice.

Rizika

Kontakt s fosforečnanem hlinitým může dráždit kůži, oči a sliznice. Při požití nebo vdechnutí je toxický. Může být vstřebáván kůží s toxickými účinky.

Pokud AlP přijde do styku s vodou, reaguje a vytváří fosfin nebo fosfan PH _3, což je extrémně hořlavé, protože se při kontaktu se vzduchem vznítí. Proto může explodovat. Kromě toho fosfin způsobuje smrt lidí a zvířat.

Protože fosfid hlinitý je levný pesticid, jeho použití je běžnou příčinou otravy u lidí a má vysokou úmrtnost.

Fosfid hlinitý je velmi nebezpečný. Autor: OpenClipart-Vectors. Zdroj: Pixabay.

Reaguje s vlhkostí sliznic a kyselinou chlorovodíkovou v žaludku a vytváří velmi toxický fosfanový plyn PH ₃. Vdechováním a požitím se tedy v těle vytváří fosfin, který má fatální účinky.

Jeho požití způsobuje krvácení gastrointestinálního traktu, kardiovaskulární kolaps, neuropsychiatrické poruchy, respirační a renální selhání během několika hodin.

AlP je velmi toxický pro všechna suchozemská a vodní zvířata.

Reference

1. Americká národní lékařská knihovna. (2019). Fosfát hlinitý. Obnoveno z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Sjögren, B. a kol. (2007). Hliník. Ostatní sloučeniny hliníku. V Příručce o toxikologii kovů (3. vydání). Obnoveno z sciposedirect.com.
3. Gupta, RC a Crissman, JW (2013). Posouzení bezpečnosti včetně aktuálních a vznikajících problémů v toxikologické patologii. Lidské riziko. V Haschek a Rousseaux je Příručka toxikologické patologie (3. vydání). Obnoveno z sciposedirect.com.
4. White, WE a Bushey, AH (1944). Fosfid hlinitý - příprava a složení. Journal of The American Chemical Society 1944, 66, 10, 1666-1672. Obnoveno z pubs.acs.org.
5. Mirzaei, Maryam a Mirzaei, Mahmoud. (2011). Teoretická studie nanotrubic dopovaných boridem hliníku. Výpočetní a teoretická chemie 963 (2011) 294-297. Obnoveno z sciposedirect.com.
6. Takahashi, L. a Takahashi, K. (2018). Ladění elektronické struktury nanotrubice z hliníkového fosfidu pomocí konfigurace mřížkové geometrie. ACS Appl. Nano Mater. 2018, 1, 501-504. Obnoveno z pubs.acs.org.
7. Gupta, PK (2016). Toxické účinky pesticidů (agrochemikálie). Fosfid hlinitý. V základech toxikologie. Obnoveno z webu sciusalirect.com.