- Struttura
- Nomenclatura
- Proprietà
- Stato fisico
- Peso molecolare
- Punto di fusione
- Densità
- solubilità
- Proprietà chimiche
- Altre proprietà
- Ottenere
- applicazioni
- Nell'eliminazione dei parassiti (uso interrotto)
- In altre applicazioni
- Studio teorico di nanotubi AlP
- Nanotubi AlP con boro
- Nanotubi AlP con struttura alterata
- rischi
- Riferimenti
Il fosfuro di alluminio è un composto inorganico costituito da un atomo di alluminio (A) e un atomo di fosforo (P). La sua formula chimica è AlP. È un solido grigio scuro o, se molto puro, giallo. È un composto estremamente tossico per gli esseri viventi.
Il fosfuro di alluminio reagisce con l'umidità per formare fosfina o fosfano PH 3 , che è un gas velenoso. Per questo motivo, AlP non deve entrare in contatto con l'acqua. Reagisce fortemente con acidi e soluzioni alcaline.
Fosfuro di alluminio. همان. Fonte: Wikimedia Commons.
In passato veniva utilizzato per eliminare parassiti come insetti e roditori nei luoghi in cui venivano immagazzinati i cereali e altri prodotti agricoli. Tuttavia, a causa del suo alto pericolo, è stato vietato nella maggior parte dei paesi del mondo.
Attualmente, la sua utilità nel campo dell'elettronica viene teoricamente studiata utilizzando computer che calcolano la possibilità di ottenere nanotubi AlP semiconduttori, cioè tubi estremamente piccoli che possono trasmettere elettricità solo in determinate condizioni.
Il fosfuro di alluminio è un composto molto pericoloso, deve essere maneggiato con dispositivi di sicurezza come guanti, occhiali, respiratori e indumenti protettivi.
Struttura
Il fosfuro di alluminio AlP è formato dall'unione di un atomo di alluminio Al e un atomo di fosforo P. Il legame tra i due è covalente e triplo, quindi è molto forte.
L'alluminio in AlP ha uno stato di ossidazione di +3 e il fosforo ha una valenza di -3.
Struttura del fosfuro di alluminio dove si può osservare il triplo legame tra gli atomi di alluminio (Al) e fosforo (P). Claudio Pistilli. Fonte: Wikimedia Commons.
Nomenclatura
- Fosfuro di alluminio
Proprietà
Stato fisico
Solido cristallino grigio scuro o giallo scuro o verde. Cristalli cubici.
Peso molecolare
57,9553 g / mol
Punto di fusione
2550 ºC
Densità
2,40 g / cm 3 a 25 ° C
solubilità
Si decompone in acqua.
Proprietà chimiche
Reagisce con l'umidità per dare fosfina o fosfano PH 3 che è un composto infiammabile e velenoso. La fosfina o il fosfano si infiammano spontaneamente a contatto con l'aria, a meno che non sia presente acqua in eccesso.
La reazione del fosfuro di alluminio con l'acqua è la seguente:
Fosfuro di alluminio + Acqua → Idrossido di alluminio + Fosfina
AlP + 3 H 2 O → Al (OH) 3 + PH 3 ↑
Le presentazioni commerciali hanno carbonato di alluminio Al 2 (CO 3 ) 3 per prevenire l'autoaccensione della fosfina che si verifica quando l'AlP viene a contatto con l'umidità nell'aria.
L'AlP è stabile quando è secco. Reagisce violentemente con acidi e soluzioni alcaline.
Il fosfuro di alluminio AlP non si scioglie, sublime o si decompone termicamente a temperature fino a 1000 ° C. Anche a questa temperatura la sua tensione di vapore è molto bassa, cioè non evapora a quella temperatura.
Quando riscaldato fino alla decomposizione emette ossidi di fosforo tossici. A contatto con i metalli può emettere gas idrogeno infiammabili H 2 .
Altre proprietà
Quando è puro presenta una colorazione giallastra, quando viene mescolato ai residui della reazione del preparato presenta un colore dal grigio al nero.
La sua bassa volatilità esclude qualsiasi odore, quindi l'odore di aglio che a volte emette è dovuto alla fosfina PH 3 che si forma in presenza di umidità.
Ottenere
Il fosfuro di alluminio può essere ottenuto riscaldando una miscela di alluminio metallico in polvere (Al) ed elemento di fosforo rosso (P).
A causa dell'affinità del fosforo (P) per l'ossigeno (O 2 ) e di quella dell'alluminio (Al) per l'ossigeno e l'azoto (N 2 ), la reazione deve essere condotta in un'atmosfera priva di questi gas, come un'atmosfera idrogeno (H 2 ) o gas naturale.
La reazione viene avviata riscaldando rapidamente una zona della miscela fino all'inizio della reazione, che è esotermica (durante la reazione viene prodotto calore). Da quel momento la reazione procede rapidamente.
Alluminio + Fosforo → Fosfuro di Alluminio
4 Al + P 4 → 4 AlP
applicazioni
Nell'eliminazione dei parassiti (uso interrotto)
Il fosfuro di alluminio è stato utilizzato in passato come insetticida e come assassino di roditori. Tuttavia, sebbene sia stato bandito per la sua tossicità, è ancora utilizzato in alcune parti del mondo.
Viene utilizzato per la fumigazione in spazi ristretti in cui si trovano prodotti agricoli alimentari trasformati o non trasformati (come i cereali), mangimi per animali e prodotti non alimentari.
L'obiettivo è controllare insetti e roditori che attaccano gli oggetti immagazzinati, siano essi commestibili o meno.
Permette di controllare roditori e insetti in aree non domestiche, agricole o non agricole, spruzzando all'aperto o nelle loro tane e nidi per impedire loro di trasmettere determinate malattie.
Ratti e topi sono parassiti che attaccano i luoghi di stoccaggio dei cereali. Alcuni anni fa sono stati combattuti con il fosfuro di alluminio. Autore: Andreas N. Fonte: Pixabay.
I roditori sono stati controllati inserendo fosfuro di alluminio nelle loro tane. Autore: Foto-Rabe. Fonte: Pixabay.
La sua forma d'uso consiste nell'esporre l'AlP all'aria o all'umidità, poiché viene rilasciata fosfina o fosfano PH 3, che genera danni a molti organi del parassita da eliminare.
Gli insetti sono stati uccisi anche con fosfuro di alluminio AlP. Autore: Michael Podger. Fonte: Unsplash.
In altre applicazioni
Il fosfuro di alluminio AlP viene utilizzato come fonte di fosfina o fosfano PH 3 e viene utilizzato nella ricerca sui semiconduttori.
Fosfano o fosfina PH 3 , un composto che si forma quando il fosfuro di alluminio AlP viene a contatto con l'acqua. NEUROtiker. Fonte: Wikimedia Commons.
Studio teorico di nanotubi AlP
Sono stati effettuati studi teorici sulla formazione di nanotubi AlP di fosfuro di alluminio. I nanotubi sono cilindri molto piccoli e molto sottili che possono essere visibili solo con un microscopio elettronico.
Nanotubi AlP con boro
Studi teorici effettuati tramite calcoli computazionali mostrano che le impurità che potrebbero essere aggiunte ai nanotubi AlP potrebbero modificare le proprietà teoriche di questi.
Ad esempio, si stima che l'aggiunta di atomi di boro (B) a nanotubi AlP potrebbe trasformarli in semiconduttori di tipo p. Un semiconduttore è un materiale che si comporta da conduttore di elettricità o da isolante a seconda del campo elettrico a cui è sottoposto.
E un semiconduttore di tipo p è quando le impurità vengono aggiunte al materiale, in questo caso AlP è il materiale di partenza e gli atomi di boro sarebbero le impurità. I semiconduttori sono utili per le applicazioni elettroniche.
Nanotubi AlP con struttura alterata
Alcuni scienziati hanno eseguito calcoli per determinare l'effetto del cambiamento della struttura del reticolo cristallino dei nanotubi AlP da esagonale a ottaedrico.
Hanno scoperto che la manipolazione della struttura del reticolo cristallino potrebbe essere utilizzata per regolare la conduttività e la reattività dei nanotubi AlP e progettarli per essere utili per applicazioni elettroniche e ottiche.
rischi
Il contatto con il fosfuro di alluminio può irritare la pelle, gli occhi e le mucose. Se ingerito o inalato è tossico. Può essere assorbito attraverso la pelle con effetti tossici.
Se l'AlP viene a contatto con l'acqua, reagisce e forma fosfina o fosfano PH 3 estremamente infiammabile in quanto si accende a contatto con l'aria. Quindi può esplodere. Inoltre, la fosfina causa la morte di uomini e animali.
Poiché il fosfuro di alluminio è un pesticida poco costoso, il suo uso è una causa comune di avvelenamento nelle persone e comporta un alto tasso di mortalità.
Il fosfuro di alluminio è estremamente pericoloso. Autore: OpenClipart-Vectors. Fonte: Pixabay.
Reagisce con l'umidità delle mucose e con l'acido cloridrico HCl nello stomaco, formando il gas fosfano molto tossico PH 3 . Pertanto, per inalazione e ingestione, si forma all'interno dell'organismo la fosfina, con effetti fatali.
La sua ingestione provoca emorragie del tratto gastrointestinale, collasso cardiovascolare, disturbi neuropsichiatrici, insufficienza respiratoria e renale entro poche ore.
L'AlP è molto tossico per tutti gli animali terrestri e acquatici.
Riferimenti
- Biblioteca nazionale di medicina degli Stati Uniti. (2019). Fosfuro di alluminio. Recupero da pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Sjögren, B. et al. (2007). Alluminio. Altri composti di alluminio. In Handbook on the Toxicology of Metals (terza edizione). Recupero da sciencedirect.com.
- Gupta, RC e Crissman, JW (2013). Valutazione della sicurezza comprese le questioni attuali ed emergenti nella patologia tossicologica. Rischio umano. In Haschek e Rousseaux's Handbook of Toxicology Pathology (terza edizione). Recupero da sciencedirect.com.
- White, WE e Bushey, AH (1944). Fosfuro di alluminio - Preparazione e composizione. Giornale della American Chemical Society 1944, 66, 10, 1666-1672. Recuperato da pubs.acs.org.
- Mirzaei, Maryam e Mirzaei, Mahmoud. (2011). Uno studio teorico di nanotubi di fosfuro di alluminio drogato con boro. Chimica computazionale e teorica 963 (2011) 294-297. Recupero da sciencedirect.com.
- Takahashi, L. e Takahashi, K. (2018). Regolazione della struttura elettronica di un nanotubo di fosfuro di alluminio attraverso la configurazione della geometria del reticolo. ACS Appl. Nano Mater. 2018, 1, 501-504. Recuperato da pubs.acs.org.
- Gupta, PK (2016). Effetti tossici dei pesticidi (prodotti agrochimici). Fosfuro di alluminio. In Fondamenti di tossicologia. Recupero da sciencedirect.com.