ALUMINIUMPHOSPHID (AIP): STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN, VERWENDUNGEN, RISIKEN - CHEMIE - 2025

Das Aluminiumphosphid ist eine anorganische Verbindung, die aus einem Aluminiumatom (A) und einem Phosphoratom (P) besteht. Seine chemische Formel lautet AlP. Es ist ein festes Dunkelgrau oder, wenn es sehr rein ist, Gelb. Es ist eine extrem giftige Verbindung für Lebewesen.

Aluminiumphosphid reagiert mit Feuchtigkeit unter Bildung von Phosphin oder Phosphan PH ₃ , einem giftigen Gas. Aus diesem Grund darf AlP nicht mit Wasser in Kontakt kommen. Reagiert stark mit Säuren und alkalischen Lösungen.

Aluminiumphosphid. همان. Quelle: Wikimedia Commons.

Es wurde in der Vergangenheit verwendet, um Schädlinge wie Insekten und Nagetiere an Orten zu beseitigen, an denen Getreidekörner und andere landwirtschaftliche Produkte gelagert wurden. Aufgrund seiner hohen Gefahr wurde es jedoch in den meisten Ländern der Welt verboten.

Derzeit wird seine Nützlichkeit im Bereich der Elektronik theoretisch mit Computern untersucht, die die Möglichkeit berechnen, Halbleiter-AlP-Nanoröhren zu erhalten, dh extrem kleine Röhren, die nur unter bestimmten Bedingungen Elektrizität übertragen können.

Aluminiumphosphid ist eine sehr gefährliche Verbindung. Es muss mit Sicherheitsausrüstung wie Handschuhen, Brillen, Atemschutzmasken und Schutzkleidung gehandhabt werden.

Struktur

Das Aluminiumphosphid AlP wird durch die Vereinigung eines Aluminiumatoms Al und eines Phosphoratoms P gebildet. Die Bindung zwischen beiden ist kovalent und dreifach, daher ist sie sehr stark.

Aluminium in AlP hat eine Oxidationsstufe von +3 und Phosphor eine Wertigkeit von -3.

Struktur von Aluminiumphosphid, bei der die Dreifachbindung zwischen Aluminium (Al) - und Phosphor (P) -Atomen beobachtet werden kann. Claudio Pistilli. Quelle: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

- Aluminiumphosphid

Eigenschaften

Körperlicher Status

Dunkelgrauer oder dunkelgelber oder grüner kristalliner Feststoff. Kubische Kristalle.

Molekulargewicht

57,9553 g / mol

Schmelzpunkt

2550 ºC

Dichte

2,40 g / cm ³ bei 25 ° C.

Löslichkeit

Es zersetzt sich in Wasser.

Chemische Eigenschaften

Reagiert mit Feuchtigkeit zu Phosphin oder Phosphan PH ₃ , einer brennbaren und giftigen Verbindung. Phosphin oder Phosphan entzündet sich spontan bei Kontakt mit Luft, außer wenn überschüssiges Wasser vorhanden ist.

Die Reaktion von Aluminiumphosphid mit Wasser ist wie folgt:

Aluminiumphosphid + Wasser → Aluminiumhydroxid + Phosphin

AlP + 3 H ₂ O → Al (OH) ₃ + PH ₃ ↑

Die kommerziellen Präsentationen enthalten Aluminiumcarbonat Al ₂ (CO ₃ ) ₃ , um die Selbstentzündung von Phosphin zu verhindern, die auftritt, wenn AlP mit Luftfeuchtigkeit in Kontakt kommt.

AlP ist im trockenen Zustand stabil. Reagiert heftig mit Säuren und alkalischen Lösungen.

Aluminiumphosphid AlP schmilzt, sublimiert nicht und zersetzt sich bei Temperaturen von bis zu 1000 ° C nicht thermisch. Selbst bei dieser Temperatur ist sein Dampfdruck sehr niedrig, dh er verdampft bei dieser Temperatur nicht.

Beim Erhitzen zur Zersetzung werden giftige Phosphoroxide freigesetzt. Bei Kontakt mit Metallen können brennbare Wasserstoffgase H ₂ freigesetzt werden .

Andere Eigenschaften

Wenn es rein ist, zeigt es eine gelbliche Färbung, wenn es mit Rückständen der Herstellungsreaktion gemischt wird, zeigt es eine Farbe von grau bis schwarz.

Seine geringe Flüchtigkeit schließt jeglichen Geruch aus, so dass der Knoblauchgeruch, den er manchmal abgibt, auf das Phosphin PH _{3 zurückzuführen} ist, das in Gegenwart von Feuchtigkeit gebildet wird.

Erhalten

Aluminiumphosphid kann durch Erhitzen einer Mischung aus pulverisiertem Aluminiummetall (Al) und rotem Leuchtstoffelement (P) erhalten werden.

Aufgrund der Affinität von Phosphor (P) zu Sauerstoff (O ₂ ) und von Aluminium (Al) zu Sauerstoff und Stickstoff (N ₂ ) muss die Reaktion in einer Atmosphäre durchgeführt werden, die frei von diesen Gasen ist, beispielsweise in einer Atmosphäre Wasserstoff (H ₂ ) oder Erdgas.

Die Reaktion wird durch schnelles Erhitzen einer Zone des Gemisches gestartet, bis die Reaktion beginnt, die exotherm ist (während der Reaktion wird Wärme erzeugt). Von diesem Moment an verläuft die Reaktion schnell.

Aluminium + Phosphor → Aluminiumphosphid

4 Al + P ₄ → 4 AlP

Anwendungen

Bei der Beseitigung von Schädlingen (nicht mehr verwendbar)

Aluminiumphosphid wurde in der Vergangenheit als Insektizid und als Nagetierkiller eingesetzt. Obwohl es wegen seiner Toxizität verboten wurde, wird es in einigen Teilen der Welt immer noch verwendet.

Es wird zur Begasung in engen Räumen verwendet, in denen verarbeitete oder unverarbeitete landwirtschaftliche Lebensmittel (wie Getreide), Tierfutter und Non-Food-Produkte gefunden werden.

Ziel ist es, Insekten und Nagetiere zu kontrollieren, die gelagerte Gegenstände angreifen, unabhängig davon, ob sie essbar sind oder nicht.

Es ermöglicht die Bekämpfung von Nagetieren und Insekten in nicht häuslichen, landwirtschaftlichen oder nicht landwirtschaftlichen Gebieten, indem sie im Freien oder in ihren Höhlen und Nestern sprühen, um zu verhindern, dass sie bestimmte Krankheiten übertragen.

Ratten und Mäuse sind Schädlinge, die Getreidelager angreifen. Vor einigen Jahren wurden sie mit Aluminiumphosphid bekämpft. Autor: Andreas N. Quelle: Pixabay.

Die Nagetiere wurden kontrolliert, indem Aluminiumphosphid in ihre Höhlen gegeben wurde. Verfasser: Foto-Rabe. Quelle: Pixabay.

Seine Verwendungsform besteht darin, AlP Luft oder Feuchtigkeit auszusetzen, da Phosphin oder Phosphan PH _{3 freigesetzt wird,} wodurch viele Organe des zu eliminierenden Schädlings geschädigt werden.

Die Insekten wurden auch mit AlP-Aluminiumphosphid getötet. Verfasser: Michael Podger. Quelle: Unsplash.

In anderen Anwendungen

Aluminiumphosphid AlP wird als Quelle für Phosphin oder Phosphan PH _{3 verwendet} und wird in der Halbleiterforschung verwendet.

Phosphan oder Phosphin PH ₃ , eine Verbindung, die entsteht, wenn Aluminiumphosphid AlP mit Wasser in Kontakt kommt. NEUROtiker. Quelle: Wikimedia Commons.

Theoretische Untersuchung von AlP-Nanoröhren

Es wurden theoretische Studien zur Bildung von Aluminiumphosphid-AlP-Nanoröhren durchgeführt. Nanoröhren sind sehr kleine und sehr dünne Zylinder, die nur mit einem Elektronenmikroskop sichtbar sind.

AlP-Nanoröhren mit Bor

Theoretische Studien, die durch rechnerische Berechnungen durchgeführt wurden, zeigen, dass die Verunreinigungen, die den AlP-Nanoröhren zugesetzt werden könnten, deren theoretische Eigenschaften verändern könnten.

Beispielsweise wird geschätzt, dass die Zugabe von Bor (B) -Atomen zu AlP-Nanoröhren sie in Halbleiter vom p-Typ verwandeln könnte. Ein Halbleiter ist ein Material, das sich je nach dem elektrischen Feld, dem er ausgesetzt ist, als elektrischer Leiter oder als Isolator verhält.

Und ein p-Halbleiter ist, wenn dem Material Verunreinigungen zugesetzt werden, in diesem Fall ist AlP das Ausgangsmaterial und Boratome wären die Verunreinigungen. Halbleiter sind nützlich für elektronische Anwendungen.

AlP-Nanoröhren mit veränderter Struktur

Einige Wissenschaftler haben Berechnungen durchgeführt, um den Effekt der Änderung der Kristallgitterstruktur von AlP-Nanoröhren von hexagonal zu oktaedrisch zu bestimmen.

Sie fanden heraus, dass die Manipulation der Kristallgitterstruktur verwendet werden kann, um die Leitfähigkeit und Reaktivität von AlP-Nanoröhren anzupassen und sie so zu gestalten, dass sie für Elektronik- und Optikanwendungen nützlich sind.

Risiken

Kontakt mit Aluminiumphosphid kann Haut, Augen und Schleimhäute reizen. Beim Verschlucken oder Einatmen ist es giftig. Kann mit toxischen Wirkungen über die Haut aufgenommen werden.

Wenn AlP mit Wasser in Kontakt kommt, reagiert es und bildet Phosphin oder Phosphan PH _3, das extrem entzündlich ist, da es sich bei Kontakt mit Luft entzündet. Daher kann es explodieren. Darüber hinaus verursacht Phosphin den Tod von Menschen und Tieren.

Da Aluminiumphosphid ein kostengünstiges Pestizid ist, ist seine Verwendung eine häufige Vergiftungsursache bei Menschen und weist eine hohe Sterblichkeitsrate auf.

Aluminiumphosphid ist äußerst gefährlich. Autor: OpenClipart-Vektoren. Quelle: Pixabay.

Es reagiert mit der Feuchtigkeit der Schleimhäute und mit der Salzsäure HCl im Magen und bildet das sehr giftige Phosphangas PH ₃ . Daher wird beim Einatmen und Verschlucken im Körper Phosphin mit tödlichen Auswirkungen gebildet.

Die Einnahme führt innerhalb weniger Stunden zu Blutungen des Magen-Darm-Trakts, Herz-Kreislauf-Kollaps, neuropsychiatrischen Störungen, Atem- und Nierenversagen.

AlP ist für alle Land- und Wassertiere sehr giftig.

Verweise

1. US National Library of Medicine. (2019). Aluminiumphosphid. Von pubchem.ncbi.nlm.nih.gov wiederhergestellt.
2. Sjögren, B. et al. (2007). Aluminium. Andere Aluminiumverbindungen. Im Handbuch zur Toxikologie von Metallen (3. Auflage). Von sciencedirect.com wiederhergestellt.
3. Gupta, RC und Crissman, JW (2013). Sicherheitsbewertung einschließlich aktueller und neu auftretender Probleme in der Toxikologie-Pathologie. Menschliches Risiko. In Haschek und Rousseauxs Handbuch für Toxikologie Pathologie (dritte Ausgabe). Von sciencedirect.com wiederhergestellt.
4. White, WE und Bushey, AH (1944). Aluminiumphosphid - Herstellung und Zusammensetzung. Journal of The American Chemical Society 1944, 66, 10, 1666-1672. Von pubs.acs.org wiederhergestellt.
5. Mirzaei, Maryam und Mirzaei, Mahmoud. (2011). Eine theoretische Untersuchung von Bor-dotierten Aluminiumphosphid-Nanoröhren. Computational and Theoretical Chemistry 963 (2011) 294 & ndash; 297. Von sciencedirect.com wiederhergestellt.
6. Takahashi, L. und Takahashi, K. (2018). Optimierung der elektronischen Struktur eines Aluminiumphosphid-Nanoröhrchens durch Konfiguration der Gittergeometrie. ACS Appl. Nano Mater. 2018, 1, 501 & ndash; 504. Von pubs.acs.org wiederhergestellt.
7. Gupta, PK (2016). Toxische Wirkungen von Pestiziden (Agrochemikalien). Aluminiumphosphid. In Grundlagen der Toxikologie. Von sciencedirect.com wiederhergestellt.