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磷化鋁（赤磷和鋁粉燒制而成化合物）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-22

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磷化鋁

赤磷和鋁粉燒制而成化合物

磷化鋁（Aluminum phosphide）一種無(wú)機化合物，CAS號20859-73-8，分子式AlP，摩爾質(zhì)量為57.9552g·mol?1，熔點(diǎn)2550 ℃，沸點(diǎn)85 ℃，微溶于冷水，溶于乙醇和乙醚。原藥為深灰色或淡黃色晶體，純品為白色結晶，它與水分反應生成一種易燃且有毒的氣體磷化氫，而磷化氫會(huì )在與空氣接觸時(shí)會(huì )發(fā)生自燃，具有一定的危險。磷化鋁會(huì )刺激人體的皮膚、眼睛和粘膜，人體接觸、攝入和吸入磷化鋁后都具有一定的毒性，人體口服，LD50為 20mg/kg，被廣泛用作殺蟲(chóng)劑和滅鼠劑。

基本信息

中文名

磷化鋁

英文名

Aluminum phosphide

拼音

lín huà lǚ

CAS號

20859-73-8

性質(zhì)

化學(xué)式

AIP

摩爾質(zhì)量

57.9552g·mol?1

外觀(guān)

深灰色或淡黃色晶體

氣味

大蒜味

密度

2.40 g/cm

熔點(diǎn)

2550 ℃

沸點(diǎn)

85 ℃

溶解性

微溶于冷水，溶于乙醇和乙醚。

蒸氣壓

非常低，即使在 1000 °C

危險性

警示術(shù)語(yǔ)

易燃

發(fā)現歷史

1827年，德國化學(xué)家弗里德里希·沃勒（F. Wohier）將鋁在磷蒸氣中熔融，首次制得磷化鋁，1900年，科學(xué)家又以赤磷和鋁粉點(diǎn)燃反應的新方法制得磷化鋁，通稱(chēng)為“鋁熱法”。1936年，德國開(kāi)始利用磷化鋁作為谷物殺蟲(chóng)劑，由德國殺蟲(chóng)藥劑有限公司法蘭克福農藥公司出品，后又在其他國家如英國（1957年）、美國（1958年）、日本（1961年）等相繼進(jìn)行研究、生產(chǎn)和應用。在中國，1963年遼寧省化工研究所首先用“筒式法打試制磷化鋁，1964年在沈陽(yáng)農藥廠(chǎng)進(jìn)行中試并鑒定，第二年該廠(chǎng)正式投產(chǎn)。

物化性質(zhì)

物理性質(zhì)

磷化鋁其原藥為深灰色或淡黃色晶體，純品為白色結晶，比重2.424，不熔融，加熱到1000 ℃不分解，不易揮發(fā)，1100 ℃時(shí)升華。它的摩爾質(zhì)量為57.9552 g mol，熔點(diǎn)為2550 ℃，沸點(diǎn)為85 ℃，密度為2.40g/cm。其工業(yè)晶由于混入雜質(zhì)而為灰綠色或褐色固體，無(wú)氣味，干燥條件下穩定。結構上，磷化鋁以固體立方閃鋅礦晶格形式存在，其中所有原子都具有四面體配位。

化學(xué)性質(zhì)

磷化鋁與水或酸反應釋放出PH₃，其化學(xué)反應為：

分解的磷化氫的物理性質(zhì)：分解的磷化氫為無(wú)色具有電石或大蒜異臭味，沸點(diǎn)-87.4 ℃，密度為2.40 g/cm，比重1.185，微溶于水，可溶于乙醇、乙醚、油和脂肪。在空氣中易燃，遇酸劇烈反應，觸及王水時(shí)會(huì )發(fā)生爆炸和著(zhù)火，爆炸極限為26.15~27.06g/m。

鑒別

物理鑒別：片劑外觀(guān)為灰色或灰綠色圓片，粉劑外觀(guān)為灰綠色或黃棕色粉末，和醫用土霉素顏色相似，無(wú)氣味，在潮濕環(huán)境下保存數小時(shí)后，可變?yōu)闅堅鼱睢?/span>

化學(xué)鑒別：通過(guò)磷化鋁與硫酸在加熱的條件下反應釋放出磷化氫毒氣來(lái)進(jìn)行檢驗。或者將滴有5 %硝酸銀的試紙置于試管口，則出現黃色，當有水存在時(shí)，又析出白色金屬銀，證明試樣是磷化鋁。

合成工藝

生產(chǎn)磷化鋁的方法有數種，但工業(yè)化的方法有兩種。一種是熔融鋁或鋁塊在磷蒸氣中反應，另一種是赤磷和鋁粉混合點(diǎn)燃反應，稱(chēng)“鋁熱法”。前法雖然可直接使用鋁錠，但存在設備不易解決，操作難以控制的缺點(diǎn)，以“鋁熱法”容易工業(yè)化。其反應為：

該反應系放熱反應，當混合物的其中一點(diǎn)被加熱到反應溫度(500℃)以后，反應即可傳到全部物料進(jìn)行，直至反應完全，反應速度很快，同時(shí)放出含有P₂O₅和微量黃磷的白煙。

此外也可以通過(guò)合成法來(lái)制備磷化鋁，其反應式如下：

應用領(lǐng)域

農業(yè)方面

磷化鋁吸水后產(chǎn)生有毒的磷化氫通過(guò)昆蟲(chóng)的呼吸系統進(jìn)入蟲(chóng)體，作用于細胞線(xiàn)粒體的呼吸鏈和細胞色素氧化酶，抑制昆蟲(chóng)的正常呼吸，殺死昆蟲(chóng)。磷化鋁既可在低溫或較高溫度下在倉庫內熏蒸，也可用以防治米象、谷象、擬谷盜、鋸谷盜、谷蠹、谷皮蠹、谷蛾、粉螨、蘑菇螨等的各種蟲(chóng)期，但對休眠期的螨類(lèi)無(wú)效，也可熏蒸種子和各種倉儲器材，還能用來(lái)殺嚙齒動(dòng)物，如可用于殺滅老鼠。

半導體

磷化鋁也被用作基于磷化物的光半導體器件的組件，特別是在LED照明領(lǐng)域。

安全事宜

GHS 分類(lèi)

H260：遇水釋放可自燃的易燃氣體

H300：吞咽致命

H311：皮膚接觸有毒

H330：吸入致命

H400：對水生生物毒性極大

禁用

磷化鋁制劑被定為有毒制劑，未經(jīng)批準者，不得處理此種制劑。

儲存方法

磷化鋁釋放出的磷化氫對金、銀、銅等金屬有腐蝕性，因此熏蒸場(chǎng)所的金屬器件可暫時(shí)移出，或涂以機油，或用塑料薄膜密封保護，始終保持容器密閉、干燥。也可儲存在不可燃、無(wú)灑水裝置的建筑物中，遠離所有可燃材料。應與強酸、水和其他不相容物質(zhì)分開(kāi)存放。

毒理與中毒癥狀

人體中毒

中毒主要表現為對局部和中樞神經(jīng)系統的刺激作用，吸入少量磷化鋁水解的磷化氫氣體有疲倦、耳鳴、嘔吐和胸悶的感覺(jué)，大量吸人立即引起嘔吐、腹瀉和胃痛，繼而失去平衡，胸劇痛，窒息，昏迷而死亡。人體口服，LD50為 20mg/kg。

急性磷化鋁暴露通常會(huì )導致頭痛、咳嗽、胸悶和疼痛、呼吸短促、頭暈、嗜睡和昏迷。可以觀(guān)察到肌肉疼痛、疲勞、發(fā)冷、震顫、缺乏協(xié)調、癲癇發(fā)作和昏迷。肺水腫和心律失常也很常見(jiàn)。胃腸道反應包括惡心和嘔吐，也可能發(fā)生腎損害、肝損害和黃疸。

輕度中毒會(huì )發(fā)生頭痛、頭暈、惡心、嘔吐、四肢無(wú)力、上腹部燒灼感，口周發(fā)紺，血壓正常或偏低，心率基本正常。

中度中毒會(huì )嗜睡、抽搐、呼吸困難、胸悶、窒息感、顏面發(fā)紺、煩躁。與磷化鋁接觸可能導致皮膚和眼睛嚴重灼傷。

昆蟲(chóng)中毒

磷化鋁又是廣譜性熏蒸殺蟲(chóng)劑。磷化鋁分解出的磷化氫通過(guò)昆蟲(chóng)的呼吸系統進(jìn)入蟲(chóng)體，作用于細胞線(xiàn)粒體的呼吸鏈和細胞色素氧化酶，導致ATP生成減少，破壞能量代謝和線(xiàn)粒體的功能，導致ATP生成減少，電子流減慢，從而導致電子泄漏，引發(fā)ROS生成，也抑制昆蟲(chóng)的正常呼吸，使昆蟲(chóng)致死。但若在無(wú)氧的情況下磷化氫不被昆蟲(chóng)吸人，不表現毒性，在高濃度磷化氫中昆蟲(chóng)會(huì )產(chǎn)生麻痹或保護性昏迷、呼吸率降低，減少了磷化氫的吸入量而使毒效降低，在應用中應掌握低濃度長(cháng)時(shí)間的原則。此外，磷化鋁對哺乳類(lèi)動(dòng)物具有很強的毒性，其經(jīng)口對小白鼠LD₅₀為14.05 mg/kg，對鼷鼠LD₅₀為2 mg/kg，但對魚(yú)類(lèi)較為安全。

急救措施

如果誤食磷化鋁或吸入過(guò)多磷化氫氣體發(fā)生中毒時(shí)，用硫酸銅溶液催吐、用高錳酸鉀水溶液洗胃，再用硫酸鎂導瀉（禁用蓖麻油等油類(lèi)作瀉劑），加速排除腸內毒物，并大量飲服濃茶或咖啡。如果感到呼吸困難，應進(jìn)行人工呼吸。一經(jīng)出現中毒癥狀，都應立即送醫院搶救和治療。以后多吃高糖、低脂肪的食物，直至恢復。當皮膚接觸時(shí)盡快脫掉被污染的衣服，用肥皂和水清洗暴露的皮膚區域兩次。如果發(fā)生眼睛接觸，提起眼瞼，必須用溫水沖洗眼睛至少 15 分鐘。當吸入中毒時(shí)應該迅速脫離現場(chǎng)至空氣新鮮處，保持呼吸道通暢，有條件下給吸氧。如呼吸停止，應立刻進(jìn)行心肺復蘇術(shù)。

消防

磷化鋁在產(chǎn)生磷化氫氣體的同時(shí), 也會(huì )產(chǎn)生少量雙膦, 當混合氣體濃度在局部空間達到26mg/L時(shí)，雙膦便自然著(zhù)火，導致磷化氫氣體燃燒。磷化鋁初期反應速度很快，能在極短時(shí)間內產(chǎn)生大量含有雙膦的磷化氫氣體，如不能迅速擴散，造成局部濃度過(guò)高時(shí)，即會(huì )發(fā)生爆鳴燃燒事故。當發(fā)生小火時(shí)可以使用CO₂（氰化物除外）、化學(xué)干粉、干沙、抗溶泡沫進(jìn)行滅火。當發(fā)生大火時(shí)，可以使用噴水、霧或抗溶性泡沫進(jìn)行滅火或撤離該區域并讓火燃燒。

環(huán)境危害

生產(chǎn)磷化鋁可能會(huì )導致磷化鋁通過(guò)各種廢物流釋放到環(huán)境中，磷化鋁很容易與潮濕空氣發(fā)生反應，產(chǎn)生有毒的磷化氫氣體。另外，磷化鋁對土壤微生物數量和酶活性具有一定的影響，研究發(fā)現磷化鋁處理土壤后，各個(gè)濃度的磷化鋁對土壤細菌、真菌和放線(xiàn)菌數量具有一定的抑制作用且隨著(zhù)濃度的升高抑制作用越強。此外，磷化鋁對土壤脲酶表現為抑制作用同樣隨著(zhù)濃度的升高會(huì )破壞土壤正常生物化學(xué)功能、破壞土壤生態(tài)環(huán)境。

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