Fosfuro di alluminio

Il fosfuro di alluminio è il composto chimico di formula AlP. È l'unico fosfuro binario dell'alluminio; in condizioni normali è un solido di colore variabile da grigio scuro a giallo-verde scuro.^[4][5][6] Reagisce con acqua e umidità rilasciando fosfina, un gas fortemente tossico. Viene usato principalmente in insetticidi e rodenticidi.^[7]

Fosfuro di alluminio
Cella unitaria della sfalerite, analoga a quella del fosfuro di alluminio
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	AlP
Massa molecolare (u)	57,96
Aspetto	solido grigio/giallo-verde scuro
Numero CAS	20859-73-8
Numero EINECS	244-088-0
PubChem	16126812 e 30332
SMILES	[Al+3].[P-3]
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	2,4[1]
Solubilità in acqua	decomposizione
Temperatura di fusione	2 550 °C (2 823 K)[1]
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)	-166,5[2]
Proprietà tossicologiche
DL50 (mg/kg)	20 uomo, orale[1]
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
pericolo
Frasi H	260 - 300 - 311 - 330 - 400
Consigli P	223 - 231+232 - 264 - 270 - 273 - 280 - 301+310 - 321 - 330 - 335+334 - 370+378 - 391 - 402+404 - 405 [3]

Storia

Il primo a osservare che fosforo e alluminio reagivano tra loro fu Friedrich Wöhler nel 1827, senza stabilire la stechiometria del prodotto.^[8] Successivamente, Léon Franck trovò che esistevano vari fosfuri di alluminio, con stechiometria Al₃P₇, Al₃P₅, Al₃P e AlP.^[9][10][11] Nel 1926 Victor Moritz Goldschmidt determinò che AlP cristallizza con la struttura tipo ZnS.^[12] Nel 1944 fu stabilito che esisteva un solo fosfuro di alluminio, AlP, e che le altre stechiometrie determinate in precedenza erano presumibilmente dovute a contaminazione di AlP con alluminio metallico o ossido di alluminio.^[4]

Sintesi

Il fosfuro di alluminio si prepara a partire da una miscela di polvere di alluminio e fosforo rosso, cui viene aggiunto un pezzetto di nastro di magnesio. Accendendo il magnesio si innesca la reazione fortemente esotermica tra alluminio e fosforo. Per ottenere un prodotto ad alta purezza occorre operare in atmosfera di idrogeno.^[13]

4Al + P₄ → 4AlP

Struttura e proprietà

Il fosfuro di alluminio cristallizza con la struttura tipo ZnS dove il fosforo è tetracoordinato. La costante di reticolo è 545,10 pm e la distanza Al–P risulta 236 pm.^[4] Il composto è stabile, ma basta la presenza di umidità atmosferica per causarne l'idrolisi con sviluppo di odore di fosfina. In contatto con acqua la decomposizione è veloce. Anche acido cloridrico gassoso secco provoca il rilascio di fosfina:^[4]

AlP + 3H₂O → Al(OH)₃ + PH₃

AlP + 3H⁺ → Al³⁺ + PH₃

Applicazioni

Il fosfuro di alluminio è l'ingrediente attivo di vari insetticidi e rodenticidi. L'azione si basa sul rilascio di fosfina, gas fortemente tossico. Nel caso di roditori AlP è miscelato con cibo formando compresse. Una volta che queste vengono ingerite l'acido contenuto nello stomaco del roditore provoca il rilascio di fosfina, che entra nel flusso sanguigno provocando insufficienza cardiaca e danni agli organi interni. Il fosfuro di alluminio può essere inoltre usato come fumigante se si desidera trattare strutture come navi, aerei e silos, o strutture che si possono racchiudere con pellicole a tenuta di gas. Composti analoghi usati come disinfestanti sono Mg₃P₂, Ca₃P₂ e Zn₃P₂.^[7][14]

Tossicità / Indicazioni di sicurezza

Il fosfuro di alluminio rilascia fosfina per contatto con acqua o acidi. Risulta quindi fortemente tossico, e può essere fatale per ingestione e inalazione. Il composto risulta pericoloso anche per gli organismi acquatici.