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Poudre de phosphore rouge,une poudre amorphe rouge pourpre ou légèrement brune avec un éclat métallique sur certaines parties, inodore et non-toxique. Le phosphore peut être divisé en phosphore jaune et phosphore rouge. Le phosphore jaune (également connu sous le nom de phosphore blanc) est utilisé dans la production de pesticides comme matière première pour la préparation d'intermédiaires pour les pesticides à phosphore entier. Il réagit avec le soufre pour obtenir du pentasulfure de phosphore, réagit avec le chlore pour obtenir du trichlorure de phosphore et obtient ainsi une série d'autres intermédiaires contenant du phosphore. La densité du phosphore rouge est de 2,34 g/cm3. Il se sublime lorsqu'il est chauffé, mais peut fondre lorsqu'il est chauffé à 590 degrés sous une pression de 4 300 KPa. Lors de la sublimation, la chaleur doit être absorbée. Également connue sous le nom de sublimation sous vide, car la sublimation est liée à l'ampleur relative de la pression de vapeur solide et de la pression externe, la réduction de la pression externe peut abaisser la température de sublimation. Les substances qui ne peuvent pas se sublimer ou se subliment très lentement sous pression normale peuvent être sublimées par sublimation sous vide.
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Acide hypophosphoreux CAS 6303-21-5 |
Boules d'iode CAS 12190-71-5 |
Phosphore rouge CAS 7723-14-0 |
La sublimation sous vide peut également empêcher la substance sublimée de se décomposer en raison d'une température élevée ou d'être oxydée pendant le processus de sublimation. Le magnésium, le samarium, le trichlorure de titane, l'acide benzoïque, la saccharine, etc. peuvent tous être purifiés par cette méthode. Comparé au phosphore blanc, il a un point d’inflammation plus élevé et est moins sujet à la combustion spontanée. Difficile à dissoudre dans l'eau et le dioxyde de carbone, insoluble dans l'éther, l'amine, etc., légèrement soluble dans l'éthanol anhydre. Le phosphore rouge peut être utilisé pour préparer des composés semi-conducteurs et comme dopant dans les matériaux semi-conducteurs. Peut être utilisé pour les polyoléfines ignifuges, le polystyrène, le polyester, le nylon, le polycarbonate, le polyoxyméthylène, la résine époxy, la résine insaturée, le caoutchouc, les textiles, etc.
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Formule chimique |
C4H12O7Pb |
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Masse exacte |
380 |
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Poids moléculaire |
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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Analyse élémentaire |
C, 12,67 ; H, 3.19 ; O, 29.52 ; Pb, 54,62 |
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1. Utilisé dans la fabrication d’allumettes et de pesticides, ainsi qu’en synthèse organique.
2. Poudre de phosphore rougeest divisé en poudre de phosphore jaune et de phosphore rouge. Dans la production de pesticides, on utilise du phosphore jaune, également appelé phosphore blanc. C'est la matière première pour la préparation de tous les intermédiaires de pesticides contenant du phosphore. Il réagit avec le soufre pour obtenir du pentasulfure de phosphore et réagit avec le chlore pour obtenir du trichlorure de phosphore. De plus, le phosphore jaune est principalement utilisé pour la production d'acide phosphorique, et une petite quantité est utilisée pour la production de phosphore rouge et de pentoxyde de phosphore. À usage militaire, il est également utilisé pour la production de bombes à combustion, de bombes de signalisation, etc. Les industries telles que les alliages de ferrophosphate et les matières premières organiques de l'industrie pharmaceutique sont confrontées à des défis
3. Utilisé pour préparer des composés semi-conducteurs et comme dopants pour les matériaux semi-conducteurs. Il peut être utilisé pour les polyoléfines ignifuges, le polystyrène, le polyester, le nylon, le polycarbonate, le polyformaldéhyde, la résine époxy, la résine insaturée, le caoutchouc, les textiles, etc. L'ignifugation des polymères contenant de l'oxygène- tels que le polyéthylène téréphtalate, le polycarbonate et la résine phénolique est particulièrement efficace. Comparé à d'autres retardateurs de flamme à base de phosphore, le phosphore rouge de même qualité peut produire plus d'acide phosphorique.
L'acide phosphorique peut recouvrir la surface des matériaux ignifuges-et accélérer la déshydratation et la carbonisation à la surface du matériau, formant un film liquide et une couche de carbone qui peuvent séparer les combustibles volatils d'oxygène externes et la chaleur de la matrice polymère interne et interrompre la combustion. En raison de la petite quantité de phosphore rouge utilisée pour répondre aux mêmes exigences ignifuges, ainsi que de son point de fusion élevé et de sa faible solubilité, certaines propriétés physiques des polymères ignifuges-avec du phosphore rouge sont meilleures que celles de polymères similaires fabriqués avec des retardateurs de flamme généraux. La combinaison de phosphore rouge et de retardateurs de flamme halogénés peut améliorer l'efficacité du retardateur de flamme
4. Utilisé pour faire des feux d'artifice. Et le phosphure d'aluminium, le pentoxyde de phosphore, le trichlorure de phosphore, etc. sont des matières premières pour la production de pesticides organiques au phosphore. L'industrie métallurgique est utilisée pour fabriquer des tôles de bronze au phosphore, ainsi que pour la désacidification des métaux légers et des produits pharmaceutiques.
5. Industrie électronique de production
Poudre de phosphore rougepeut être utilisé pour produire des matériaux électroniques tels que des matériaux d'électrode positive, de la poudre fluorescente, des matériaux luminescents, du papier électrique, des matériaux électrochromes, etc. Ces matériaux sont largement utilisés dans les produits électroniques tels que les téléviseurs à écran plat, les ordinateurs et les téléphones mobiles.
6. Industrie chimique
Le rouge de phosphore peut être utilisé pour produire des matériaux ignifuges, des produits chimiques inorganiques, des pesticides, des intermédiaires pharmaceutiques, etc. Parmi eux, les matériaux ignifuges et les produits chimiques inorganiques constituent des domaines d'application importants. Grâce à la réaction redox du phosphore rouge, les esters méthyliques d'acides gras peuvent être convertis en diénones conjuguées, entraînant la production de polymères aromatiques de haute-pureté tels que le polycarbonate et le polystyrène.
7. Industrie de l'armement
Les propriétés chimiques du phosphore rouge le rendent largement utilisé dans l'industrie militaire, comme la préparation de bombes fumigènes à allumage automatique, de bombes incendiaires, de carburants pour fusées, etc. Dans le même temps, des mesures de sécurité strictes doivent être prises pendant le traitement pour éviter que des accidents ne se produisent.
8. Industrie des matériaux de construction
Le phosphore rouge peut également être utilisé comme additif dans les matériaux de construction pour améliorer leurs performances de résistance au feu. Le mélange de phosphore rouge dans le béton peut améliorer sa résistance au feu et prévenir la survenue d'accidents d'incendie.
9. Agriculture
Le phosphore rouge a un impact important sur la croissance des plantes. C'est l'un des composants de l'ATP (adénosine triphosphate) dans les plantes et a un effet positif sur la promotion du métabolisme des plantes. Dans le même temps, le phosphore rouge peut également être utilisé comme matière première pour les pesticides, avec de bons effets de contrôle sur les maladies, les ravageurs, les mauvaises herbes, etc.
Poudre de phosphore rouge, également connu sous le nom de phosphore rouge (Phosphorus), est plus stable que le phosphore jaune et n'émet pas de phosphorescence dans l'obscurité. Le phosphore rouge ne peut interagir avec d'autres substances qu'à des températures élevées, à 290 degrés. Lorsque C est distillé, il devient du phosphore jaune. Il ne s’enflamme pas spontanément à l’air. Il prendra feu lorsqu'il sera chauffé à environ 200 degrés et brûlera pour former du pentoxyde de phosphore. Il brûlera également lorsqu’il sera chauffé dans du chlore gazeux et rencontrera du KCl0. , KMnO. Les peroxydes et autres agents oxydants sont explosifs. Par conséquent, une attention particulière doit être accordée à l’environnement et à la sécurité lors de la synthèse de cette substance en laboratoire. Il existe plusieurs méthodes de synthèse en laboratoire des paires de phosphore rouge, qui sont fournies à titre de référence uniquement.
Méthode 1 : Méthode de distillation directe
Mettez 5 kg de phosphore industriel à 99 % dans un ballon de distillation de 10 L, déplacez-le dans un bain de sable, installez un fractionneur, connectez le tube du condenseur, chauffez-le avec un four électrique scellé et utilisez un transformateur de régulation de tension pour contrôler la température et augmenter la température. Soyez lent. Lorsque tout le phosphore est fondu en liquide, augmentez la température à 300 degrés et commencez la distillation. L’opération doit être effectuée sous une sorbonne. Tout d’abord, mettez 200 ml du distillat initial séparément comme matière première suivante ; 4 kg de distillat moyen comme produit intermédiaire (produit semi-fini ); et 800 mL du liquide résiduel. , peuvent être utilisés comme matières premières, mais ne peuvent être réutilisés que trois fois, sinon la qualité du produit sera affectée. L'opération ci-dessus est la première distillation.
Distiller les 4 kg de produit semi-obtenu ci-dessus en répétant exactement une fois la même opération. Après deux distillations, on obtiendra environ 3 kg de phosphore. Après analyse chimique et instrumentale, la pureté atteint 99,999 %. Étant donné que le stockage et le stockage du phosphore blanc ne sont pas aussi sûrs que ceux du phosphore rouge, le phosphore blanc doit être converti en phosphore rouge. La méthode de fonctionnement est la suivante :
Mettez 3 kg de phosphore de haute pureté dans un tube en verre dur, déplacez-le dans un four électrique tubulaire, chauffez-le sous azote, contrôlez la température à 300-350 OC, conservez-le pendant plusieurs heures, puis refroidissez-le pour obtenir du phosphore rouge de haute pureté.
Méthode 2 : Méthode de réduction du trichlorure de phosphore
Étant donné que les pressions de vapeur du trichlorure d'arsenic et du trichlorure de phosphore sont proches, des conditions de séparation et un équipement de distillation appropriés doivent être sélectionnés pendant la séparation. L'équilibreur utilisé est une colonne de distillation à garnissage ou en verre, de diamètre. 20 mm, le remplissage est constitué de billes de verre d'un diamètre de 3-4 mm et la hauteur de remplissage est de 750 mm. La tête de fractionnement utilise un relais temporisé pour contrôler l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur électromagnétique. La sortie de distillation située à la partie supérieure de la couche de garnissage est équipée d'un débitmètre. La colonne de distillation est isolée avec une enveloppe sous vide et la paroi intérieure de l'enveloppe est argentée. Le ballon de distillation situé en pied de colonne de distillation a une capacité de 1000 mL : il est chauffé par un four électrique.
La distillation et la purification du trichlorure de phosphore sont effectuées dans la colonne de distillation à garnissage-mentionnée ci-dessus, en utilisant des réactifs analytiquement purs comme matières premières. Le distillat est collecté en trois parties. Selon PCI. AsCl. Les ratios suivants sont sélectionnés pour la capacité de séparation réelle du système et la teneur en impuretés des matières premières :
La première partie représente 15% du distillat total,
La deuxième partie représente 60% du distillat total,
Le liquide résiduel restant dans la troisième partie représente 25 % du distillat total. Le débit de distillation est de 0,17.mL/min. Le rapport de reflux est de 1 à 28.
Pour chaque distillation, ajoutez 750 ml de liquide d'alimentation dans la bouteille de distillation, chauffez jusqu'à ébullition, puis réduisez le courant de chauffage pour maintenir le débit de reflux maximum et démarrez la distillation à la vitesse spécifiée après un reflux complet pendant 2 heures. Si nécessaire, le trichlorure de phosphore obtenu une première fois est à nouveau rectifié.
La réduction par l'hydrogène du trichlorure de phosphore est réalisée dans un tube de quartz transparent placé verticalement. Le diamètre du tube de quartz est de 25 mm et l'extérieur est chauffé par un four à résistance. Le chauffage est divisé en sections supérieure et inférieure, chacune mesurant 350 mm de long. L'hydrogène dans le cylindre est purifié par de l'acide pyrogallique -amiante platine (400 degrés)-hydroxyde de potassium solide. L'hydrogène purifié entre dans le tube de réaction via le débitmètre de deux manières : une voie mène au conteneur de stockage de trichlorure de phosphore pour amener le gaz de trichlorure de phosphore dans le tube de réaction ; l'autre voie entre directement dans le tube de réaction. Avant de commencer l'opération, de l'hydrogène est introduit pour purger l'air dans le système, puis le tube de réaction est chauffé à la température requise et un gaz mélangé de trichlorure de phosphore et d'hydrogène est introduit. Les gaz résiduaires de la réaction sont évacués par un barboteur. Le phosphore généré s'égoutte dans le collecteur le long de la paroi du tube et une partie de la vapeur de phosphore non condensée se condense lorsque les gaz d'échappement traversent le collecteur. Lorsque le phosphore s'égoutte le long de la paroi du tube, une petite quantité est transformée en phosphore rouge à l'extrémité du tube de réaction et adhère à la paroi du tube.
La réduction est la deuxième partie de la distillation primaire, qui est effectuée à 400 degrés (les sections supérieure et inférieure sont toutes deux à 400 degrés), 600 degrés (les sections supérieure et inférieure sont toutes deux à 600 degrés) et 800 degrés (l'extrémité supérieure est à 800 degrés, la section inférieure est à 500 degrés). Effectuer une réduction de l'hydrogène. À 400 degrés, on peut observer que la réaction se déroule, mais à une vitesse très lente, avec seulement une fine couche de sédiment précipitant à l'extrémité du tube de réaction. À 600 degrés, la vitesse de réaction est encore relativement lente et peu de produit est obtenu. À 800 degrés, lorsque H. /PCI. Lorsque le rapport moléculaire est de 3,5, le taux de précipitation du phosphore est de 3 à 4 g/h. Le taux de récupération est de 95%.
Afin de faciliter le stockage ou de répondre aux besoins d'utilisation, le phosphore blanc obtenu peut être transformé en phosphore rouge. Tant que le phosphore blanc est transféré dans un autre tube de verre, scellé sous vide et progressivement chauffé à 300-350 degrés, il sera complètement converti enPoudre de phosphore rougedans environ une semaine.
1. Poudre de phosphore rouge CONTREPoudre de phosphore blanc
Rouge
- Une substance poudreuse qui apparaît de couleur rouge ou rouge foncé.
- Bonne stabilité et moins sujet à la combustion spontanée.
- Le point de fusion est relativement élevé, à 590 degrés.
- Le point d'inflammation est relativement élevé et difficile à enflammer.
Blanc
- À température ambiante, il apparaît comme un solide blanc jaune avec une odeur d'ail.
- C'est la molécule la plus active de la famille du phosphore, avec une combustion spontanée extrêmement forte et un point d'inflammation de seulement 40 degrés.
- La température de combustion est très élevée, généralement entre 2 500 et 3 000 degrés.
2. Propriété chimique
Rouge
- Difficile à dissoudre dans l'eau et le dioxyde de carbone, insoluble dans l'éther, l'ammoniac, etc., légèrement soluble dans l'éthanol anhydre.
- Stable dans l'air, mais lorsqu'il est chauffé à 400 degrés, il brûle violemment et génère du pentoxyde de phosphore.
- Peut subir des réactions chimiques avec de nombreux éléments et composés, tels que les halogènes, les oxydes métalliques, etc.
Blanc
- Après contact avec l'oxygène, il brûlera spontanément et produira des flammes vives entre 30 degrés et 40 degrés.
- Au cours du processus de combustion, de la vapeur d'oxyde de phosphore est générée, qui se combine à la vapeur d'eau présente dans l'air pour former une fumée blanche dense.
- L'acide phosphorique et le pyrophosphate générés peuvent corroder la peau, en particulier le pyrophosphate peut provoquer des brûlures et des ulcères des tissus.
3.Objectif
Rouge
- Principalement utilisé pour produire des allumettes, des retardateurs de flamme, des réactifs chimiques, etc.
- Utilisé dans la fabrication de pesticides pour la production de phosphure d'aluminium, de phosphure de zinc, etc.
- Utilisé comme matière première ou catalyseur en synthèse organique.
Blanc
- En raison de son inflammabilité, il est utilisé à des fins militaires comme la fabrication de bombes au phosphore blanc (mais il convient de noter que l'utilisation de bombes au phosphore blanc est soumise aux conventions internationales).
- En laboratoire, le phosphore blanc est également couramment utilisé dans les réactions chimiques et la préparation d’autres composés phosphorés.
4.Sécurité
Rouge
- Relativement stable, peu sujet à une combustion spontanée, mais peut s'enflammer dans des conditions de température ou de friction élevées.
- Pendant le stockage et le transport, une attention particulière doit être accordée à la prévention des incendies et à la prévention de l'humidité.
Blanc
- Extrêmement sujet à la combustion spontanée, des précautions particulières doivent être prises lors du stockage et du transport.
- Le contact avec le corps humain peut provoquer une corrosion cutanée et des brûlures, et l'inhalation de la fumée produite par sa combustion peut provoquer des irritations et des dommages au système respiratoire.
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