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Polvo de fósforo rojo, un polvo amorfo de color rojo púrpura o ligeramente marrón con brillo metálico en algunas partes, inodoro y no-tóxico. El fósforo se puede dividir en fósforo amarillo y fósforo rojo. El fósforo amarillo (también conocido como fósforo blanco) se utiliza en la producción de pesticidas como material de partida para la preparación de productos intermedios para pesticidas de fósforo completo. Reacciona con azufre para obtener pentasulfuro de fósforo, reacciona con cloro para obtener tricloruro de fósforo y así obtiene una serie de otros productos intermedios que contienen fósforo. La densidad del fósforo rojo es de 2,34 g/cm3. Se sublima cuando se calienta, pero puede derretirse cuando se calienta a 590 grados bajo una presión de 4300 KPa. Al sublimar se debe absorber el calor. También conocida como sublimación al vacío, debido a que la sublimación está relacionada con la magnitud relativa de la presión de vapor sólido y la presión externa, la reducción de la presión externa puede reducir la temperatura de sublimación. Las sustancias que no pueden sublimar o sublimar muy lentamente bajo presión normal se pueden sublimar mediante sublimación al vacío.
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Ácido hipofosforoso CAS 6303-21-5 |
Bolas de yodo CAS 12190-71-5 |
Fósforo rojo CAS 7723-14-0 |
La sublimación al vacío también puede evitar que la sustancia sublimada se descomponga debido a las altas temperaturas o se oxide durante el proceso de sublimación. Con este método se pueden purificar magnesio, samario, tricloruro de titanio, ácido benzoico, sacarina, etc. En comparación con el fósforo blanco, tiene un punto de ignición más alto y es menos propenso a la combustión espontánea. Difícil de disolver en agua y dióxido de carbono, insoluble en éter, amina, etc., ligeramente soluble en etanol anhidro. El fósforo rojo se puede utilizar para preparar compuestos semiconductores y como dopante en materiales semiconductores. Puede usarse para poliolefinas ignífugas, poliestireno, poliéster, nailon, policarbonato, polioximetileno, resina epoxi, resina insaturada, caucho, textiles, etc.
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Fórmula química |
C4H12O7Pb |
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Masa exacta |
380 |
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Peso molecular |
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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Análisis elemental |
C, 12,67; H, 3,19; O, 29,52; Pb, 54,62 |
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1. Utilizado en la fabricación de cerillas y pesticidas, así como en síntesis orgánica.
2. Polvo de fósforo rojoSe divide en fósforo amarillo y polvo rojo de fósforo. En la producción de pesticidas se utiliza fósforo amarillo, también conocido como fósforo blanco. Es el material de partida para la preparación de todos los pesticidas intermedios que contienen fósforo. Reacciona con azufre para obtener pentasulfuro de fósforo y reacciona con cloro para obtener tricloruro de fósforo. Además, el fósforo amarillo se utiliza principalmente para la producción de ácido fosfórico y una pequeña cantidad para la producción de fósforo rojo y pentóxido de fósforo. En uso militar, también se utiliza para la producción de bombas de combustión, bombas de señales, etc. Las industrias como las de aleaciones de ferrofosfato y materias primas orgánicas en la industria farmacéutica se enfrentan a desafíos.
3. Se utiliza para preparar compuestos semiconductores y como dopantes para materiales semiconductores. Puede usarse para poliolefinas retardantes de llama, poliestireno, poliéster, nailon, policarbonato, poliformaldehído, resina epoxi, resina insaturada, caucho, textiles, etc. La retardación de llama de polímeros que contienen oxígeno-como tereftalato de polietileno, policarbonato y resina fenólica es particularmente eficaz. En comparación con otros retardantes de llama a base de fósforo, el fósforo rojo de la misma calidad puede producir más ácido fosfórico.
El ácido fosfórico puede cubrir la superficie de los materiales retardantes de llama-y acelerar la deshidratación y carbonización en la superficie del material, formando una película líquida y una capa de carbono que puede separar los combustibles volátiles de oxígeno externos y el calor de la matriz polimérica interna e interrumpir la combustión. Debido a la pequeña cantidad de fósforo rojo utilizada para cumplir con los mismos requisitos de retardante de llama, así como a su alto punto de fusión y escasa solubilidad, ciertas propiedades físicas de los polímeros retardados a la llama con fósforo rojo son mejores que las de polímeros similares fabricados con retardantes de llama generales. La combinación de fósforo rojo y retardantes de llama halogenados puede mejorar la eficiencia del retardo de llama.
4. Utilizado para hacer fuegos artificiales. Y el fosfuro de aluminio, el pentóxido de fósforo, el tricloruro de fósforo, etc. son materias primas para la producción de pesticidas orgánicos de fósforo. La industria metalúrgica se utiliza para fabricar láminas de bronce fosforado, así como para la desacidificación de metales ligeros y productos farmacéuticos.
5. Industria de la electrónica de producción
Polvo de fósforo rojose puede utilizar para producir materiales electrónicos como materiales de electrodos positivos, polvo fluorescente, materiales luminiscentes, papel eléctrico, materiales electrocrómicos, etc. para baterías. Estos materiales se utilizan ampliamente en productos electrónicos como televisores de pantalla plana, computadoras y teléfonos móviles.
6. Industria química
El rojo de fósforo se puede utilizar para producir materiales ignífugos, productos químicos inorgánicos, pesticidas, productos intermedios farmacéuticos, etc. Entre ellos, los materiales ignífugos y los productos químicos inorgánicos son campos de aplicación importantes. Mediante la reacción redox del fósforo rojo, los ésteres metílicos de ácidos grasos se pueden convertir en dienonas conjugadas, lo que da como resultado la producción de polímeros aromáticos de alta-pureza, como el policarbonato y el poliestireno.
7. Industria armamentista
Las propiedades químicas del fósforo rojo lo hacen ampliamente utilizado en la industria militar, como en la preparación de bombas de humo autoinflamables, bombas incendiarias, combustibles para cohetes, etc. Al mismo tiempo, se deben tomar estrictas medidas de seguridad durante el procesamiento para evitar que ocurran accidentes.
8. Industria de materiales de construcción
El fósforo rojo también se puede utilizar como aditivo en materiales de construcción para mejorar su resistencia al fuego. Mezclar fósforo rojo con el hormigón puede mejorar su resistencia al fuego y prevenir accidentes por incendio.
9. Agricultura
El fósforo rojo tiene un impacto importante en el crecimiento de las plantas. Es uno de los componentes del ATP (trifosfato de adenosina) en las plantas y tiene un efecto positivo en la promoción del metabolismo de las plantas. Al mismo tiempo, el fósforo rojo también se puede utilizar como materia prima para pesticidas, con buenos efectos de control de enfermedades, plagas, malezas, etc.
Polvo de fósforo rojo, también conocido como fósforo rojo (Phosphourus), es más estable que el fósforo amarillo y no emite fosforescencia en la oscuridad. El fósforo rojo sólo puede interactuar con otras sustancias a altas temperaturas, a 290 grados. Cuando el C se elimina por destilación, se convierte en fósforo amarillo. No se enciende espontáneamente en el aire. Se incendiará cuando se caliente a unos 200 grados y se quemará para formar pentóxido de fósforo. También arderá cuando se caliente en cloro gaseoso y encontrará KCl0. , KMnO. Los peróxidos y otros agentes oxidantes son explosivos. Por lo tanto, se debe prestar especial atención al medio ambiente y a la seguridad al sintetizar esta sustancia en el laboratorio. Existen varios métodos de síntesis de laboratorio para pares de fósforo rojo, que sirven únicamente como referencia.
Método 1: método de destilación directa
Poner 5 kg de fósforo industrial al 99% en un matraz de destilación de 10 L, trasladarlo a un baño de arena, instalar un fraccionador, conectar el tubo del condensador, calentarlo con un horno eléctrico sellado y utilizar un transformador regulador de voltaje para controlar la temperatura y elevar la temperatura. Tardar. Cuando todo el fósforo se haya derretido hasta convertirse en líquido, aumente la temperatura a 300 grados y comience la destilación. La operación debe realizarse en una campana extractora. Primero, poner por separado 200 mL del destilado inicial como siguiente materia prima; 4 kg del destilado medio como producto intermedio (producto semiacabado); y 800 mL del líquido residual. , se pueden utilizar como materia prima, pero solo se pueden reutilizar tres veces, de lo contrario la calidad del producto se verá afectada. La operación anterior es la primera destilación.
Destilar los 4 kg de producto semiacabado obtenido anteriormente repitiendo la misma operación exactamente una vez. Después de dos destilaciones se obtendrán aproximadamente 3 kg de fósforo. Después del análisis químico e instrumental, la pureza alcanzó el 99,999%. Dado que el almacenamiento y almacenamiento de fósforo blanco no es tan seguro como el del fósforo rojo, el fósforo blanco debe convertirse en fósforo rojo. El método de operación es el siguiente:
Coloque 3 kg de fósforo de alta-pureza en un tubo de vidrio duro, transfiéralo a un horno eléctrico tubular, caliéntelo bajo nitrógeno, controle la temperatura a 300-350 OC, manténgalo durante varias horas y luego enfríelo para obtener fósforo rojo de alta pureza.
Método 2: método de reducción del tricloruro de fósforo
Dado que las presiones de vapor del tricloruro de arsénico y del tricloruro de fósforo son cercanas, se deben seleccionar condiciones de separación y equipos de destilación apropiados durante la separación. El equilibrador utilizado es una columna de destilación empaquetada o de vidrio, de diámetro. 20 mm, el relleno son bolas de vidrio de 3-4 mm de diámetro y la altura de llenado es de 750 mm. El cabezal de fraccionamiento utiliza un relé temporizador para controlar la apertura y el cierre del interruptor electromagnético. La salida de destilación en la parte superior de la capa de relleno está equipada con un dispositivo dosificador de flujo. La columna de destilación está aislada con una camisa de vacío y la pared interior de la camisa está plateada. El matraz de destilación situado en el fondo de la columna de destilación tiene una capacidad de 1000 ml: se calienta mediante un horno eléctrico.
La destilación y purificación del tricloruro de fósforo se lleva a cabo en la columna de destilación empaquetada-mencionada anteriormente, utilizando reactivos analíticamente puros como materia prima. El destilado se recoge en tres partes. Según PCI. AsCl. Se seleccionan las siguientes proporciones para la capacidad de separación real del sistema y el contenido de impurezas en las materias primas:
La primera parte supone el 15% del destilado total,
La segunda parte toma el 60% del destilado total,
El líquido residual restante en la tercera parte es el 25% del destilado total. La velocidad de destilación es de 0,17 ml/min. La relación de reflujo es de 1 a 28.
Para cada destilación, agregue 750 ml del líquido de alimentación en la botella de destilación, caliente hasta ebullición, luego reduzca la corriente de calentamiento para mantener el flujo de reflujo máximo y comience la destilación a la velocidad especificada después del reflujo total durante 2 horas. Si es necesario se rectifica nuevamente el tricloruro de fósforo obtenido por primera vez.
La reducción con hidrógeno del tricloruro de fósforo se lleva a cabo en un tubo de cuarzo transparente colocado verticalmente. El diámetro del tubo de cuarzo es de 25 mm y el exterior se calienta mediante un horno de resistencia. La calefacción está dividida en secciones superior e inferior, cada una de las cuales tiene una longitud de 350 mm. El hidrógeno del cilindro se purifica con ácido pirogálico-asbesto de platino (400 grados)-hidróxido de potasio sólido. El hidrógeno purificado ingresa al tubo de reacción a través del medidor de flujo de dos maneras: una vía conduce al contenedor de almacenamiento de tricloruro de fósforo para llevar el gas tricloruro de fósforo al tubo de reacción; la otra vía ingresa directamente al tubo de reacción. Antes de comenzar la operación, se introduce hidrógeno para purgar el aire en el sistema, luego se calienta el tubo de reacción a la temperatura requerida y se introduce un gas mixto de tricloruro de fósforo e hidrógeno. El gas residual de la reacción se descarga a través de un burbujeador. El fósforo generado gotea dentro del colector a lo largo de la pared del tubo y parte del vapor de fósforo no condensado se condensa cuando los gases de escape pasan a través del colector. Cuando el fósforo gotea a lo largo de la pared del tubo, una pequeña cantidad se convierte en fósforo rojo al final del tubo de reacción y se adhiere a la pared del tubo.
La reducción es la segunda parte de la destilación primaria, que se realiza a 400 grados (las secciones superior e inferior son de 400 grados), 600 grados (las secciones superior e inferior son de 600 grados) y 800 grados (el extremo superior es de 800 grados, la sección inferior es de 500 grados). Realizar reducción de hidrógeno. A 400 grados, se puede observar que la reacción avanza, pero a una velocidad muy lenta, con solo una fina capa de sedimento precipitando al final del tubo de reacción. A 600 grados, la velocidad de reacción sigue siendo relativamente lenta y no se obtiene mucho producto. A 800 grados, cuando H. /PCI. Cuando la proporción molecular es 3,5, la velocidad de precipitación del fósforo es de 3 a 4 g/h. La tasa de recuperación es del 95%.
Para facilitar el almacenamiento o satisfacer las necesidades de uso, el fósforo blanco obtenido se puede convertir en fósforo rojo. Siempre que el fósforo blanco se transfiera a otro tubo de vidrio, se selle al vacío y se caliente gradualmente a 300-350 grados, se convertirá completamente enPolvo de fósforo rojoen aproximadamente una semana.
1. Polvo de fósforo rojo VSPolvo de fósforo blanco
Rojo
- Sustancia en polvo que aparece de color rojo o rojo oscuro.
- Buena estabilidad y menos propenso a la combustión espontánea.
- El punto de fusión es relativamente alto, 590 grados.
- El punto de ignición es relativamente alto y no es fácil de encender.
Blanco
- A temperatura ambiente, aparece como un sólido blanco amarillo con olor a ajo.
- Es la molécula más activa de la familia del fósforo, con una combustión espontánea extremadamente fuerte y un punto de ignición de sólo 40 grados.
- La temperatura de combustión es muy alta, normalmente entre 2500 grados y 3000 grados.
2.Propiedad química
Rojo
- Difícil de disolver en agua y dióxido de carbono, insoluble en éter, amoniaco, etc., ligeramente soluble en etanol anhidro.
- Estable en el aire, pero cuando se calienta a 400 grados, arderá violentamente y generará pentóxido de fósforo.
- Puede sufrir reacciones químicas con muchos elementos y compuestos, como halógenos, óxidos metálicos, etc.
Blanco
- Después del contacto con el oxígeno, arderá espontáneamente y producirá llamas brillantes entre 30 y 40 grados.
- Durante el proceso de combustión se genera vapor de óxido de fósforo, que se combina con el vapor de agua del aire para formar un denso humo blanco.
- El ácido fosfórico y el pirofosfato generados pueden corroer la piel, especialmente el pirofosfato puede causar quemaduras y úlceras en los tejidos.
3.Propósito
Rojo
- Se utiliza principalmente para producir cerillas, retardantes de llama, reactivos químicos, etc.
- Se utiliza en la fabricación de pesticidas para la producción de fosfuro de aluminio, fosfuro de zinc, etc.
- Utilizado como materia prima o catalizador en síntesis orgánica.
Blanco
- Debido a su inflamabilidad, se utiliza con fines militares como fabricar bombas de fósforo blanco (pero cabe señalar que el uso de bombas de fósforo blanco está sujeto a convenciones internacionales).
- En el laboratorio, el fósforo blanco también se utiliza habitualmente en reacciones químicas y en la preparación de otros compuestos de fósforo.
4.Seguridad
Rojo
- Relativamente estable, no propenso a la combustión espontánea, pero puede encenderse en condiciones de alta temperatura o fricción.
- Durante el almacenamiento y transporte, se debe prestar atención a la prevención de incendios y la prevención de la humedad.
Blanco
- Extremadamente propenso a la combustión espontánea, se debe tener especial cuidado durante el almacenamiento y transporte.
- El contacto con el cuerpo humano puede provocar corrosión en la piel y quemaduras, y la inhalación del humo producido por su combustión puede provocar irritación y daños en el sistema respiratorio.
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