- Structure
- Nomenclature
- Propriétés
- État physique
- Poids moléculaire
- Point de fusion
- Densité
- Solubilité
- Propriétés chimiques
- Autres propriétés
- Obtention
- Applications
- Dans l'élimination des ravageurs (utilisation interrompue)
- Dans d'autres applications
- Etude théorique des nanotubes AlP
- Nanotubes AlP au bore
- Nanotubes AlP à structure modifiée
- Des risques
- Références
Le phosphure d'aluminium est un composé inorganique constitué d'un atome d'aluminium (A's) et d'un atome de phosphore (P). Sa formule chimique est AlP. C'est un gris foncé solide ou, s'il est très pur, jaune. C'est un composé extrêmement toxique pour les êtres vivants.
Le phosphure d'aluminium réagit avec l'humidité pour former de la phosphine ou du phosphane PH 3, qui est un gaz toxique. Pour cette raison, l'AlP ne doit pas entrer en contact avec de l'eau. Réagit fortement avec les acides et les solutions alcalines.
Phosphure d'aluminium. همان. Source: Wikimedia Commons.
Il était utilisé dans le passé pour éliminer les ravageurs tels que les insectes et les rongeurs dans les endroits où les céréales et autres produits agricoles étaient stockés. Cependant, en raison de son danger élevé, il a été interdit dans la plupart des pays du monde.
Actuellement, son utilité dans le domaine de l'électronique est théoriquement étudiée à l'aide d'ordinateurs qui calculent la possibilité d'obtenir des nanotubes semi-conducteurs AlP, c'est-à-dire des tubes extrêmement petits qui ne peuvent transmettre de l'électricité que dans certaines conditions.
Le phosphure d'aluminium est un composé très dangereux, il doit être manipulé avec des équipements de sécurité tels que gants, lunettes, respirateurs et vêtements de protection.
Structure
Le phosphure d'aluminium AlP est formé par l'union d'un atome d'aluminium Al et d'un atome de phosphore P. La liaison entre les deux est covalente et triple, donc elle est très forte.
L'aluminium dans l'AlP a un état d'oxydation de +3 et le phosphore a une valence de -3.
Structure du phosphure d'aluminium où la triple liaison entre les atomes d'aluminium (Al) et de phosphore (P) peut être observée. Claudio Pistilli. Source: Wikimedia Commons.
Nomenclature
- Phosphure d'aluminium
Propriétés
État physique
Solide cristallin gris foncé ou jaune foncé ou vert. Cristaux cubiques.
Poids moléculaire
57,9553 g / mol
Point de fusion
2550 ºC
Densité
2,40 g / cm 3 à 25 ° C
Solubilité
Il se décompose dans l'eau.
Propriétés chimiques
Réagit avec l'humidité pour donner de la phosphine ou du phosphane PH 3 qui est un composé inflammable et toxique. La phosphine ou le phosphane s'enflamme spontanément au contact de l'air, sauf en cas d'excès d'eau.
La réaction du phosphure d'aluminium avec l'eau est la suivante:
Phosphure d'aluminium + eau → Hydroxyde d'aluminium + phosphine
AlP + 3 H 2 O → Al (OH) 3 + PH 3 ↑
Les présentations commerciales contiennent du carbonate d'aluminium Al 2 (CO 3) 3 pour empêcher l'auto-inflammation de la phosphine qui se produit lorsque l'AlP entre en contact avec l'humidité de l'air.
L'AlP est stable une fois sec. Réagit violemment avec les acides et les solutions alcalines.
Le phosphure d'aluminium AlP ne fond pas, ne se sublime pas et ne se décompose pas thermiquement à des températures aussi élevées que 1000 ° C. Même à cette température, sa pression de vapeur est très faible, c'est-à-dire qu'elle ne s'évapore pas à cette température.
Lorsqu'il est chauffé jusqu'à décomposition, il émet des oxydes de phosphore toxiques. Au contact des métaux, il peut émettre des gaz d'hydrogène inflammables H 2.
Autres propriétés
Lorsqu'il est pur, il présente une coloration jaunâtre, lorsqu'il est mélangé avec des résidus de la réaction de préparation, il présente une couleur allant du gris au noir.
Sa faible volatilité exclut qu'il n'ait aucune odeur, de sorte que l'odeur d'ail qu'il dégage parfois est due à la phosphine PH 3 qui se forme en présence d'humidité.
Obtention
Le phosphure d'aluminium peut être obtenu en chauffant un mélange d'aluminium métallique en poudre (Al) et d'élément phosphorescent rouge (P).
En raison de l'affinité du phosphore (P) pour l'oxygène (O 2) et de celle de l'aluminium (Al) pour l'oxygène et l'azote (N 2), la réaction doit être effectuée dans une atmosphère exempte de ces gaz, telle qu'une atmosphère l'hydrogène (H 2) ou le gaz naturel.
La réaction est démarrée en chauffant rapidement une zone du mélange jusqu'au démarrage de la réaction, qui est exothermique (de la chaleur est produite pendant la réaction). A partir de ce moment, la réaction se déroule rapidement.
Aluminium + Phosphore → Phosphure d'aluminium
4 Al + P 4 → 4 AlP
Applications
Dans l'élimination des ravageurs (utilisation interrompue)
Le phosphure d'aluminium a été utilisé dans le passé comme insecticide et comme tueur de rongeurs. Cependant, bien qu'il ait été interdit pour sa toxicité, il est toujours utilisé dans certaines régions du monde.
Il est utilisé pour la fumigation dans les espaces confinés où se trouvent des produits alimentaires agricoles transformés ou non transformés (comme les céréales), des aliments pour animaux et des produits non alimentaires.
L'objectif est de contrôler les insectes et les rongeurs qui attaquent les articles stockés, qu'ils soient comestibles ou non.
Il permet de lutter contre les rongeurs et les insectes dans les zones non domestiques, agricoles ou non agricoles, en pulvérisant à l'extérieur ou dans leurs terriers et nids pour éviter qu'ils ne transmettent certaines maladies.
Les rats et les souris sont des ravageurs qui attaquent les lieux de stockage des céréales. Il y a quelques années, ils ont été combattus avec du phosphure d'aluminium. Auteur: Andreas N. Source: Pixabay.
Les rongeurs ont été contrôlés en plaçant du phosphure d'aluminium dans leurs terriers. Auteur: Foto-Rabe. Source: Pixabay.
Sa forme d'utilisation consiste à exposer l'AlP à l'air ou à l'humidité, car de la phosphine ou du phosphane PH 3 est libérée, ce qui endommage de nombreux organes du ravageur à éliminer.
Les insectes ont également été tués avec du phosphure d'aluminium AlP. Auteur: Michael Podger. Source: Unsplash.
Dans d'autres applications
Le phosphure d'aluminium AlP est utilisé comme source de phosphine ou de phosphane PH 3 et est utilisé dans la recherche sur les semi-conducteurs.
Phosphane ou phosphine PH 3, un composé qui se forme lorsque le phosphure d'aluminium AlP entre en contact avec l'eau. NEUROtiker. Source: Wikimedia Commons.
Etude théorique des nanotubes AlP
Des études théoriques ont été menées sur la formation de nanotubes de phosphure d'aluminium AlP. Les nanotubes sont des cylindres très petits et très minces qui ne peuvent être visibles qu'au microscope électronique.
Nanotubes AlP au bore
Des études théoriques réalisées à travers des calculs informatiques montrent que les impuretés qui pourraient être ajoutées aux nanotubes d'AlP pourraient modifier les propriétés théoriques de ceux-ci.
Par exemple, on estime que l'ajout d'atomes de bore (B) à des nanotubes d'AlP pourrait les transformer en semi-conducteurs de type p. Un semi-conducteur est un matériau qui se comporte comme un conducteur d'électricité ou comme un isolant en fonction du champ électrique auquel il est soumis.
Et un semi-conducteur de type p est lorsque des impuretés sont ajoutées au matériau, dans ce cas, AlP est le matériau de départ et les atomes de bore seraient les impuretés. Les semi-conducteurs sont utiles pour les applications électroniques.
Nanotubes AlP à structure modifiée
Certains scientifiques ont effectué des calculs pour déterminer l'effet du changement de la structure du réseau cristallin des nanotubes AlP de l'hexagonale à l'octaédrique.
Ils ont découvert que la manipulation de la structure du réseau cristallin pouvait être utilisée pour ajuster la conductivité et la réactivité des nanotubes d'AlP et les concevoir pour être utiles pour les applications électroniques et optiques.
Des risques
Le contact avec le phosphure d'aluminium peut irriter la peau, les yeux et les muqueuses. En cas d'ingestion ou d'inhalation, il est toxique. Peut être absorbé par la peau avec des effets toxiques.
Si l'AlP entre en contact avec l'eau, il réagit et forme de la phosphine ou du phosphane PH 3 qui est extrêmement inflammable car il s'enflamme au contact de l'air. Par conséquent, il peut exploser. De plus, la phosphine entraîne la mort des humains et des animaux.
Le phosphure d'aluminium étant un pesticide peu coûteux, son utilisation est une cause courante d'empoisonnement chez l'homme et entraîne un taux de mortalité élevé.
Le phosphure d'aluminium est extrêmement dangereux. Auteur: OpenClipart-Vectors. Source: Pixabay.
Il réagit avec l'humidité des muqueuses et avec l'acide chlorhydrique HCl dans l'estomac, formant le gaz phosphane très toxique PH 3. Par conséquent, par inhalation et par ingestion, de la phosphine se forme dans le corps, avec des effets mortels.
Son ingestion provoque des saignements du tractus gastro-intestinal, un collapsus cardiovasculaire, des troubles neuropsychiatriques, une insuffisance respiratoire et rénale en quelques heures.
L'AlP est très toxique pour tous les animaux terrestres et aquatiques.
Références
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- Mirzaei, Maryam et Mirzaei, Mahmoud. (2011). Une étude théorique des nanotubes de phosphure d'aluminium dopés au bore. Chimie computationnelle et théorique 963 (2011) 294-297. Récupéré de sciencedirect.com.
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- Gupta, PK (2016). Effets toxiques des pesticides (produits agrochimiques). Phosphure d'aluminium. Dans Fundamentals of Toxicology. Récupéré de sciencedirect.com.