五硫化二磷

黄色固体状有毒、易燃的化学物

五硫化二磷

五硫化二磷(Phosphorus pentasulfide),化学式P₂S₅、P4S10。国际上通常将十硫化四磷(P4S10)称为五硫化二磷,黄色或红棕色的固体,有刺激性气味晶体,沸点 514℃,熔点 276℃,极易潮解。与水反应后形成 HPO 和 HS,和醇、酸起反应,溶于二硫化碳和氢氧化钠水溶液。在空气中受摩擦能燃烧,加热至 300℃着火并生成五氧化二磷和二氧化硫,易水解生成正磷酸并放出硫化氢。吸入微粒,能刺激器官及粘膜。工作场所最高允许浓度1mg/m3。[1][2]五硫化二磷可用于制造有机磷酸酯类农药、浮选剂、润滑油添加剂及火柴等。[3]

五硫化二磷(Phosphorus pentasulfide),化学式P₂S₅、P4S10。国际上通常将十硫化四磷(P4S10)称为五硫化二磷,黄色或红棕色的固体,有刺激性气味晶体沸点 514℃,熔点 276℃,极易潮解。与水反应后形成 HPO 和 HS,和醇、酸起反应,溶于二硫化碳氢氧化钠水溶液。在空气中受摩擦能燃烧,加热至 300℃着火并生成五氧化二磷二氧化硫,易水解生成正磷酸并放出硫化氢。吸入微粒,能刺激器官及粘膜。工作场所最高允许浓度1mg/m3。[2][3]

五硫化二磷可用于制造有机磷酸酯类农药、浮选剂、润滑油添加剂及火柴等。[4]

五硫化二磷,是一种无机化合物,在干燥时稳定,但是遇水会水解成磷酸和硫化氢,故在空气中有臭鸡蛋味道,反应时要在通风橱内进行。五硫化二磷有剧毒,应将其密封放置于阴凉干燥处。

结构与合成

五硫化二磷的分子结构与五氧化二磷类似,具有金刚烷骨架结构。其可以通过将熔融的黄磷硫黄在300~400°C下反应制得。反应完全后,将产物放入中间槽继续搅拌使其冷却至300°C,然后放入滚筒制片机制片,得到五硫化二磷成品。五硫化二磷也可以通过将硫或黄铁矿与铁磷反应制得。[1]

五硫化二磷
五硫化二磷

物理性质

五硫化二磷的密度为2.09g/cm³,熔点为286℃,沸点为514℃。其折射率为1.805,饱和蒸汽压为0.13kPa(300℃),临界压力为23.2MPa。五硫化二磷在空气中加热至300°C时燃烧生成五氧化二磷二氧化硫。其外观为白色粉末,微溶于二硫化碳,溶于氢氧化钠溶液生成硫代磷酸钠[5]

化学性质

五硫化二磷具有强吸湿性,遇水和湿空气分解放出磷酸和硫化氢。其与醇、酸起反应,溶于二硫化碳和氢氧化钠水溶液。在空气中受摩擦能燃烧。加热至300℃着火并生成五氧化二磷和二氧化硫。受摩擦时易着火。易水解生成正磷酸并放出硫化氢。吸入微粒,能刺激器官及粘膜。工作场所最高允许浓度1mg/m3。五硫化二磷是制造有机磷酸酯类农药、浮选剂、润滑油添加剂及火柴等的重要原料。五硫化二磷在干燥时稳定,但是遇水会水解成磷酸和硫化氢,故在空气中有臭鸡蛋味道,反应时要在通风橱内进行。五硫化二磷有剧毒,应将其密封放置于阴凉干燥处。[1]

反应性

五硫化二磷由于其易水解的特性,与水接触时会释放出硫化氢,与水反应时会产生臭鸡蛋气味。除了硫化氢,五硫化二磷的水解最终会产生磷酸。五硫化二磷还与多种亲核试剂如醇和胺类发生反应。与芳香族化合物苯甲醚二茂铁和1-甲氧基萘反应,可形成1,3,2,4-二噻二磷杂丁环-2,4-二硫化物结构的化合物,如劳森试剂。五硫化二磷也可用作硫化试剂,但其使用已逐渐被劳森试剂所取代。五硫化二磷与吡啶反应可形成P2S5(pyridine)2复合物

危险性

中等毒,遇水分解产生易燃的硫化氢,易燃。

用途

五硫化二磷是农药合成的重要原料,与醇反应,得到含磷中间体“硫化物”,可进而合成多种二硫代磷酸zhǐ类农药,如乐果甲拌磷马拉硫磷等。由“硫化物”氯化,得到含磷中间体“氯化物”,又可合成多种硫代磷酸酯类农药,如杀míng硫磷、辛硫磷、二qín磷等,还用作有色金属选矿剂、润滑油添加剂等,以及用于火柴制造、医药制品和橡胶硫化辅助剂等。在有机合成、矿石浮选等工业应用。[6]

泄漏应急处理

隔离泄漏污染区,限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿消防防护服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏:用干燥的砂土或石灰覆盖,收集于干燥、洁净、有盖的容器中。转移至安全场所。大量泄漏:用塑料布、帆布覆盖,减少飞散。

废弃物处置方法

建议废料用水分解后,生成磷酸、硫酸硫化氢,硫化氢经洗涤器洗涤,酸用碱中和后再稀释,排入下水道。

防护措施

呼吸系统防护:可能接触其粉尘时,必须佩戴自吸过滤式防尘口罩。

眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。

身体防护:穿化学防护服。

手防护:戴橡胶手套。

其它:工作现场严禁吸烟。

急救措施

皮肤接触:脱去被污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

食入:饮足量温水,催吐。就医。

灭火方法

消防人员必须穿戴全身防火防毒服。灭火剂:二氧化碳、干粉、砂土。

原料熔融

黄磷加热到60℃熔融,硫黄在另一容器中加热至140℃熔融。黄磷极易自燃。熔融罐内应先充二氧化碳气体,以防自燃起火。熔磷罐应加强维修,严防洞穿漏磷。熔磷罐上应设喷水管,一旦黄磷自燃可立即放水扑灭。硫黄是易燃固体,遇火极易燃烧,投料时应防止硫黄散落在熔融罐外,并严防明火。熔磷罐上应设喷水管,一旦黄磷自燃可立即放水扑灭。

制五硫化二磷

熔融的硫和磷分别用液下往复泵输入有保温设施的计量槽内,按比例经水蒸气夹层预热,流经反应管,进入已预热至150℃的反应罐中,在搅拌下充分反应生成五硫化二磷。硫、磷反应系统应先充二氧化碳气体保护。反应放热,温度可自行升到350~400℃,所以投料速度必须严格控制,以反应温度最高不超过350~400℃为准。如发现过高,应减慢投料速度,否则黄磷大量气化外逸,将在尾气出口处遇空气自燃而冒火星。投料还必须控制到使尾气不冒火星。硫、磷必须按比例同时投入,如果在有大量黄磷存在的条件下加入硫黄,易因反应猛烈而爆炸。如果先加硫黄、后下黄磷,也有爆炸危险。反应罐应预热至150℃,否则反应太慢或不反应,导致黄磷大量积聚,放料后遇空气即将引起燃烧。搅拌要有效,不得中断,这样可使反应完全,防止黄磷积聚。即使如此,反应罐上仍应装有防爆膜。五硫化二磷在高温下极易自燃起火,从反应罐放入中间槽冷却时,温度已超过300℃,必须通二氧化碳气体保护,以防自燃。黄磷计量罐有热水封住磷面,计量罐应有特殊设计,应使黄磷放到一定高度时与反应管内磷面平衡;操作时也要注意,保证放熔磷时水不进入反应管,以免五硫化二磷遇水分解,产生大量硫化氢气体,使体积猛增而发生爆炸。[1]

滚筒压片

物料在冷却槽冷至300℃以下,经过冷的滚筒压成片状,可供包装。滚筒进口处五硫化二磷的温度较高,用二氧化碳气体保护。五硫化二磷忌水,车间必须防水,避免潮湿。五硫化二磷起火,应该用二氧化碳、干砂或干粉灭火器扑救,不得用水。[7]

参考资料 7

  1. 五硫化二磷 — 化工百科
  2. 五硫化二磷 — Chemical Book
  3. 参考 3
  4. 参考 4
  5. 五硫化二磷 — chemicalbook
  6. 五硫化二磷 — china.chemnet.com
  7. 五硫化二磷 — 中国大百科全书
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