KelahiranFosforus merahBerasal dari penerokaan manusia dari fosforus elemen . 1669, jenama Alchemist Jerman yang pertama mengasingkan fosforus putih dalam eksperimen penyulingan air kencing, dan bahan -bahan ini, yang memancarkan fosforus, Penyediaan: Fosforus putih boleh diperolehi dengan memanaskannya hingga 250 darjah secara berasingan dari udara dan mengekalkannya selama beberapa hari, atau dengan penukaran cair yang tinggi (590 darjah, 4357kpa) {6} 590 darjah, titik pencucuhan 260 darjah, tidak secara spontan terbakar di udara, dan tidak larut dalam air, disulfida karbon, dan hanya sedikit larut dalam etanol anhydrous .
Ciri -ciri fizikal fosforus merah menjadikannya "pilihan yang selamat" di makmal . sebagai contoh, dalam eksperimen klasik menentukan kandungan oksigen udara, pembakaran fosforus merah menghasilkan fosforus pepejal yang tidak menghasilkan fosforus putih yang lebih tepat (cairkan 1/5 silinder gas) . Formula reaksi pembakarannya ialah:
4p + 5 o₂ → 2p₂o₅ (syarat pencucuhan)
Eksperimen ini memerlukan perhatian kepada jumlah fosforus merah yang mencukupi, kebarangkalian peranti dan penyejukan ke suhu bilik sebelum mengambil bacaan, dan butiran ini mencerminkan pencapaian ketepatan dalam eksperimen kimia .
Sifat kimia dan persiapan perindustrian fosforus merah
Walaupun sifat -sifat kimia fosforus merah tidak aktif seperti fosforus putih, ia masih berbahaya: ia mungkin terbakar apabila ia bertemu dengan api terbuka, haba yang tinggi atau kesan geseran, dan mudah meletup apabila bercampur dengan agen pengoksidaan seperti klorat, dan perwakilannya. fosforus oleh pengeringan vakum . penyediaan perindustriannya memerlukan pengasingan udara dan kelembapan yang ketat, sebagai contoh, untuk menghilangkan fosforus putih sisa dengan kaedah pengeringan vakum: fosforus merah yang diubah dengan soda cair dan sisa -sisa yang diperolehi dan diperolehi dengan fosfor putih yang diperolehi dan diperolehi dengan fosfor putih yang diperolehi. Pengeringan dan pengeringan vakum . Proses ini perlu diselesaikan dalam penapis berputar untuk memastikan kandungan fosforus produk memenuhi standard .
Kestabilan fosforus merah berasal dari struktur elektronik yang unik . lima elektron paling elektron atom fosforus membentuk spran hibridisasi, dan tetrahedra dalam molekul Tidak mudah bertindak balas dengan oksigen pada suhu bilik, tetapi ia dapat menghasilkan PCL atau PCL ₅ dengan klorin pada suhu tinggi, dan menghasilkan asid fosforik dengan interaksi dengan asid nitrik, menunjukkan aktiviti kimia tertentu .
Pelbagai aplikasi fosforus merah
► "hati" perlawanan yang selamat
Nilai perindustrian fosforus merah adalah yang pertama dalam pembuatan perlawanan . Pada pertengahan -19 abad, saintis Sweden meletakkan fosforus merah di sisi kotak padanan, dan kalium berklorasi pada matchheads, Pembakaran . Reka bentuk ini meningkatkan faktor keselamatan perlawanan sebanyak 100 kali, dan output tahunan perlawanan di seluruh dunia melebihi 500 bilion kotak, yang membawa kepada lonjakan permintaan untuk fosforus merah .
► "Guardian yang tidak dapat dilihat" Retardant Flame
Fosforus merah, sebagai komponen teras retardan api berasaskan fosforus, mempunyai prestasi yang sangat baik dalam bahan polimer . mekanisme retardan api terdiri daripada tiga fungsi:
Retardant api fasa gas: Menjana radikal po semasa pembakaran, menangkap H- dan OH- dalam rantai polimer dan mengganggu tindak balas rantai;
Retardant api fasa pekat: mengoksidakan asid fosforik dan asid meta-fosforik pada suhu tinggi untuk membentuk lapisan kaca untuk mengasingkan oksigen;
Karbon Dehidrasi: Menggalakkan dehidrasi dan pengkuatan bahan untuk mengurangkan pembebasan gas mudah terbakar .
Menambah 3% fosforus merah api retardant masterbatch ke polietilena terephthalate (PET) dapat meningkatkan indeks oksigen bahan dari 21% hingga 35%, dan mencapai UL94 v-0 api retardant standard . Fosforus Flame Retardant saiz pasaran 1 . 2 bilion u . s. dolar, kadar pertumbuhan tahunan lebih daripada 6%. 3.
► "dopan tuan" dalam industri semikonduktor
Fosforus merah memainkan peranan utama dalam medan semikonduktor . sebagai dopan jenis n, atom fosforus merah boleh menggantikan atom fosforus dalam kekisi silikon, setiap fosforus merah. Wafer silikon fosforus-doped boleh ditingkatkan kepada lebih daripada 22%. sebagai tambahan, fosforus merah juga bahan mentah untuk penyediaan indium fosfida (INP), galium arsenide (GaAs)
► Pelakon Kesan Khas Tentera dan Awam "
Sifat-sifat yang menjana asap fosforus merah menjadikannya komponen teras bom asap . zarah fosforus pentoksida yang dihasilkan semasa pembakaran mempunyai diameter hanya 0.1-1 μm, yang dapat menyebarkan cahaya dan inframerah} Dalam latihan ketenteraan, satu bom tangan asap fosforus merah boleh meliputi kawasan 200m², memberikan perlindungan penyembunyian untuk tentera . dalam bidang sivil, ia digunakan untuk kesan khas panggung . dengan mengawal nisbah fosforus merah dan potassium}
Cabaran alam sekitar dan transformasi hijau
WalaupunFosforus merahdigunakan secara meluas, risiko alam sekitar tidak boleh diabaikan . pendedahan jangka panjang kepada fosforus merah yang tidak bersalut menghasilkan asid fosforik, yang membawa kepada eutrophication badan air; dan habuk dalam pemprosesan boleh menyebabkan kerosakan pernafasan kepada pengendali jika kepekatan melebihi 1mg/m³ . Peraturan jangkauan EU telah memasukkannya dalam senarai bahan -bahan kebimbangan yang tinggi, yang memerlukan sisa -sisa fosforus merah dalam produk elektrik dan elektronik Senario .
Industri ini bertindak balas terhadap cabaran melalui inovasi teknologi . kaedah pengekstrakan pelarut yang dibangunkan oleh Universiti Tohoku di Jepun dapat memulihkan fosforus merah dari produk elektronik yang digunakan dengan kesucian 99. Zarah-zarah fosforus untuk membentuk mikrosfera dengan diameter 10 μm, yang mengurangkan pelepasan fosfin sebanyak 90% sambil meningkatkan keserasian dengan polimer . Breakthroughs juga telah dibuat sebagai alternatif berasaskan bio-retral, Kecekapan hanya 60% daripada fosforus merah, tetapi ia sepenuhnya terbiodegradasi dan menunjukkan potensi dalam bidang bahan pembungkusan.