Fosforeto de alumínio (AIP): estrutura, propriedades, usos, riscos - Ciência - 2023

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Fosforeto de alumínio (AIP): estrutura, propriedades, usos, riscos - Ciência
Fosforeto de alumínio (AIP): estrutura, propriedades, usos, riscos - Ciência

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o fosforeto de alumínio É um composto inorgânico formado por um átomo de alumínio (Al) e um átomo de fósforo (P). Sua fórmula química é AlP. É um cinza escuro sólido ou, se muito puro, amarelo. É um composto extremamente tóxico para os seres vivos.

O fosforeto de alumínio reage com a umidade para formar fosfina ou fosfano PH3, que é um gás venenoso. Por isso, o AlP não deve entrar em contato com a água. Reage fortemente com ácidos e soluções alcalinas.

Era usado no passado para eliminar pragas como insetos e roedores em locais onde grãos de cereais e outros produtos agrícolas eram armazenados. No entanto, devido ao seu alto perigo, foi proibido na maioria dos países do mundo.

Atualmente, sua utilidade na área de eletrônica está sendo investigada teoricamente por meio de computadores que calculam a possibilidade de obtenção de nanotubos de AlP semicondutores, ou seja, tubos extremamente pequenos que podem transmitir eletricidade apenas em determinadas condições.


O fosforeto de alumínio é um composto muito perigoso, deve ser manuseado com equipamentos de segurança como luvas, óculos, respiradores e roupas de proteção.

Estrutura

O fosforeto de alumínio AlP é formado pela união de um átomo de alumínio Al e um átomo de fósforo P. A ligação entre ambos é covalente e tripla, portanto é muito forte.

O alumínio em AlP tem um estado de oxidação de +3 e o fósforo tem uma valência de -3.

Nomenclatura

- Fosforeto de alumínio

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino cinza escuro ou amarelo escuro ou verde. Cristais cúbicos.

Peso molecular

57,9553 g / mol

Ponto de fusão

2550 ºC


Densidade

2,40 g / cm3 a 25 ° C

Solubilidade

Ele se decompõe na água.

Propriedades quimicas

Reage com a umidade para dar fosfina ou fosfano PH3 que é um composto inflamável e venenoso. A fosfina ou o fosfano têm ignição espontânea em contato com o ar, exceto se houver excesso de água.

A reação de fosfeto de alumínio com água é a seguinte:

Fosfeto de Alumínio + Água → Hidróxido de Alumínio + Fosfina

AlP + 3 H2O → Al (OH)3 + PH3↑

As apresentações comerciais contam com carbonato de alumínio Al2(CO3)3 para evitar a autoignição da fosfina que ocorre quando o AlP entra em contato com a umidade do ar.

AlP é estável quando seco.Reage violentamente com ácidos e soluções alcalinas.

O Fosfeto de Alumínio AlP não derrete, sublima ou se decompõe termicamente em temperaturas tão altas quanto 1000 ° C. Mesmo nessa temperatura, sua pressão de vapor é muito baixa, ou seja, não evapora nessa temperatura.


Quando aquecido até a decomposição, emite óxidos de fósforo tóxicos. Em contato com metais, pode emitir gases de hidrogênio inflamáveis ​​H2.

Outras propriedades

Quando puro apresenta coloração amarelada, ao se misturar com resíduos da reação do preparo apresenta coloração que vai do cinza ao preto.

Sua baixa volatilidade exclui que ele tenha qualquer odor, então o cheiro de alho que ele às vezes emite é devido ao PH de fosfina3 que se forma na presença de umidade.

Obtendo

O fosforeto de alumínio pode ser obtido aquecendo uma mistura de alumínio metálico em pó (Al) e o elemento de fósforo vermelho (P).

Devido à afinidade do fósforo (P) pelo oxigênio (O2) e de alumínio (Al) por oxigênio e nitrogênio (N2), a reação deve ser realizada em uma atmosfera livre desses gases, por exemplo, em uma atmosfera de hidrogênio (H2) ou gás natural.

A reação é iniciada aquecendo rapidamente uma zona da mistura até o início da reação, que é exotérmica (o calor é produzido durante a reação). A partir desse momento, a reação ocorre rapidamente.

Alumínio + Fósforo → Fosfeto de Alumínio

4 Al + P4 → 4 AlP

Formulários

Na eliminação de pragas (uso descontinuado)

O fosforeto de alumínio foi usado no passado como inseticida e como um assassino de roedores. No entanto, embora tenha sido proibido por sua toxicidade, ainda é usado em algumas partes do mundo.

É utilizado para fumigação em espaços confinados onde se encontram produtos agrícolas alimentares processados ​​ou não (como cereais), ração animal e produtos não alimentares.

O objetivo é controlar insetos e roedores que atacam os itens armazenados, sejam comestíveis ou não.

Permite controlar roedores e insetos em áreas não domésticas, agrícolas ou não agrícolas, pulverizando ao ar livre ou em suas tocas e ninhos para evitar que transmitam certas doenças.

Sua forma de uso consiste em expor o AlP ao ar ou à umidade, desde que seja liberado fosfina ou fosfano PH3 que danifica muitos órgãos da praga a ser eliminada.

Em outros aplicativos

Fosfeto de alumínio AlP é usado como fonte de fosfina ou fosfano PH3 e está sendo usado na pesquisa de semicondutores.

Investigação teórica de nanotubos de AlP

Estudos teóricos foram realizados sobre a formação de nanotubos de AlP de fosfeto de alumínio. Os nanotubos são cilindros muito pequenos e muito finos que podem ser visíveis apenas com um microscópio eletrônico.

Nanotubos de AlP com boro

Estudos teóricos realizados por meio de cálculos computacionais mostram que as impurezas que podem ser adicionadas aos nanotubos de AlP podem alterar suas propriedades teóricas.

Por exemplo, estima-se que adicionar átomos de boro (B) aos nanotubos de AlP poderia transformá-los em semicondutores do tipo.p. Um semicondutor é um material que se comporta como condutor de eletricidade ou como isolante dependendo do campo elétrico ao qual está sujeito.

E um tipo de semicondutorp É quando as impurezas são adicionadas ao material, neste caso o AlP é o material de partida e os átomos de boro seriam as impurezas. Semicondutores são úteis para aplicações eletrônicas.

Nanotubos de AlP com estrutura alterada

Alguns cientistas realizaram cálculos para determinar o efeito da mudança da estrutura cristalina dos nanotubos de AlP de hexagonal para octaédrico.

Eles descobriram que a manipulação da estrutura de rede cristalina poderia ser usada para ajustar a condutividade e reatividade dos nanotubos de AlP e projetá-los para serem úteis em aplicações eletrônicas e ópticas.

Riscos

O contato com o fosfeto de alumínio pode irritar a pele, os olhos e as membranas mucosas. Se ingerido ou inalado, é tóxico. Pode ser absorvido pela pele com efeitos tóxicos.

Se o AlP entrar em contato com a água, ele reage e forma fosfina ou fosfano PH3 que é extremamente inflamável, pois se inflama em contato com o ar. Portanto, pode explodir. Além disso, a fosfina causa a morte de humanos e animais.

Como o fosfeto de alumínio é um pesticida barato, seu uso é uma causa comum de envenenamento em pessoas e apresenta uma alta taxa de mortalidade.

Reage com a umidade das membranas mucosas e com o ácido clorídrico HCl no estômago, formando o muito tóxico gás fosfano PH3. Portanto, por inalação e ingestão, a fosfina é formada no corpo, com efeitos fatais.

Sua ingestão causa sangramento do trato gastrointestinal, colapso cardiovascular, distúrbios neuropsiquiátricos, insuficiência respiratória e renal em poucas horas.

O AlP é muito tóxico para todos os animais terrestres e aquáticos.

Referências

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