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Polvere di fosforo rosso,una polvere amorfa di colore rosso porpora o leggermente marrone con una lucentezza metallica su alcune parti, inodore e non-tossica. Il fosforo può essere diviso in fosforo giallo e fosforo rosso. Il fosforo giallo (noto anche come fosforo bianco) viene utilizzato nella produzione di pesticidi come materiale di partenza per la preparazione di intermedi per pesticidi a base di fosforo intero. Reagisce con lo zolfo per ottenere pentasolfuro di fosforo, reagisce con il cloro per ottenere tricloruro di fosforo e ottiene così una serie di altri intermedi contenenti fosforo. La densità del fosforo rosso è 2,34 g/cm3. Sublima quando riscaldato, ma può sciogliersi se riscaldato a 590 gradi sotto una pressione di 4300 KPa. Durante la sublimazione, il calore dovrebbe essere assorbito. Conosciuta anche come sublimazione del vuoto, poiché la sublimazione è correlata all'entità relativa della pressione del vapore solido e della pressione esterna, la riduzione della pressione esterna può abbassare la temperatura di sublimazione. Le sostanze che non possono sublimare o sublimare molto lentamente sotto pressione normale possono essere sublimate utilizzando la sublimazione sotto vuoto.
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Acido ipofosforoso CAS 6303-21-5 |
Palline di iodio CAS 12190-71-5 |
Fosforo rosso CAS7723-14-0 |
La sublimazione sotto vuoto può anche impedire la decomposizione della sostanza sublimata a causa dell'alta temperatura o l'ossidazione durante il processo di sublimazione. Magnesio, samario, tricloruro di titanio, acido benzoico, saccarina, ecc. possono essere tutti purificati utilizzando questo metodo. Rispetto al fosforo bianco ha un punto di accensione più elevato ed è meno incline alla combustione spontanea. Difficile da sciogliere in acqua e anidride carbonica, insolubile in etere, ammina, ecc., leggermente solubile in etanolo anidro. Il fosforo rosso può essere utilizzato per preparare composti semiconduttori e come drogante nei materiali semiconduttori. Può essere utilizzato per poliolefine ritardanti di fiamma, polistirolo, poliestere, nylon, policarbonato, poliossimetilene, resina epossidica, resina insatura, gomma, tessuti, ecc.
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Formula chimica |
C4H12O7Pb |
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Messa esatta |
380 |
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Peso Molecolare |
379 |
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m/z |
380 (100.0%), 378 (46.0%), 379 (42.2%), 381 (4.3%), 376 (2.7%), 379 (2.0%), 380 (1.8%), 382 (1.4%) |
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Analisi elementare |
C, 12,67; H, 3,19; O, 29,52; Pb, 54.62 |
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1. Utilizzato nella produzione di fiammiferi e pesticidi, nonché nella sintesi organica.
2. Polvere di fosforo rossoè diviso in fosforo giallo e polvere rossa fosforo. Nella produzione dei pesticidi viene utilizzato il fosforo giallo, noto anche come fosforo bianco. È il materiale di partenza per la preparazione di tutti gli intermedi pesticidi contenenti fosforo. Reagisce con lo zolfo per ottenere pentasolfuro di fosforo e reagisce con il cloro per ottenere tricloruro di fosforo. Inoltre, il fosforo giallo viene utilizzato principalmente per la produzione di acido fosforico e una piccola quantità viene utilizzata per la produzione di fosforo rosso e pentossido di fosforo. Nell'uso militare viene utilizzato anche per la produzione di bombe a combustione, bombe segnaletiche, ecc. Le industrie come la lega di ferrofosfato e le materie prime organiche nell'industria farmaceutica si trovano ad affrontare sfide
3. Utilizzato per preparare composti semiconduttori e come droganti per materiali semiconduttori. Può essere utilizzato per poliolefine ritardanti di fiamma, polistirene, poliestere, nylon, policarbonato, poliformaldeide, resina epossidica, resina insatura, gomma, tessuti, ecc. Il ritardo di fiamma dei polimeri contenenti ossigeno-come polietilene tereftalato, policarbonato e resina fenolica è particolarmente efficace. Rispetto ad altri ritardanti di fiamma a base di fosforo, il fosforo rosso della stessa qualità può produrre più acido fosforico.
L'acido fosforico può coprire la superficie dei materiali ritardanti di fiamma- e accelerare la disidratazione e la carbonizzazione sulla superficie del materiale, formando una pellicola liquida e uno strato di carbonio in grado di separare i combustibili volatili dell'ossigeno esterno e il calore dalla matrice polimerica interna e interrompere la combustione. A causa della piccola quantità di fosforo rosso utilizzata per soddisfare gli stessi requisiti di ritardante di fiamma, nonché del suo elevato punto di fusione e della scarsa solubilità, alcune proprietà fisiche dei polimeri ritardanti di fiamma-con fosforo rosso sono migliori di quelle di polimeri simili realizzati con ritardanti di fiamma generici. La combinazione di fosforo rosso e ritardanti di fiamma alogenati può migliorare l'efficienza del ritardo di fiamma
4. Utilizzato per realizzare fuochi d'artificio. E il fosfuro di alluminio, l'anidride fosforica, il tricloruro di fosforo, ecc. sono materie prime per la produzione di pesticidi organici a base di fosforo. L'industria metallurgica viene utilizzata per la produzione di lastre di bronzo fosforoso, nonché per la deacidificazione di metalli leggeri e prodotti farmaceutici.
5. Industria elettronica di produzione
Polvere di fosforo rossopuò essere utilizzato per produrre materiali elettronici come materiali per elettrodi positivi, polvere fluorescente, materiali luminescenti, carta elettrica, materiali elettrocromici, ecc. per batterie. Questi materiali sono ampiamente utilizzati in prodotti elettronici come televisori a schermo piatto, computer e telefoni cellulari.
6. Industria chimica
Il rosso fosforo può essere utilizzato per produrre materiali ignifughi, prodotti chimici inorganici, pesticidi, intermedi farmaceutici, ecc. Tra questi, i materiali ignifughi e i prodotti chimici inorganici sono importanti campi di applicazione. Attraverso la reazione redox del fosforo rosso, gli esteri metilici degli acidi grassi possono essere convertiti in dienoni coniugati, con conseguente produzione di polimeri aromatici di elevata purezza come policarbonato e polistirene.
7. Industria degli armamenti
Le proprietà chimiche del fosforo rosso lo rendono ampiamente utilizzato nell'industria militare, come nella preparazione di fumogeni autoinfiammabili, bombe incendiarie, carburante per missili, ecc. Allo stesso tempo, è necessario adottare rigorose misure di sicurezza durante la lavorazione per evitare che si verifichino incidenti.
8. Industria dei materiali da costruzione
Il fosforo rosso può essere utilizzato anche come additivo nei materiali da costruzione per migliorarne le prestazioni di resistenza al fuoco. La miscelazione del fosforo rosso nel calcestruzzo può aumentarne la resistenza al fuoco e prevenire il verificarsi di incendi.
9. Agricoltura
Il fosforo rosso ha un impatto importante sulla crescita delle piante. È uno dei componenti dell'ATP (adenosina trifosfato) nelle piante e ha un effetto positivo sulla promozione del metabolismo vegetale. Allo stesso tempo, il fosforo rosso può essere utilizzato anche come materia prima per i pesticidi, con buoni effetti di controllo su malattie, parassiti, erbe infestanti, ecc.
Polvere di fosforo rosso, noto anche come fosforo rosso (Phosphourus), è più stabile del fosforo giallo e non emette fosforescenza al buio. Il fosforo rosso può interagire con altre sostanze solo ad alte temperature, a 290 gradi. Quando il C viene distillato, diventa fosforo giallo. Non si accende spontaneamente nell'aria. Prenderà fuoco se riscaldato a circa 200 gradi e brucerà per formare pentossido di fosforo. Brucerà anche se riscaldato in gas di cloro e incontrerà KCl0. , KMnO. I perossidi e altri agenti ossidanti sono esplosivi. Pertanto, è necessario prestare particolare attenzione all'ambiente circostante e alla sicurezza quando si sintetizza questa sostanza in laboratorio. Esistono diversi metodi di sintesi di laboratorio per le coppie di fosforo rosso, che sono solo di riferimento.
Metodo 1: metodo di distillazione diretta
Mettere 5 kg di fosforo industriale al 99% in un pallone da distillazione da 10 L, spostarlo in un bagno di sabbia, installare un frazionatore, collegare il tubo del condensatore, riscaldarlo con un forno elettrico sigillato e utilizzare un trasformatore di regolazione della tensione per controllare la temperatura e aumentare la temperatura. Sii lento. Quando tutto il fosforo si sarà sciolto in liquido, aumentare la temperatura a 300 gradi e iniziare la distillazione. L'operazione deve essere eseguita sotto una cappa aspirante. Per prima cosa mettere a parte 200 ml del distillato iniziale come materia prima successiva; 4 kg di distillato medio come prodotto intermedio (semi-prodotto); e 800 ml del liquido residuo. , possono essere utilizzati come materie prime, ma possono essere riutilizzati solo tre volte, altrimenti la qualità del prodotto ne risentirà. L'operazione di cui sopra è la prima distillazione.
Distillare i 4 kg di semi-lavorato sopra ottenuti ripetendo la stessa operazione esattamente una volta. Dopo due distillazioni si otterranno circa 3 kg di fosforo. Dopo analisi chimico-strumentali la purezza ha raggiunto il 99,999%. Poiché lo stoccaggio e lo stoccaggio del fosforo bianco non è sicuro come quello del fosforo rosso, il fosforo bianco deve essere convertito in fosforo rosso. Il metodo operativo è il seguente:
Metti 3 kg di fosforo ad alta purezza in un tubo di vetro duro, spostalo in un forno elettrico tubolare, riscaldalo sotto azoto, controlla la temperatura a 300-350 °C, conservalo per diverse ore, quindi raffreddalo per ottenere fosforo rosso ad alta purezza.
Metodo 2: Metodo di riduzione del tricloruro di fosforo
Poiché le pressioni di vapore del tricloruro di arsenico e del tricloruro di fosforo sono vicine, durante la separazione è necessario selezionare condizioni di separazione e apparecchiature di distillazione adeguate. Il bilanciatore utilizzato è una colonna di distillazione a riempimento o in vetro, diametro. 20 mm, il riempimento è costituito da sfere di vetro con un diametro di 3-4 mm e l'altezza di riempimento è 750 mm. La testa di frazionamento utilizza un temporizzatore per controllare l'apertura e la chiusura dell'interruttore elettromagnetico. L'uscita di distillazione nella parte superiore dello strato di riempimento è dotata di un dispositivo di misurazione del flusso. La colonna di distillazione è isolata con una camicia sottovuoto e la parete interna della camicia è argentata. Il pallone di distillazione sul fondo della colonna di distillazione ha una capacità di 1000 ml: viene riscaldato da un forno elettrico.
La distillazione e la purificazione del tricloruro di fosforo vengono effettuate nella colonna di distillazione a riempimento sopra-menzionata, utilizzando come materie prime reagenti analiticamente puri. Il distillato viene raccolto in tre parti. Secondo il PCI. AsCl. Vengono selezionati i seguenti rapporti per l'effettiva capacità di separazione del sistema e il contenuto di impurità nelle materie prime:
La prima parte assorbe il 15% del distillato totale,
La seconda parte prende il 60% del distillato totale,
Il restante liquido residuo nella terza parte è pari al 25% del distillato totale. La velocità di distillazione è 0,17·mL/min. Il rapporto di riflusso è compreso tra 1 e 28.
Per ogni distillazione, aggiungere 750 ml del liquido di alimentazione nella bottiglia di distillazione, riscaldare fino all'ebollizione, quindi ridurre la corrente di riscaldamento per mantenere il flusso di riflusso massimo e avviare la distillazione alla velocità specificata dopo il riflusso completo per 2 ore. Se necessario, il tricloruro di fosforo ottenuto per la prima volta viene nuovamente rettificato.
La riduzione dell'idrogeno del tricloruro di fosforo viene effettuata in un tubo di quarzo trasparente posizionato verticalmente. Il diametro del tubo di quarzo è di 25 mm e l'esterno è riscaldato da un forno a resistenza. Il riscaldamento è suddiviso in sezioni superiore ed inferiore, ciascuna delle quali è lunga 350 mm. L'idrogeno nel cilindro viene purificato dall'acido pirogallico-amianto platino (400 gradi)-idrossido di potassio solido. L'idrogeno purificato entra nel tubo di reazione attraverso il flussometro in due modi: un modo conduce al contenitore di stoccaggio del tricloruro di fosforo per portare il gas di tricloruro di fosforo nel tubo di reazione; l'altro modo entra direttamente nel tubo di reazione. Prima di iniziare l'operazione, viene introdotto idrogeno per spurgare l'aria nel sistema, quindi il tubo di reazione viene riscaldato alla temperatura richiesta e viene introdotto un gas misto di tricloruro di fosforo e idrogeno. Il gas di scarico della reazione viene scaricato attraverso un gorgogliatore. Il fosforo generato gocciola nel collettore lungo la parete del tubo e parte del vapore di fosforo non condensato si condensa quando il gas di scarico passa attraverso il collettore. Quando il fosforo gocciola lungo la parete del tubo, una piccola quantità viene convertita in fosforo rosso all'estremità del tubo di reazione e aderisce alla parete del tubo.
La riduzione è la seconda parte della distillazione primaria, che viene eseguita a 400 gradi (le sezioni superiore e inferiore sono entrambe a 400 gradi), 600 gradi (le sezioni superiore e inferiore sono entrambe a 600 gradi) e 800 gradi (l'estremità superiore è a 800 gradi, la sezione inferiore è a 500 gradi). Eseguire la riduzione dell'idrogeno. A 400 gradi si può osservare che la reazione procede, ma a una velocità molto lenta, con solo un sottile strato di sedimento che precipita all'estremità del tubo di reazione. A 600 gradi, la velocità di reazione è ancora relativamente lenta e non si ottiene molto prodotto. A 800 gradi, quando H. /PCI. Quando il rapporto molecolare è 3,5, la velocità di precipitazione del fosforo è compresa tra 3 e 4 g/h. Il tasso di recupero è del 95%.
Per facilitare lo stoccaggio o soddisfare le esigenze di utilizzo, il fosforo bianco ottenuto può essere convertito in fosforo rosso. Finché il fosforo bianco viene trasferito in un altro tubo di vetro, sigillato sotto vuoto e riscaldato gradualmente a 300-350 gradi, verrà completamente convertito inPolvere di fosforo rossotra circa una settimana.
1. Polvere di fosforo rosso VSPolvere di fosforo bianco
Rosso
- Una sostanza polverosa che appare di colore rosso o rosso scuro.
- Buona stabilità e meno incline alla combustione spontanea.
- Il punto di fusione è relativamente alto, a 590 gradi.
- Il punto di accensione è relativamente alto e non facile da accendere.
Bianco
- A temperatura ambiente si presenta come un solido bianco giallo con odore di aglio.
- È la molecola più attiva della famiglia del fosforo, con una combustione spontanea estremamente forte e un punto di accensione di soli 40 gradi.
- La temperatura di combustione è molto alta, solitamente tra 2500 gradi e 3000 gradi.
2.Proprietà chimica
Rosso
- Difficile da sciogliere in acqua e anidride carbonica, insolubile in etere, ammoniaca, ecc., leggermente solubile in etanolo anidro.
- Stabile all'aria, ma se riscaldato a 400 gradi, brucerà violentemente e genererà pentossido di fosforo.
- Può subire reazioni chimiche con molti elementi e composti, come alogeni, ossidi metallici, ecc.
Bianco
- Dopo il contatto con l'ossigeno, brucerà spontaneamente e produrrà fiamme luminose tra 30 gradi e 40 gradi.
- Durante il processo di combustione si genera vapore di ossido di fosforo che si combina con il vapore acqueo presente nell'aria per formare un denso fumo bianco.
- L'acido fosforico e il pirofosfato generati possono corrodere la pelle, in particolare il pirofosfato può causare ustioni e ulcere ai tessuti.
3.Scopo
Rosso
- Utilizzato principalmente per la produzione di fiammiferi, ritardanti di fiamma, reagenti chimici, ecc.
- Utilizzato nella produzione di pesticidi per la produzione di fosfuro di alluminio, fosfuro di zinco, ecc.
- Utilizzato come materia prima o catalizzatore nella sintesi organica.
Bianco
- A causa della sua infiammabilità, viene utilizzato per scopi militari come la realizzazione di bombe al fosforo bianco (ma va notato che l'uso delle bombe al fosforo bianco è soggetto a convenzioni internazionali).
- In laboratorio, il fosforo bianco è comunemente utilizzato anche nelle reazioni chimiche e nella preparazione di altri composti del fosforo.
4.Sicurezza
Rosso
- Relativamente stabile, non incline alla combustione spontanea, ma può accendersi in condizioni di alta temperatura o attrito.
- Durante lo stoccaggio e il trasporto, è necessario prestare attenzione alla prevenzione degli incendi e alla prevenzione dell'umidità.
Bianco
- Estremamente incline alla combustione spontanea, è necessario prestare particolare attenzione durante lo stoccaggio e il trasporto.
- Il contatto con il corpo umano può causare corrosione e ustioni alla pelle, mentre l'inalazione dei fumi prodotti dalla sua combustione può provocare irritazioni e danni alle vie respiratorie.
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