ALUMINIJEV FOSFID (AIP): STRUKTURA, SVOJSTVA, UPOTREBA, RIZICI - KEMIJA - 2026

Aluminijev fosfid je anorganski spoj koji se sastoji od aluminijske atoma (A-a), i atom fosfora (P). Njegova kemijska formula je AlP. Čvrste je tamno sive ili, ako vrlo čiste, žute boje. To je izuzetno toksičan spoj za živa bića.

Aluminij fosfid reagira s vlagom i stvara fosfin ili fosfan PH ₃, koji je otrovni plin. Iz tog razloga, AlP ne smije doći u kontakt s vodom. Snažno reagira s kiselinama i alkalnim otopinama.

Aluminijev fosfid. همان. Izvor: Wikimedia Commons.

U prošlosti je korištena za uklanjanje štetočina poput insekata i glodavaca na mjestima gdje su se skladištile žitarice i drugi poljoprivredni proizvodi. Međutim, zbog velike opasnosti zabranjen je u većini zemalja svijeta.

Trenutno se teorijski ispituje njegova korisnost u području elektronike pomoću računala koja izračunavaju mogućnost dobivanja poluvodičkih AlP nanocjevčica, odnosno izuzetno malih cijevi koje mogu prenositi struju samo pod određenim uvjetima.

Aluminijev fosfid je vrlo opasan spoj, s njim se mora rukovati sigurnosnom opremom poput rukavica, naočala, respiratora i zaštitne odjeće.

Struktura

Aluminij fosfid AlP nastaje sjedinjenjem atoma aluminija Al i atoma fosfora P. Veza između oba je kovalentna i trostruka, stoga je vrlo jaka.

Aluminij u AlP ima oksidacijsko stanje +3, a fosfor valenciju -3.

Struktura aluminij-fosfida u kojoj se može primijetiti trostruka veza između atoma aluminija (Al) i fosfora (P). Claudio Pistilli. Izvor: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

- Aluminij fosfid

Svojstva

Psihičko stanje

Tamno siva ili tamno žuta ili zelena kristalna krutina. Kubični kristali.

Molekularna težina

57.9553 g / mol

Talište

2550 ºC

Gustoća

2,40 g / cm ³ na 25 ° C

Topljivost

Razgrađuje se u vodi.

Kemijska svojstva

Reagira s vlagom te daje fosfin ili fosfan PH ₃ koji je zapaljiv i otrovni spoj. Fosfin ili fosfan se spontano zapali pri kontaktu sa zrakom, osim ako postoji višak vode.

Reakcija aluminij-fosfida s vodom je sljedeća:

Aluminij fosfid + voda → aluminij hidroksid + fosfin

ALP + 3 H ₂ O → Al (OH) ₃ + PH ₃ ↑

Komercijalna prezentacija sadrži aluminij karbonat Al ₂ (CO ₃) ₃ kako bi se spriječilo samozapaljivanje fosfina koje nastaje kada AlP dođe u kontakt s vlagom u zraku.

AlP je stabilan kada je suh. Snažno reagira s kiselinama i alkalnim otopinama.

Aluminij-fosfid AlP se ne rastopi, ne uzdiže ili se termički ne raspada na temperaturama čak 1000 ° C. Čak je i pri toj temperaturi tlak pare vrlo nizak, odnosno ne isparava pri toj temperaturi.

Nakon zagrijavanja do razgradnje emitira otrovne fosforne okside. U kontakt s metalima, može emitirati zapaljive plinove vodik H ₂.

Ostala svojstva

Kad je čist pokazuje žućkastu boju, a pomiješan s ostacima reakcije pripravka predstavlja boju od sive do crne.

Njena hlapljivost isključuje da ima bilo kakav miris, pa miris češnjaka koji ponekad ispušta posljedica je fosfina PH ₃ koji nastaje u prisutnosti vlage.

dobivanje

Aluminij fosfid može se dobiti zagrijavanjem smjese metala aluminija u prahu (Al) i crvenog fosfornog elementa (P).

Zbog afiniteta fosfora (P) za kisik (O ₂), i da od aluminija (Al) za kisik i dušik (N ₂), reakcija se mora provoditi u slobodnom ovih plinova, u atmosferi kao što je, u atmosferi vodika (H ₂) ili prirodni plin.

Reakcija započinje brzim zagrijavanjem zone smjese dok reakcija ne započne, što je egzotermno (tijekom reakcije nastaje toplina). Od tog trenutka reakcija brzo napreduje.

Aluminij + fosfor → Aluminijev fosfid

4 Al + P ₄ → 4 AlP

Prijave

U uklanjanju štetočina (prekinuta upotreba)

Aluminij fosfid se u prošlosti koristio kao insekticid i kao ubojica glodavaca. Međutim, iako je zabranjen zbog svoje toksičnosti, i dalje se koristi u nekim dijelovima svijeta.

Koristi se za fumigaciju u zatvorenim prostorima u kojima se nalaze prerađeni ili neobrađeni poljoprivredni prehrambeni proizvodi (poput žitarica), stočna hrana i neprehrambeni proizvodi.

Cilj je kontrolirati insekte i glodare koji napadaju pohranjene predmete, bez obzira jesu li jestivi ili ne.

Omogućuje kontrolu glodavaca i insekata u ne-domaćim, poljoprivrednim ili nepoljoprivrednim područjima, prskanju vani ili u njihovim brazdama i gnijezdima kako bi se spriječilo da prenose određene bolesti.

Štakori i miševi su štetočine koje napadaju mjesta skladištenja žitarica. Prije nekoliko godina borili su se s aluminijskim fosfidom. Autor: Andreas N. Izvor: Pixabay.

Glodari su kontrolirani stavljanjem aluminij-fosfida u svoje ukope. Autor: Foto-Rabe Izvor: Pixabay.

Njegov oblik upotrebe sastoji se od izlaganja AlP zraku ili vlazi, jer _{se oslobađa} fosfin ili fosfan PH _3, što stvara oštećenje mnogih organa štetočina koje treba eliminirati.

Insekti su također ubijeni AlP fosfidom aluminija. Autor: Michael Podger. Izvor: Unsplash.

U ostalim aplikacijama

Aluminijev fosfid AlP koristi se kao izvor fosfina ili fosfana PH ₃ i koristi se u istraživanjima poluvodiča.

Fosfan ili fosfin PH ₃, spoj koji nastaje kada kontakt alu-fosfida AlP s vodom. NEUROtiker. Izvor: Wikimedia Commons.

Teorijsko istraživanje alP nanocjevčica

Provedene su teorijske studije o stvaranju AlP fonofidnih nanocjevčica. Nanocjevčice su vrlo mali i vrlo tanki cilindri koji se mogu vidjeti samo elektronskim mikroskopom.

AlP nanocjevčice s borom

Teoretske studije provedene računskim proračunima pokazuju da nečistoće koje bi se mogle dodati u nanocjevčice AlP mogu promijeniti njihova teorijska svojstva.

Na primjer, procjenjuje se da bi dodavanje atoma bora (B) u AlP nanocjevčice moglo pretvoriti u poluprovodnike p-tipa. Poluvodič je materijal koji se ponaša kao provodnik električne energije ili kao izolator, ovisno o električnom polju kojem je izložen.

Poluprovodnik p-tipa je kada se materiji dodaju nečistoće, u ovom slučaju AlP je početni materijal, a atomi bora bili bi nečistoća. Poluvodiči su korisni za elektroničku uporabu.

AlP nanocjevčice s izmijenjenom strukturom

Neki su znanstvenici proveli proračune kako bi odredili učinak promjene strukture kristalne rešetke AlP nanocjevčica iz šesterokutne u oktaedralnu.

Otkrili su da se manipulacija kristalnom rešetkom može koristiti za podešavanje vodljivosti i reaktivnosti AlP nanocjevčica te su ih oblikovali tako da budu korisni za elektroniku i optičku upotrebu.

rizici

Kontakt s aluminijevim fosfidom može nadražiti kožu, oči i sluznicu. U slučaju gutanja ili udisanja, toksičan je. Može se apsorbirati kroz kožu s toksičnim učincima.

Ako AlP dođe u kontakt s vodom, reagira i stvara fosfin ili fosfan PH ₃ koji su izuzetno zapaljivi jer se zapale u dodiru sa zrakom. Stoga može eksplodirati. Nadalje, fosfin uzrokuje smrt ljudi i životinja.

Kako je aluminij fosfid jeftin pesticid, njegova upotreba je čest uzrok trovanja ljudi i nosi visoku stopu smrtnosti.

Aluminij fosfid je izuzetno opasan. Autor: OpenClipart-Vectors. Izvor: Pixabay.

Reagira s vlagom od sluznice i s kiselim HCl klorovodična u želucu, formirajući vrlo otrovni plin PH fosfana ₃. Stoga se inhalacijom i gutanjem u tijelu stvara fosfin, koji ima fatalne posljedice.

Njegovo gutanje uzrokuje krvarenje iz gastrointestinalnog trakta, kardiovaskularni kolaps, neuropsihijatrijske poremećaje, respiratorno i bubrežno zatajenje u roku od nekoliko sati.

AlP je vrlo toksičan za sve kopnene i vodene životinje.

Reference

1. Američka nacionalna medicinska knjižnica. (2019). Aluminijev fosfid. Oporavak od pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Sjögren, B. i sur. (2007). Aluminij. Ostali spojevi aluminija. U Priručniku o toksikologiji metala (treće izdanje). Oporavljeno od sciencedirect.com.
3. Gupta, RC i Crissman, JW (2013). Procjena sigurnosti, uključujući trenutna i nova pitanja u toksikološkoj patologiji. Ljudski rizik. U Haschek i Rousseauxovom priručniku toksikološke patologije (treće izdanje). Oporavljeno od sciencedirect.com.
4. White, WE i Bushey, AH (1944). Aluminijev fosfid - Priprema i sastav. Časopis Američkog kemijskog društva 1944., 66, 10, 1666-1672. Oporavak od pubs.acs.org.
5. Mirzaei, Maryam i Mirzaei, Mahmoud. (2011). Teorijska studija nanocjevčica aluminija fosfida dopiranih borom. Računalna i teorijska kemija 963 (2011) 294-297. Oporavljeno od sciencedirect.com.
6. Takahashi, L. i Takahashi, K. (2018). Ugađanje elektronske strukture nanocjevčica aluminij-fosfida kroz konfiguraciju geometrije rešetke. ACS Appl. Nano Mater. 2018, 1, 501-504. Oporavak od pubs.acs.org.
7. Gupta, PK (2016). Toksični učinci pesticida (agrokemikalija). Aluminijev fosfid. U osnovama toksikologije. Oporavljeno od sciencedirect.com.