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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）一種無機化合物，CAS號20859-73-8，分子式AlP，摩爾質量為57.9552g·mol?1，熔點2550 ℃，沸點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，而磷化氫會在與空氣接觸時會發(fā)生自燃，具有一定的危險。磷化鋁會刺激人體的皮膚、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

化學式

AIP

摩爾質量

57.9552g·mol?1

外觀

深灰色或淡黃色晶體

氣味

大蒜味

密度

2.40 g/cm

熔點

2550 ℃

沸點

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

警示術語

易燃

發(fā)現(xiàn)歷史

1827年，德國化學家弗里德里希·沃勒（F. Wohier）將鋁在磷蒸氣中熔融，首次制得磷化鋁，1900年，科學家又以赤磷和鋁粉點燃反應的新方法制得磷化鋁，通稱為“鋁熱法”。1936年，德國開始利用磷化鋁作為谷物殺蟲劑，由德國殺蟲藥劑有限公司法蘭克福農(nóng)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年在沈陽農(nóng)藥廠進行中試并鑒定，第二年該廠正式投產(chǎn)。

物化性質

物理性質

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 ℃時升華。它的摩爾質量為57.9552 g mol，熔點為2550 ℃，沸點為85 ℃，密度為2.40g/cm。其工業(yè)晶由于混入雜質而為灰綠色或褐色固體，無氣味，干燥條件下穩(wěn)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。

化學性質

磷化鋁與水或酸反應釋放出PH₃，其化學反應為：

分解的磷化氫的物理性質：分解的磷化氫為無色具有電石或大蒜異臭味，沸點-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，觸及王水時會發(fā)生爆炸和著火，爆炸極限為26.15~27.06g/m。

鑒別

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

化學鑒別：通過磷化鋁與硫酸在加熱的條件下反應釋放出磷化氫毒氣來進行檢驗。或者將滴有5 %硝酸銀的試紙置于試管口，則出現(xiàn)黃色，當有水存在時，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(shù)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燃反應，稱“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，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被加熱到反應溫度(500℃)以后，反應即可傳到全部物料進行，直至反應完全，反應速度很快，同時放出含有P₂O₅和微量黃磷的白煙。

此外也可以通過合成法來制備磷化鋁，其反應式如下：

應用領域

農(nóng)業(yè)方面

磷化鋁吸水后產(chǎn)生有毒的磷化氫通過昆蟲的呼吸系統(tǒng)進入蟲體，作用于細胞線粒體的呼吸鏈和細胞色素氧化酶，抑制昆蟲的正常呼吸，殺死昆蟲。磷化鋁既可在低溫或較高溫度下在倉庫內(nèi)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、蘑菇螨等的各種蟲期，但對休眠期的螨類無效，也可熏蒸種子和各種倉儲器材，還能用來殺嚙齒動物，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照明領域。

安全事宜

GHS 分類

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，因此熏蒸場所的金屬器件可暫時移出，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分開存放。

毒理與中毒癥狀

人體中毒

中毒主要表現(xiàn)為對局部和中樞神經(jīng)系統(tǒng)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，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。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。

輕度中毒會發(fā)生頭痛、頭暈、惡心、嘔吐、四肢無力、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。

昆蟲中毒

磷化鋁又是廣譜性熏蒸殺蟲劑。磷化鋁分解出的磷化氫通過昆蟲的呼吸系統(tǒng)進入蟲體，作用于細胞線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，也抑制昆蟲的正常呼吸，使昆蟲致死。但若在無氧的情況下磷化氫不被昆蟲吸人，不表現(xiàn)毒性，在高濃度磷化氫中昆蟲會產(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時間的原則。此外，磷化鋁對哺乳類動物具有很強的毒性，其經(jīng)口對小白鼠LD₅₀為14.05 mg/kg，對鼷鼠LD₅₀為2 mg/kg，但對魚類較為安全。

急救措施

如果誤食磷化鋁或吸入過多磷化氫氣體發(fā)生中毒時，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（禁用蓖麻油等油類作瀉劑），加速排除腸內(nèi)毒物，并大量飲服濃茶或咖啡。如果感到呼吸困難，應進行人工呼吸。一經(jīng)出現(xiàn)中毒癥狀，都應立即送醫(yī)院搶救和治療。以后多吃高糖、低脂肪的食物，直至恢復。當皮膚接觸時盡快脫掉被污染的衣服，用肥皂和水清洗暴露的皮膚區(qū)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。當吸入中毒時應該迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處，保持呼吸道通暢，有條件下給吸氧。如呼吸停止，應立刻進行心肺復蘇術。

消防

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

環(huán)境危害

生產(chǎn)磷化鋁可能會導致磷化鋁通過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(shù)量和酶活性具有一定的影響，研究發(fā)現(xiàn)磷化鋁處理土壤后，各個濃度的磷化鋁對土壤細菌、真菌和放線菌數(shù)量具有一定的抑制作用且隨著濃度的升高抑制作用越強。此外，磷化鋁對土壤脲酶表現(xiàn)為抑制作用同樣隨著濃度的升高會破壞土壤正常生物化學功能、破壞土壤生態(tài)環(huán)境。