Фосфид кальция: опасное вещество или перспективный материал?
Фосфид кальция - неорганическое соединение, которое при определенных условиях может быть как смертельно опасным ядом, так и многообещающим функциональным материалом для науки и техники. Давайте разберемся в его свойствах и особенностях.
Что такое фосфид кальция
По химическому строению фосфид кальция представляет собой неорганическое соединение кальция и фосфора. Его молекулярная формула - Ca3P2. Это твердое кристаллическое вещество красно-коричневого цвета с плотностью 2,51 г/см3.
При взаимодействии с водой или кислотами фосфид кальция разлагается с выделением легковоспламеняющегося и высокотоксичного газа фосфина (PH3). Поэтому хранят это вещество обязательно в герметичной таре в сухом месте во избежание контакта с влагой.
Для получения фосфида кальция используют реакцию металлического кальция с парами элементарного фосфора при высокой температуре:
2P + 3Ca = Ca3P2
Помимо фосфида Ca3P2 существуют и другие, более экзотичные фосфиды кальция с формулами CaP, CaP3, Ca2P2, Ca5P3. Однако Ca3P2 наиболее распространен и изучен.
Основные области применения
Несмотря на высокую токсичность, фосфид кальция находит применение в некоторых областях. Чаще всего это использование связано с его способностью выделять фосфин - сильный ядовитый газ.
Использование в качестве родентицида
Одно из распространенных применений фосфида кальция - использование в качестве отравленной приманки для уничтожения грызунов-вредителей. Смесь пищи с добавлением фосфида кальция оставляют в местах, доступных для поедания грызунами. Затем в желудочно-кишечном тракте животного под действием кислот выделяется токсичный фосфин, вызывающий отравление и гибель.
Такой метод может применяться там, где у грызунов выработалась устойчивость к другим распространенным ядам, например антикоагулянтам типа варфарина.
Помимо фосфида кальция в качестве родентицидов могут использоваться похожие фосфиды цинка и алюминия.
Применение в пиротехнике
Еще одно потенциально опасное использование фосфида кальция - в качестве компонента пиротехнических составов. Он может входить в рецептуру фейерверков, самовоспламеняющихся сигнальных ракет, морских факелов.
В 1920-30х годах фосфид кальция применялся для 10-минутных плавучих морских факелов в водонепроницаемых банках вместе с карбидом кальция. Предполагается, что фосфид кальция мог быть одним из компонентов загадочного "греческого огня" - легендарной византийской зажигательной смеси.
Кстати, фосфид кальция часто присутствует в карбиде кальция как примесь. Это может приводить к самовоспламенению образующегося ацетилена из-за выделяющегося фосфина.
Безопасность при работе с фосфидом кальция
Учитывая высокую токсичность фосфида кальция и продуктов его разложения, работа с этим соединением требует строгого соблюдения мер предосторожности.
Основные опасности
Как уже упоминалось, контакт фосфида кальция с кислотами или влагой приводит к выделению легковоспламеняющегося и чрезвычайно ядовитого газа фосфина. Даже малые концентрации фосфина в воздухе могут вызвать тяжелое отравление или смерть.
Кроме того, нагрев фосфида кальция также опасен - при определенной температуре возможно его самовоспламенение с выделением токсичных продуктов.
Рекомендации по безопасному хранению
Для безопасного хранения фосфида кальция необходимо:
- Хранить в плотно закрытой таре, исключающей попадание влаги
- Хранить отдельно от кислот, в том числе
соляной кислоты - Хранить в прохладном, хорошо вентилируемом месте вдали от источников огня и нагревательных приборов
- Регулярно проверять целостность тары на отсутствие признаков разложения вещества
Меры предосторожности при работе
При непосредственной работе с фосфидом кальция также следует соблюдать ряд мер:
- Работать только в вытяжном шкафу или при наличии приточно-вытяжной вентиляции
- Использовать перчатки, очки и средства защиты органов дыхания
- Иметь в местах работы и хранения нейтрализаторы фосфина, например растворы солей меди
Первая помощь при отравлении фосфином
При отравлении парами фосфина, которое может произойти при неаккуратной работе с фосфидом кальция, следует:
- Вывести пострадавшего из зараженной зоны на свежий воздух
- Обеспечить покой, тепло, очистить дыхательные пути
- При необходимости сделать искусственное дыхание, непрямой массаж сердца
- Срочно вызвать скорую медицинскую помощь
Пострадавшим после отравления показан длительный курс реабилитации и восстановления из-за возможных отдаленных последствий.
Перспективы применения фосфида кальция
Несмотря на опасность, фосфид кальция обладает уникальными физико-химическими характеристиками, которые открывают перспективы его использования в передовых областях науки и техники.