ALUMINIUM PHOSPHIDE (AIP): CẤU TRÚC, ĐẶC TÍNH, SỬ DỤNG, RỦI RO - HÓA HỌC - 2025

Các phosphide nhôm là một hợp chất vô cơ bao gồm một nguyên tử nhôm (A) và một nguyên tử phốt pho (P). Công thức hóa học của nó là AlP. Nó có màu xám đen đặc hoặc nếu rất tinh khiết là màu vàng. Nó là một hợp chất cực kỳ độc hại đối với chúng sinh.

Nhôm photphua phản ứng với hơi ẩm để tạo thành phosphine hoặc phosphane PH ₃ , là một loại khí độc. Vì lý do này, AlP không được tiếp xúc với nước. Phản ứng mạnh với axit và dung dịch kiềm.

Phốtphua nhôm. همان. Nguồn: Wikimedia Commons.

Trong quá khứ, nó được sử dụng để loại bỏ các loài gây hại như côn trùng và động vật gặm nhấm ở những nơi chứa hạt ngũ cốc và các sản phẩm nông nghiệp khác. Tuy nhiên, do tính nguy hiểm cao nên nó đã bị cấm ở hầu hết các nước trên thế giới.

Hiện tại, tính hữu dụng của nó trong lĩnh vực điện tử đang được nghiên cứu về mặt lý thuyết bằng cách sử dụng máy tính tính toán khả năng thu được các ống nano AlP bán dẫn, tức là các ống cực nhỏ chỉ có thể truyền điện trong những điều kiện nhất định.

Aluminium phosphide là một hợp chất rất nguy hiểm, nó phải được xử lý bằng các thiết bị an toàn như găng tay, kính, mặt nạ phòng độc và quần áo bảo hộ.

Kết cấu

AlP nhôm photphua được tạo thành bởi sự liên kết của một nguyên tử nhôm Al và một nguyên tử photpho P. Liên kết giữa cả hai là cộng hóa trị và ba, do đó nó rất bền.

Nhôm trong AlP có số oxi hóa +3 và photpho có hóa trị -3.

Cấu trúc của nhôm photphua nơi có thể quan sát được liên kết ba giữa các nguyên tử nhôm (Al) và photpho (P). Claudio Pistilli. Nguồn: Wikimedia Commons.

Danh pháp

- Nhôm photphua

Tính chất

Tình trạng thể chất

Chất rắn kết tinh màu xám đen hoặc vàng sẫm hoặc xanh lục. Tinh thể lập phương.

Trọng lượng phân tử

57,9553 g / mol

Độ nóng chảy

2550 ºC

Tỉ trọng

2,40 g / cm ³ ở 25 ° C

Độ hòa tan

Nó phân hủy trong nước.

Tính chất hóa học

Phản ứng với hơi ẩm để tạo ra phosphine hoặc phosphane PH ₃ , là một hợp chất dễ cháy và độc. Phosphine hoặc phosphane bốc cháy tự phát khi tiếp xúc với không khí, trừ trường hợp có nước dư.

Phản ứng của nhôm photphua với nước như sau:

Nhôm Phosphide + Nước → Nhôm Hydroxit + Phosphine

AlP + 3 H ₂ O → Al (OH) ₃ + PH ₃ ↑

Các bài thuyết trình thương mại có nhôm cacbonat Al ₂ (CO ₃ ) ₃ để ngăn chặn sự tự nhận của phosphine xảy ra khi AlP tiếp xúc với hơi ẩm trong không khí.

AlP ổn định khi khô. Phản ứng mạnh với axit và dung dịch kiềm.

Nhôm Phosphide AlP không nóng chảy, thăng hoa hoặc phân hủy nhiệt ở nhiệt độ cao đến 1000 ° C. Ngay cả ở nhiệt độ này áp suất hơi của nó rất thấp, tức là ở nhiệt độ đó nó không bay hơi.

Khi đun nóng để phân hủy nó phát ra các oxit photpho độc hại. Khi tiếp xúc với kim loại, nó có thể phát ra khí hiđro dễ cháy H ₂ .

Các tài sản khác

Khi nó tinh khiết, nó có màu hơi vàng, khi nó được trộn với các chất dư của phản ứng điều chế, nó có màu từ xám đến đen.

Độ bay hơi thấp của nó loại trừ bất kỳ mùi nào, vì vậy mùi tỏi mà nó đôi khi phát ra là do phosphine PH ₃ được hình thành khi có hơi ẩm.

Thu được

Nhôm photphua có thể thu được bằng cách đun nóng hỗn hợp bột kim loại nhôm (Al) và nguyên tố photpho đỏ (P).

Do ái lực của phốt pho (P) với ôxy (O ₂ ) và của nhôm (Al) đối với ôxy và nitơ (N ₂ ), phản ứng phải được thực hiện trong môi trường không có các khí này, chẳng hạn như khí quyển. hydro (H ₂ ) hoặc khí tự nhiên.

Phản ứng được bắt đầu bằng cách đun nóng nhanh một vùng của hỗn hợp cho đến khi phản ứng bắt đầu tỏa nhiệt (nhiệt được sinh ra trong quá trình phản ứng). Từ lúc đó phản ứng diễn ra nhanh chóng.

Nhôm + Phốt pho → Nhôm Phốt pho

4 Al + P ₄ → 4 AlP

Các ứng dụng

Trong loại bỏ dịch hại (ngừng sử dụng)

Aluminium phosphide được sử dụng trong quá khứ như một loại thuốc trừ sâu và diệt loài gặm nhấm. Tuy nhiên, mặc dù nó đã bị cấm vì độc tính của nó, nó vẫn được sử dụng ở một số nơi trên thế giới.

Nó được sử dụng để hun trùng trong không gian hạn chế, nơi tìm thấy các sản phẩm nông nghiệp đã qua chế biến hoặc chưa qua chế biến (như ngũ cốc), thức ăn gia súc và các sản phẩm phi thực phẩm.

Mục đích là để kiểm soát côn trùng và động vật gặm nhấm tấn công các vật dụng được lưu trữ, cho dù chúng có thể ăn được hay không.

Nó cho phép kiểm soát các loài gặm nhấm và côn trùng trong các khu vực phi nông nghiệp, nông nghiệp hoặc phi nông nghiệp, phun thuốc ngoài trời hoặc trong hang và tổ của chúng để ngăn chúng truyền một số bệnh.

Chuột và chuột là loài gây hại tấn công nơi cất giữ ngũ cốc. Vài năm trước, chúng đã được đấu với nhôm phosphide. Tác giả: Andreas N. Nguồn: Pixabay.

Các loài gặm nhấm được kiểm soát bằng cách đặt nhôm phosphide trong hang của chúng. Tác giả: Foto-Rabe. Nguồn: Pixabay.

Hình thức sử dụng của nó bao gồm để AlP tiếp xúc với không khí hoặc độ ẩm, vì phosphine hoặc phosphane PH _{3 được giải phóng,} gây ra thiệt hại cho nhiều cơ quan của dịch hại cần loại bỏ.

Các côn trùng cũng bị giết bằng AlP nhôm phosphide. Tác giả: Michael Podger. Nguồn: Unsplash.

Trong các ứng dụng khác

Nhôm phosphide AlP được sử dụng làm nguồn phosphine hoặc phosphane PH ₃ và đang được sử dụng trong nghiên cứu chất bán dẫn.

Phosphane hoặc phosphine PH ₃ , một hợp chất được hình thành khi nhôm phosphide AlP tiếp xúc với nước. NEUROtiker. Nguồn: Wikimedia Commons.

Điều tra lý thuyết về ống nano AlP

Các nghiên cứu lý thuyết đã được thực hiện về sự hình thành của các ống nano nhôm phosphide AlP. Ống nano là những hình trụ rất nhỏ và rất mỏng chỉ có thể nhìn thấy bằng kính hiển vi điện tử.

Ống nano AlP với boron

Các nghiên cứu lý thuyết được thực hiện thông qua các phép tính toán cho thấy rằng các tạp chất có thể được thêm vào các ống nano AlP có thể làm thay đổi các đặc tính lý thuyết của chúng.

Ví dụ, người ta ước tính rằng việc thêm các nguyên tử boron (B) vào ống nano AlP có thể biến chúng thành chất bán dẫn loại p. Chất bán dẫn là một vật liệu hoạt động như một chất dẫn điện hoặc như một chất cách điện tùy thuộc vào điện trường mà nó phải chịu.

Và chất bán dẫn loại p là khi tạp chất được thêm vào vật liệu, trong trường hợp này AlP là nguyên liệu ban đầu và nguyên tử bo sẽ là tạp chất. Chất bán dẫn rất hữu ích cho các ứng dụng điện tử.

Ống nano AlP có cấu trúc bị thay đổi

Một số nhà khoa học đã thực hiện các phép tính để xác định ảnh hưởng của việc thay đổi cấu trúc mạng tinh thể của ống nano AlP từ lục giác sang bát diện.

Họ phát hiện ra rằng thao tác cấu trúc mạng tinh thể có thể được sử dụng để điều chỉnh độ dẫn điện và khả năng phản ứng của các ống nano AlP và thiết kế chúng để hữu ích cho các ứng dụng điện tử và quang học.

Rủi ro

Tiếp xúc với Aluminium Phosphide có thể gây kích ứng da, mắt và màng nhầy. Nếu nuốt phải hoặc hít phải nó là chất độc. Có thể được hấp thụ qua da với tác dụng độc hại.

Nếu AlP tiếp xúc với nước, nó sẽ phản ứng và tạo thành phosphine hoặc phosphane PH ₃ , rất dễ bắt lửa vì nó bốc cháy khi tiếp xúc với không khí. Do đó nó có thể phát nổ. Hơn nữa, phosphine gây ra cái chết của con người và động vật.

Vì nhôm phosphide là một loại thuốc trừ sâu rẻ tiền, việc sử dụng nó là nguyên nhân phổ biến gây ngộ độc ở người và mang lại tỷ lệ tử vong cao.

Phốt pho nhôm cực kỳ nguy hiểm. Tác giả: OpenClipart-Vectors. Nguồn: Pixabay.

Nó phản ứng với độ ẩm của màng nhầy và với axit clohydric HCl trong dạ dày, tạo thành khí phosphane rất độc PH ₃ . Do đó, qua đường hô hấp và đường uống, phosphine được hình thành trong cơ thể, gây tử vong.

Ăn phải nó gây chảy máu đường tiêu hóa, trụy tim mạch, rối loạn tâm thần kinh, hô hấp và suy thận trong vòng vài giờ.

AlP rất độc đối với tất cả các động vật trên cạn và dưới nước.

Người giới thiệu

1. Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ. (2019). Phốtphua nhôm. Đã khôi phục từ pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Sjögren, B. và cộng sự. (2007). Nhôm. Các hợp chất nhôm khác. Trong Sổ tay về Độc tính của Kim loại (Tái bản lần thứ ba). Được khôi phục từ sciricalirect.com.
3. Gupta, RC và Crissman, JW (2013). Đánh giá an toàn bao gồm các vấn đề hiện tại và mới nổi trong bệnh lý học độc chất. Rủi ro con người. Trong Sổ tay Bệnh học Độc tố của Haschek và Rousseaux (Tái bản lần thứ ba). Được khôi phục từ sciricalirect.com.
4. White, WE và Bushey, AH (1944). Phốt pho nhôm - Điều chế và thành phần. Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ 1944, 66, 10, 1666-1672. Đã khôi phục từ pubs.acs.org.
5. Mirzaei, Maryam và Mirzaei, Mahmoud. (2011). Một nghiên cứu lý thuyết về ống nano nhôm photphua pha tạp bo. Hóa học tính toán và lý thuyết 963 (2011) 294-297. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
6. Takahashi, L. và Takahashi, K. (2018). Điều chỉnh cấu trúc điện tử của ống nano nhôm photphua thông qua cấu hình của mạng hình học. ACS Appl. Nano Mater. 2018, 1, 501-504. Đã khôi phục từ pubs.acs.org.
7. Gupta, PK (2016). Tác dụng độc hại của thuốc trừ sâu (hóa chất nông nghiệp). Phốt pho nhôm. Trong các nguyên tắc cơ bản của độc chất học. Được khôi phục từ sciricalirect.com.