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五氧化二磷

鎖定
五氧化二磷(phosphorus pentoxide),化學式為P2O5,又名磷酸酐、無水磷酸、五氧化磷。是⼀種純淨的白色粉末狀固體,在純度不足時為黃色粉末。具有特殊的刺激性氣味。 [8] 
五氧化二磷具有吸水性。暴露在空氣中會迅速吸收空氣中的水分並潮解。與冷水反應,生成偏磷酸(HPO3);與熱水反應,生成磷酸(H3PO4)。在標準大氣壓下,五氧化二磷會發生昇華。 [11]  [26] 
五氧化二磷具有強烈的腐蝕性毒性,如果不當使用接觸眼睛或皮膚,可能會引起嚴重的刺激或化學灼傷。攝入或吸入過多可能會導致磷中毒,症狀包括噁心、嘔吐、腹瀉、頭痛、呼吸困難等,嚴重者甚至可能導致死亡。五氧化二磷常被用作乾燥劑脱水劑,也是製造磷酸、農藥磷酸鹽的主要材料。 [1-2]  [20] 
中文名
五氧化二磷
外文名
phosphorus pentoxide
化學式
P2O5
分子量
141.945
CAS登錄號
1314-56-3
EINECS登錄號
215-236-1
熔    點
340 至 360 ℃
沸    點
360 ℃(昇華)
密    度
2.39 g/cm³
外    觀
白色粉末
安全性描述
S22;S26;S45
危險性符號
C
危險性描述
R35

五氧化二磷物質結構

五氧化二磷化學式為P2O5,是由4個磷氧四面體組成的。這些四面體通過共享氧原子相互連接,形成了一個稠環結構。 [4] 
五氧化二磷存在三種不同的結構:h型、o型和o'型。 [5] 
h型P4O10(結構如圖1.1所示)是由離散的P4O10分子形成的六邊形結構。每個磷原子與四個氧原子形成四個PO4四面體,然後通過六個氧原子形成的鍵橋連接四個磷原子,磷原子與氧原子的連接方式類似於鑽石的結晶結構。 [5] 
o型P2O5(結構如圖1.2所示)具有斜方形結構,每個PO4四面體的其中三個角都與相鄰的PO4共享,並沿c軸螺旋運行。每個磷原子與三個氧原子和一個磷原子相連,而每個氧原子都與兩個磷原子相連。 [5] 
o'型P2O5(結構如圖1.3所示)是一個無限的二維表,相連接的PO4彼此有兩個面互相平行。每個磷原子與三個氧原子和一個磷原子相連,而每個氧原子都與兩個磷原子相連。 [5] 
三種結構中,氧原子始終作為PO4的終端,因此o型和o'型的P—O鍵長度較短於h型的鍵橋長度。五氧化二磷在固態時還具有吸濕性,能吸收空氣中的水分而發生潮解。 [5] 
三種不同的結構
h型P4O10
o型P2O5
o'型P2O5
圖1.1 圖1.1
圖1.2 圖1.2
圖1.3 圖1.3
五氧化二磷的三種結構之間可以通過加熱處理進行轉換。h型P2O5在400℃下加熱2小時可以被轉化為o型P2O5。而o'型P2O5則是在450℃下加熱24小時後製得的。在一定條件下,o型P2O5也可以轉換為h型P2O5 [5]  [6] 

五氧化二磷理化性質

五氧化二磷物理性質

物理性質
化學式
P2O5
摩爾質量
283.9克摩爾-1
外貌
吸濕性白色結晶或粉末
密度
2.4g/cm3(水=1)5g/cm3(空氣=1)
熔點
340℃(標準大氣壓)
沸點
360℃(昇華)(標準大氣壓)
外觀
白色粉末
溶解性
溶於硫酸,溶於丙酮和液氨。
蒸汽壓力
1mmHg@384°C(固態)
參考資料: [7]  [16]  [21] 

五氧化二磷化學性質

五氧化二磷溶於水,並與水反應,先形成偏磷酸,繼之為焦磷酸,最後形成正磷酸。
與冷水反應:
與熱水反應:
五氧化二磷對水有很強的親和力,甚至可以從許多化合物中奪取化合態水,如使硝酸、硫酸等脱水。
與硫酸反應:
五氧化二磷與鹼性氧化物反應生成磷酸鹽。
五氧化二磷受熱或遇水分解放出有毒的腐蝕性煙氣。
五氧化二磷具有強腐蝕性。
參考資料: [9]  [20]  [22] 

五氧化二磷製備方法

製備五氧化二磷,需要將磷礦石、焦皮和硅砂等與適量的鐵屑混合在一起。混合均勻後,投入到熔礦爐中。在高温下,通入650℃左右的熱風,使白磷充分燃燒。經過一段時間的反應,燃燒後的產物會被捕集起來,便可得到五氧化二磷。過程中需控制反應條件和温度,以確保產物的質量和純度。 [10] 
將白磷在乾燥空氣中燃燒而得到五氧化二磷是最為簡便的方法。 [9] 
五氧化二磷製備方法 五氧化二磷製備方法
P2O5由白磷在充足氧氣下燃燒生成。 [23] 
白磷在空氣中燃燒 白磷在空氣中燃燒

五氧化二磷應用領域

五氧化二磷主要用作氣體和液體的乾燥劑、有機合成的脱水劑、滌綸樹脂的防靜電劑、藥品和糖的精製劑,也是製取高純度磷酸、磷酸鹽、磷化物及磷酸酯的母體原料,還可用於五氧化二磷溶膠及以H型為主的氣溶膠的製造。用於製造光學玻璃、透紫外線玻璃、隔熱玻璃、微晶玻璃和乳濁玻璃等,以提高玻璃的色散係數和透過紫外線的能力。
在巴以衝突中的白磷彈燃燒也會產生劇毒的五氧化二磷濃煙,被吸入會腐蝕呼吸道,可能導致窒息和永久性呼吸系統損傷。因此,國際法體系對白磷彈的使用有嚴格限制。 [12] 

五氧化二磷安全事宜

  • 危險特性
五氧化二磷是具有強烈的腐蝕性。接觸水時,會釋放出大量的熱量並分解,產生有毒和腐蝕性的氣體。這些氣體會對人體產生傷害,還會對皮膚和眼睛造成刺激和傷害。五氧化二磷在與有機物接觸時,可能會引發燃燒,並釋放出更多的熱量和有毒氣體,會引起火災和燒傷等危險情況。 [10]  [13] 
美國國家消防局(NFPA)在《國家消防法》第704條中規定,五氧化二磷屬於危險材料,適用於識別與材料相關危險的系統。該系統的開發主要考慮了消防機構的需求,但它對任何人都有價值,包括參加化學實驗室課程的人,他們需要處理潛在危險的材料。 [25] 
參考資料:NFPA 704 [27] 

五氧化二磷毒性概述

五氧化二磷是一級無機酸性腐蝕品,具有強烈的刺激和腐蝕作用。它的蒸氣和粉塵能夠刺激人體的眼、口黏膜及呼吸系統,導致呼吸困難,嚴重者甚至會引起中毒性肺炎和肺水腫。長期接觸五氧化二磷還可能引起慢性呼吸道疾病。五氧化二磷對人體皮膚的刺激和腐蝕作用也很明顯。接觸五氧化二磷的皮膚會出現疼痛、瘙癢和紅腫等症狀,嚴重者可能導致皮膚潰瘍和壞死。 [3]  [14] 
五氧化二磷有時還會含有遊離磷。如果攝入或吸入過多的磷,可能會導致磷中毒。磷中毒的症狀包括噁心、嘔吐、腹瀉、頭痛、呼吸困難等,嚴重者甚至可能導致死亡。 [3]  [14] 

五氧化二磷應急處理

  • 泄漏處置方法
隔離泄漏污染區,周圍設警告標誌,建議應急處理人員戴好防毒面具,穿化學防護服。不要直接接觸泄漏物,勿使泄漏物與可燃物質(木材、紙、油等)接觸,禁止向泄漏物直接噴水,更不要讓水進入包裝容器內。小心掃起,以少量加入大量水中,調節至中性,再放入廢水系統。如果大量泄漏,在技術人員指導下清除。 [15] 
  • 消防方法
滅火劑:沙土、乾粉。禁止用水。
如果該物質或被污染的流體進入水路,通知有潛在水體污染的下游用户,通知地方衞生、消防官員和污染控制部門。在安全防爆距離以外,使用霧狀水冷卻暴露的容器。 [15] 
  • 急救措施
皮膚接觸:儘快用軟紙或棉花等擦去毒物,繼之用3%碳酸氫鈉液浸泡。然後用水徹底沖洗,就醫。脱去並隔離被污染的衣服和鞋。對少量皮膚接觸,避免將物質播散面積擴大。在醫生指導下擦去皮膚已凝固的熔融物。注意患者保暖並且保持安靜。吸入、食入或皮膚接觸該物質可引起遲發反應。確保醫務人員瞭解該物質相關的個體防護知識,注意自身防護。 [16] 
吸入:迅速脱離現場至空氣新鮮處。必要時進行人工呼吸。就醫。如果呼吸困難,給予吸氧。如果患者食入或吸入該物質不要用口對口進行人工呼吸,可用單向閥小型呼吸器或其他適當的醫療呼吸器。 [16] 
食入:誤服者立即漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫。 [16] 
  • 儲存運輸
儲存於乾燥清潔的倉間內。相對濕度保持在75%以下。遠離火種、熱源。包裝必須密封,切勿受潮。應與易燃、可燃物,鹼類等分開存放。不可混儲混運。分裝和搬運作業要注意個人防護。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。雨天不宜運輸。廢棄:處置前參閲國家和地方有關法規。用安全掩埋法處置。
相關案例:2023年9月,龍游縣應急管理局執法人員在檢查浙江龍游某化工有限公司時發現,該公司原料中間庫存放了五氧化二磷2噸,但未按規定粘貼危化品安全周知卡和安全技術説明書、安全標籤。這違反了《危險化學品安全管理條例》的第七十八條第(八)項規定。因此,龍游縣應急管理局對該公司的違法行為處以罰款人民幣3萬元。另外,該公司的現場負責人石某因未及時排查生產安全事故隱患、未履行安全生產管理職責,觸犯了《中華人民共和國安全生產法》的第二十五條第(五)項規定。因此,龍游縣應急管理局對石某處以罰款人民幣1萬元的行政處罰。 [17] 

五氧化二磷安全信息

聲明
安全
代碼
注意事項
預防性聲明代碼
P260
不要呼吸灰塵/煙氣/氣體/霧/蒸汽/噴霧
P264
懷孕期間/哺乳期間避免接觸
P280
戴防護手套/防護服/護眼/面部防護/聽力保護
P301+P330+P331
如果吞嚥:漱口。不要誘發嘔吐
P302+P361+P354
如果皮膚:立即脱下所有受污染的衣服。立即用水沖洗幾分鐘
P304+P340
如果吸入:將人吸入新鮮空氣,保持呼吸舒適
P305+P354+P338
如果眼睛:小心用水沖洗幾分鐘。如果存在且易於操作,請摘下隱形眼鏡-繼續沖洗
P316
立即獲得緊急醫療幫助
GHS危害聲明
H314
導致嚴重的皮膚灼傷和眼睛損傷[危險皮膚腐蝕/刺激]
參考資料: [18-19] 

五氧化二磷編碼釋義

識別名稱
號碼
CAS號(數字識別號碼)
1314-56-3 [24] 
PubChem(有機小分子生物活性數據號碼)
14812 [25] 
SMILES(簡化分子線性輸入規範)
O=P13OP2(=O)OP(=O)(O1)OP(=O)(O2)O3 [27] 
ChEBI(生物醫學化學號碼)
37376 [26] 
參考資料
  • 1.    廖鐵星,廣西醫藥企業管理協會倉儲管理養護技術研究會. 化學試劑危險物品安全儲存養護手冊 [M].廣西師範大學出版社,1992-07: 146.
  • 2.    《概念公式定理解讀手冊》編寫組. 化學概念公式定理解讀手冊[M]. 北京師範大學出版社, 2007-05:191.
  • 3.    楊攆宗,楊富明,鄭永隆. 最常用化學危險品安全使用手冊[M]. 山西科學教育出版社, 1990-08:259.
  • 4.    《無機化學》編寫組. 無機化學 下[M]. 人民教育出版社, 1978-03:148.
  • 5.    趙香,梅毅, 梁雪松, 羅弦. 兩種五氧化二磷晶型轉化及其對蒸發速率的影響[J]. 無機鹽工 業, 2014-04, 44(4): 19-21.
  • 6.    化學工業出版社組織. 中國化工產品大全 (上卷) [M]. 北京: 化學工業出版社, 1994: 211.
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  • 8.    五氧化二磷  .化源網[引用日期2023-12-15]
  • 9.    陳家威, 汪成範,徐章煌主編. 簡明化學辭典[M]. 武漢:湖北辭書出版社, 1987.07.第46⻚
  • 10.    石得中, 黃洪周. 世界精細化工產品技術經濟手冊[M]. 化學工業部科學技術情報研究所, 1988-12: 685.
  • 11.    張金鐘主編. 化肥企業安全技術管理[M]. 北京:化學工業出版社, 1991.11.第513⻚
  • 12.    透視巴以衝突|白磷彈引發爭議,戰爭中哪些武器受到限制或禁用?  .央視網[引用日期2023-12-15]
  • 13.    武漢市場資管理局. 實用物資手冊 第2輯上[M]. 湖北人民出版社, 1982-10: 146.
  • 14.    朱洪法. 催化劑手冊[M]. 金盾出版社, 2008-08: 206.
  • 15.    環境保護部環境應急指揮領導小組辦公室編. 環境應急響應實用手冊 2013[M]. 北京: 中國環境 科學出版社, 2013.03.第7⻚
  • 16.    五氧化二磷  .· 科普中國網[引用日期2023-12-15]
  • 17.    公開曝光10起安全生產領域非法違法行為“一案雙罰”典型案例  .浙江龍游[引用日期2023-12-15]
  • 18.    GHS Classification Summary  .PubChem[引用日期2023-12-15]
  • 19.    五氧化二磷  .中華人民共和國國家標準[引用日期2023-12-15]
  • 20.    Phosphorus pentoxide as a cost  .RSC Advances (RSC Publishing)[引用日期2023-12-15]
  • 21.    標準氣壓高度  .· 科普中國網[引用日期2023-12-15]
  • 22.    Tidwell, T. T. "Dimethyl Sulfoxide–Phosphorus Pentoxide" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J . Wiley & Sons, New York.
  • 23.    Threlfall, Richard E., (1951). The story of 100 years of Phosphorus Making: 1851 - 1951. Oldbury: Albright & Wilson Ltd
  • 24.    CAS Common Chemistry  .CAS[引用日期2023-12-15]
  • 25.    Phosphoric anhydride | O10P4 | CID 14812  .PubChem[引用日期2023-12-15]
  • 26.    tetraphosphorus decaoxide  .CHEBI[引用日期2023-12-15]
  • 27.    SMARTS.plus  .SMARTS.plus[引用日期2023-12-15]
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