- estructura
- Nomenclatura
- propietats
- estat físic
- pes molecular
- Punt de fusió
- densitat
- solubilitat
- propietats químiques
- altres propietats
- obtenció
- usos
- En l'eliminació de plagues (ús s'abandoni)
- En altres aplicacions
- Recerca teòrica de nanotubs de AlP
- Nanotubs de AlP amb bor
- Nanotubs de AlP amb estructura alterada
- Riscos
- referències
El fosfur d'alumini és un compost inorgànic format per un àtom d'alumini (A l') i un àtom de fòsfor (P). La seva fórmula química el AlP. És un sòlid color gris fosc o, si està molt pur, groc. És un compost extremadament tòxic per als éssers vius.
El fosfur d'alumini reacciona amb la humitat per formar fosfina o fosfina PH 3, el qual és un gas verinós. Per aquesta raó, el AlP no ha d'entrar en contacte amb aigua. Reacciona fortament amb àcids i solucions alcalines.
Fosfur d'alumini. همان. Font: Wikimedia Commons.
Es va utilitzar en el passat per eliminar plagues com insectes i rosegadors en llocs on s'emmagatzemaven grans de cereals i altres productes agrícoles. No obstant això, per la seva alta perillositat ha estat prohibit a la majoria de països de l'món.
Actualment s'investiga de forma teòrica la seva utilitat en l'àrea d'electrònica mitjançant computadores que calculen la possibilitat d'obtenir nanotubs de AlP semiconductors, és a dir, tubets extremadament petits que poden transmetre l'electricitat només sota certes condicions.
El fosfur d'alumini és un compost molt perillós, ha de manipular-se amb implements de seguretat com guants, lents, equips de respiració i roba de protecció.
estructura
El fosfur d'alumini AlP està format per la unió d'un àtom d'alumini A l'i un àtom de fòsfor P. L'enllaç entre tots dos és covalent i triple, per tant és molt fort.
L'alumini al AlP posseeix un estat d'oxidació de +3 i el fòsfor té una valència d'-3.
Estructura de l'fosfur d'alumini on es pot observar l'enllaç triple entre els àtoms d'alumini (A l') i fòsfor (P). Claudio Pistilli. Font: Wikimedia Commons.
Nomenclatura
- Fosfur d'alumini
propietats
estat físic
Sòlid cristal·lí gris fosc o groc fosc o verd. Cristalls cúbics.
pes molecular
57,9553 g / mol
Punt de fusió
2550 ºC
densitat
2,40 g / cm 3 a 25 ° C
solubilitat
Es descompon en aigua.
propietats químiques
Reacciona amb la humitat per donar fosfina o fosfina PH 3 que és un compost inflamable i verinós. La fosfina o fosfina s'incendia espontàniament en contacte amb l'aire, excepte si hi ha excés d'aigua present.
La reacció de l'fosfur d'alumini amb l'aigua és la següent:
Fosfur d'alumini + Aigua → Hidròxid d'Alumini + Fosfina
AlP + 3 H 2 O → A l'(OH) 3 + PH 3 ↑
Les presentacions comercials tenen carbonat d'alumini A l' 2 (CO 3) 3 per prevenir la autoignició de la fosfina que es produeix quan el AlP entra en contacte amb la humitat de l'aire.
El AlP és estable quan està sec. Reacciona violentament amb àcids i solucions alcalines.
El fosfur d'alumini AlP no es fon, ni sublima ni es descompon tèrmicament a temperatures tan altes com 1000 ° C. Fins i tot a aquesta temperatura la seva pressió de vapor és molt baixa, és a dir, que no s'evapora a aquesta temperatura.
Quan s'escalfa fins a la seva descomposició emet òxids de fòsfor tòxics. En contacte amb metalls pot emetre gasos inflamables d'hidrogen H 2.
altres propietats
Quan està pur mostra una coloració groguenca, quan està barrejat amb restes de la reacció de preparació presenta color des gris fins negre.
La seva baixa volatilitat exclou que tingui alguna olor, de manera que l'olor d'all que de vegades emet es deu a la fosfina PH 3 que es forma en presència d'humitat.
obtenció
El fosfur d'alumini es pot obtenir escalfant una barreja de el metall alumini (A l') en pols i l'element fòsfor (P) vermell.
A causa de l'afinitat de l'fòsfor (P) per l'oxigen (O 2) i la de l'alumini (A l') per l'oxigen i el nitrogen (N 2), la reacció s'ha de fer en atmosfera lliure d'aquests gasos, com per exemple en atmosfera d'hidrogen (H 2) o de gas natural.
La reacció s'inicia escalfant ràpidament una zona de la barreja fins que s'inicia la reacció, la qual és exotèrmica (es produeix calor durant la mateixa). A partir d'aquest moment la reacció procedeix ràpidament.
Alumini + Fòsfor → Fosfuro d'alumini
4 A l'+ P 4 → 4 AlP
usos
En l'eliminació de plagues (ús s'abandoni)
El fosfur d'alumini es va utilitzar en el passat com a insecticida i com exterminador de rosegadors. No obstant això, tot i que ha estat prohibit per la seva toxicitat, encara s'usa en algunes parts de món.
S'empra per a la fumigació en espais tancats on es troben productes agrícoles alimentaris processats o sense processar (com cereals), aliments per a animals i productes no alimentaris.
L'objectiu és controlar insectes i rosegadors que ataquen els articles emmagatzemats, ja siguin comestibles o no.
Permet controlar rosegadors i insectes en àrees no domèstiques, agrícoles o no agrícoles, fumigant en exteriors o en els seus caus i nius per evitar que transmetin certes malalties.
Les rates i ratolins són plagues que ataquen els llocs d'emmagatzematge de cereals. Fa alguns anys eren combatuts amb fosfur d'alumini. Autor: Andreas N. Font: Pixabay.
Els rosegadors eren controlats col·locant fosfur d'alumini en els seus caus. Autor: Foto-Rabe. Font: Pixabay.
La seva forma d'ús consisteix en l'exposició de l'AlP a l'aire o humitat, ja que s'allibera fosfina o fosfina PH 3 que genera danys en molts òrgans de la plaga a eliminar.
Els insectes també eren eliminats amb fosfur d'alumini AlP. Autor: Michael Podger. Font: Unsplash.
En altres aplicacions
El fosfur d'alumini AlP s'empra com a font de fosfina o fosfina PH 3 i s'està utilitzant en investigació de semiconductors.
Fosfina o fosfina PH 3, compost que es forma quan el fosfur d'alumini AlP entra en contacte amb aigua. NEUROtiker. Font: Wikimedia Commons.
Recerca teòrica de nanotubs de AlP
S'han realitzat estudis teòrics sobre la formació de nanotubs de fosfur d'alumini AlP. Els nanotubs són cilindres molt petits i molt prims que poden ser visibles només amb un microscopi electrònic.
Nanotubs de AlP amb bor
Els estudis teòrics realitzats mitjançant càlculs computacionals demostren que les impureses que podrien afegir-se als nanotubs de AlP podrien canviar les propietats teòriques d'aquests.
Per exemple s'estima que el afegir àtoms de bor (B) als nanotubs de AlP podria convertir-los en semiconductors tipus- pàg. Un semiconductor és un material que es comporta com a conductor de l'electricitat o com a aïllant depenent de el camp elèctric a el qual està sotmès.
I un semiconductor tipus-p és quan a l'material se li afegeixen impureses, en aquest cas el AlP és el material de partida i els àtoms de bor serien les impureses. Els semiconductors són útils per a aplicacions d'electrònica.
Nanotubs de AlP amb estructura alterada
Alguns científics han realitzat càlculs per determinar l'efecte de canviar l'estructura de la xarxa cristal·lina dels nanotubs de AlP de hexagonal a octaèdrica.
Van trobar que la manipulació de l'estructura de la xarxa cristal·lina podria utilitzar per ajustar la conductivitat i reactivitat dels nanotubs de AlP i dissenyar-los de manera que siguin útils per a aplicacions d'electrònica i òptica.
Riscos
El contacte amb el fosfur d'alumini pot irritar la pell, els ulls i les membranes mucoses. Si s'ingereix o s'inhala és tòxic. Pot absorbir-se a través de la pell amb efectes tòxics.
Si el AlP entra en contacte amb aigua reacciona i forma fosfina o fosfina PH 3 la qual és extremadament inflamable doncs s'incendia en contacte amb l'aire. Per tant pot explotar. A més la fosfina causa la mort d'humans i animals.
A l'ésser el fosfur d'alumini un pesticida econòmic, el seu ús és causa comuna d'enverinament de les persones i comporta una alta taxa de mortalitat.
El fosfur d'alumini és extremadament perillós. Autor: openclipart-Vectors. Font: Pixabay.
Reacciona amb la humitat de les mucoses i amb l'àcid clorhídric HCl de l'estómac formant el molt tòxic gas fosfina PH 3. Per tant, per inhalació i per ingestió es forma la fosfina dins de l'organisme, amb efectes mortals.
La seva ingestió causa hemorràgia de el tracte gastrointestinal, col·lapse cardiovascular, desordres neuropsiquiàtrics, falla respiratòria i renal en poques hores.
El AlP és molt tòxic per a tots els animals terrestres i aquàtics.
referències
- US National Library of Medicine. (2019). Aluminum phosphide. Recuperat de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Sjögren, B. et al. (2007). Aluminum. Other aluminum compounds. In Handbook on the Toxicologia of Metals (Third Edition). Recuperat de sciencedirect.com.
- Gupta, RC and Crissman, JW (2013). Safety Assessment including Current and Emerging Issues in Toxicology Pathology. Human Risk. In Haschek and Rousseaux s Handbook of Toxicology Pathology (Third Edition). Recuperat de sciencedirect.com.
- White, WE and Bushey, AH (1944). Aluminum Phosphide - Preparation and Composition. Journal of The American Chemical Society 1944, 66, 10, 1666-1672. Recuperat de pubs.acs.org.
- Mirzaei, Maryam and Mirzaei, Mahmud. (2011). A Theoretical study of Boron-Doped aluminum phosphide nanotubes. Computational and Theoretical Chemistry 963 (2011) 294-297. Recuperat de sciencedirect.com.
- Takahashi, L. and Takahashi, K. (2018). Tuning the Electronic Structure of an Aluminum Phosphide Nanotube through Configuration of the Lattice Geometry. ACS Appl. Nano Mater. 2018, 1, 501-504. Recuperat de pubs.acs.org.
- Gupta, PK (2016). Toxic effects of pesticides (Agrochemicals). Aluminum Phosphide. In Fundamentals of Toxicology. Recuperat de sciencedirect.com.