为什么用硝酸溶解黄磷后要用盐酸赶去硝酸
磷与浓硝酸反应的速率随温度升高而增加,为控制其反应速率,采用加入浓盐酸的方法,使其反应速率处于平稳状态。但在此方法中仍需控制反应速率,反应速率越大,磷和浓硝酸反应时产生的亚磷酸的量就越多。但磷与浓硝酸反应时所产生的亚磷酸在随后的酸化水解中可被除去。
将干燥的氯气通入磷和三氯化磷的混合溶液中,再经蒸馏精制而成。
原料:黄磷,液氯safety in the manufacture of phosphorus trichloride 将黄磷加热熔融后,由专用的黄磷液下往复泵输入到已经加有适量三氯化磷作母液,的反应器内,通氯,进行放热反应,生成的三氯化磷蒸气进入精馏塔精馏,得三氯化磷流入贮罐(见图5—3)。
反应式
2P + 3Cl2→ 2PCl3+ 313.95kJ/mol
(黄磷)(氯) (三氯化磷)
工艺流程见图5—3。
图5—3 三氯化磷的工艺流程图
(1)熔磷 将黄磷投入熔化罐加热熔融。
黄磷是自燃物品,需贮于水中,离开水面极易自燃,故投料前熔磷罐必须充氮或二氧化碳,驱净空气。投料时,动作要快,以防自燃。黄磷的熔点甚低,加热温度不必太高,可用夹层热水加热。
(2)反应 黄磷与氯气在反应器中反应,生成三氯化磷。反应迅速,并放出大量的热,危险性很大。
①反应时必须先加入适量的三氯化磷,生产上称为“底磷”,使黄磷与三氯化磷混合后,再通入氯气进行反应,这样比较稳妥。生产中还必须定期测定“底磷”的含量,勿使过少。
②黄磷与氯气的比例必须适当,如果黄磷量不足,则氯气与三氯化磷作用,将生成五氯化磷。后者为白色固体,容易升华,往往堵塞管道,导致事故的发生。若五氯化磷量已较多,在投入黄磷时,则立即与黄磷猛烈反应而还原成大量三氯化磷。其反应如下:
3PCl5 +2p → 5PCl3
(五氯化磷)(三氯化磷)
在反应过程中,因产生高温,三氯化磷大量气化,以致压力升高,容易发生冲料。冲料后,将使黄磷一起喷出,黄磷遇空气即自燃,容易引起火灾;有时来不及冲料就发生爆炸,后果极为严重。在生产中已有事故教训,必须充分警惕。所以要采用专用的液下往复泵来输送熔融的黄磷。用这种泵输送黄磷,能使加入磷的量不会一次过多,可以防止与五氯化磷猛烈反应而造成爆炸或冲料。
③反应产生大量热量,必须及时冷却。冷却方法宜将冷水沿反应器壁四面喷淋,不宜采用夹层通冷水的方法,以防万一器壁渗漏,夹层冷却水的压力使水进入反应器中,与三氯化磷猛烈反应而引起爆炸。
PCl3 + 3H2O → H3PO3+3HCl↑
(亚磷酸) (氯化氢)
即使用喷淋法,也要经常检修反应器,严防渗漏。冷凝器同样如此。
④通氯气的管道必须插入反应液底部。如果管道折断,氯气在液面上与三氯化磷反应生成五氯化磷:
PCl3+Cl2→PCl5
(五氯化磷)
则在加入熔磷时极易发生爆炸或冲料。
⑤控制反应器内“底磷”液面,可以采用底磷浮标仪,或称“底磷浮标”。“底磷浮标”一般可以根据反应罐内在一定温度下黄磷与三氯化磷的混合比重制成。浮标上端装上铁杆,外套一个螺管式变压器,再接仪表指示。根据浮标的高度不同,而产生的电流也不同,即可判断出“底磷”液位的高度。
(3)精馏 从反应器出来的热的气化了的三氯化磷在精馏塔中精馏,取得三氯化磷冷凝液,进入贮槽。
若三氯化磷含游离磷高,在脱酸及下一步化合反应时会因黄磷自燃而引起燃烧爆炸,所以应严格控制三氯化磷的质量。
黄磷的主要用途是制成热酸和磷酸盐用于肥料、食品、医药、农药和电子工业,在军事上常用来制烟雾弹、燃烧弹。
性质活泼,除碳、硼、硅以外,大部分元素均能与它直接化合;与卤素、氧能直接反应而生成相应的卤化物和氧化物,并放出大量热。与某几种金属相作用会形成磷化物,用硝酸处理时生成正磷酸。黄磷在高温高压下,与水反应生成含氧酸、磷化氢和氢;黄磷与氢氧化钠等碱类作用生成磷化氢(膦)及次磷酸钠。黄磷在低温下,当氧过量时,其氧化产物为四氧化物和五氧化物,而在氧量不足时,则为三氧化物和五氧化物的混合物。另外黄磷难溶于水,微溶于醇,易溶于磷的卤族化合物,最易溶于二硫化碳、苯、醚、氯仿和甲苯中。
简介
白磷别名黄磷,是一种磷的单质,化学式为P4。外观为白色或浅黄色半透明性固体。质软,冷时性脆,见光色变深。暴露空气中在暗处产生绿色磷光和白烟。在湿空气中约40℃着火,在干燥空气中则稍高。
白磷能直接与卤素、硫、金属等起作用,与硝酸生成磷酸,与氢氧化钠或氢氧化钾生成磷化氢及次磷酸钠或磷酸钾。应避免与氯酸钾、高锰酸钾、过氧化物及其他氧化物接触。
危险性类别
有毒品、自燃物品。
白磷是一种易自燃的物质,其着火点为40 ℃,但因摩擦或缓慢氧化而产生的热量有可能使局部温度达到40 ℃而燃烧。因此,不能说气温在40 ℃以下白磷不会自燃。
白磷有毒。人的中毒剂量为15mg,致死量为50mg。误服白磷后很快产生严重的胃肠道刺激腐蚀症状。大量摄入可因全身出血、呕血、便血和循环系统衰竭而死。
黄磷是腊样半透明结晶体,初为无色(故又名白磷),遇光颜色变黄,比重为水的两倍,熔点为44.20C,极不稳定,易氧化。干燥的黄磷340C,在空气中即可自燃,产生黄色火焰和浓厚白烟,散发出大蒜样气味,在暗视野中可见蓝绿色荧光。黄磷是一种有毒的脂溶性物质,不溶于水,当与铜或锂等金属结合成暗灰色的盐类后,即失去特性。
磷在工业生产中用途十分广泛,如制造染料、火药、火柴、农药杀虫剂和制药等。因此在化学烧伤中,磷烧伤仅次于酸、碱烧伤,能迅速被创面或粘膜吸收,进入血液后,抑制细胞的氧化过程,引起肝、心、肾等实质性脏器广泛的脂肪变性。在现代战争中,磷弹的应用增多,如含磷的凝固汽油弹、手榴弹、炮弹、炸弹等,故磷烧伤的发生率在战时也增多。
黄磷烧伤是一种严重的特殊烧伤,是热力和化学的复合烧伤,不仅直接损伤皮肤和粘膜,并可因吸收而造成全身中毒内脏损伤。目前,对无几磷既没有满意的局部中和剂,也没有有效的全身解毒药,黄磷对人体毒性极大,0.5~1.0克黄磷即可致人死亡,即使烧伤面积不大(12%~15%),亦可因磷中毒而丧生。
损伤机制
黄磷烧伤后可由创面和粘膜吸收,引起肝、肾等主要脏器损伤,导致死亡。无机磷的致伤原因,在局部是热和酸的复合伤。因磷暴露在空气中自燃发生热烧伤,形成五氧化二磷和三氧化二磷,对皮肤或粘膜有脱水、夺氧的作用,且遇水形成磷酸和次磷酸,引起皮肤化学烧伤,这也是创面损伤继续加深的主要原因。黄磷是强烈的胞质度,能迅速从创面和粘膜吸收,由血液带至各脏器,引起损害及中毒;也可因磷蒸汽经气道粘膜吸收,引起中毒。
参考资料:泡泡俱乐部