白磷:一種磷的單質-中文百科頻道

發現曆史

關于磷元素的發現，還得從歐洲中世紀的煉金術說起。那時候，盛行着煉金術，據說隻要找到一種聰明人的石頭──哲人石，便可以點石成金，讓普通的鉛、鐵變成貴重的黃金。煉金術家仿佛瘋子一般，采用稀奇古怪的器皿和物質，在幽暗的小屋裡，口中念着咒語，在爐火裡煉，在大缸中攪，朝思暮想尋覓點石成金的哲人石。1669年，德國漢堡一位叫布朗特（Brand H）的商人在強熱蒸發人尿的過程中，他沒有制得黃金，卻意外地得到一種像白蠟一樣的物質，在黑暗的小屋裡閃閃發光。這從未見過的白蠟模樣的東西，雖不是布朗特夢寐以求的黃金，可那神奇的藍綠色的火光卻令他興奮得手舞足蹈。他發現這種綠火不發熱，不引燃其它物質，是一種冷光。于是，他就以“冷光”的意思命名這種新發現的物質為“磷”。磷的拉丁文名稱Phosphorum就是“冷光”之意，它的化學符号是P，它的英文名稱是Phosphorus。

物理性質

基本信息

CAS号：12185-10-3

分子式：P4

白磷分子量：123.895

外觀與性狀：無色至黃色蠟狀固體，有蒜臭味，在暗處發淡綠色磷光。

結構：正四面體

密度：1.82g/cm3

pH：無資料

熔點（℃）：44.1

沸點（℃）：280.5

相對密度（水=1）：1.88

相對蒸汽密度（空氣=1）：4.42

飽和蒸汽壓（kPa）：0.13(76.6℃)

燃燒熱(kJ/mol)：3093.2

臨界溫度：721

臨界壓力：無資料

辛醇/水分配系數的對數值：無資料

閃點（℃）：無資料

引燃溫度（℃）：30

溶解性：不溶于水，微溶于苯、氯仿，易溶于二硫化碳。

爆炸上限%(V/V)：無資料

爆炸下限%(V/V)：無資料

管制信息

白磷(劇毒)（易制爆）

本品根據《危險化學品安全管理條例》受公安部門管制。

化學性質

易燃(自燃)

在空氣中燃燒，生成十氧化四磷或六氧化四磷：

(1)P4+5O2=點燃=2P2O5（P2O5為化學式，實際上僅存在P4O10分子）

(2)P4+3O2=點燃=P4O6(三氧化二磷，氧氣不足時)

(3)4P+O2==P4O+O

O + O2→ O3兩個方程式疊加起來：P4+2O2==P4O+ O3

發光條件：稍擦去表面水，在無光源且室溫低于30攝氏度(以免自燃)的暗處放置幾秒鐘

穩定性

白磷的化學性質十分活潑

磷至少有10種同素異形體，主要是白磷、紅磷、黑磷三種。白磷隔離空氣加熱到533K，生成紅磷；另外在1200MPa下，白磷加熱至473K可轉變為黑磷（它具有層狀網絡結構，能導電，是磷的同素異形體中最穩定的）。

與紅磷相比

白磷和紅磷的區别是在于着火點和毒性，白磷着火點低于紅磷。白磷一般會在40℃左右燃燒，而紅磷要在240℃左右才能燃燒；白磷有劇毒，而紅磷幾乎無毒。白磷在隔絕空氣時加熱至273℃轉化為紅磷，紅磷在隔絕空氣時加熱至416℃升華凝結轉換為白磷。白磷分子為正四面體結構，而紅磷分子為鍊狀結構。

毒理性質

危險性概述

危險性類别：劇毒品、自燃物品

侵入途徑：吸入、食入、經皮吸收

健康危害：急性吸入中毒表現有呼吸道刺激症狀、頭痛、頭暈、全身無力、嘔吐、心動過緩、上腹疼痛、黃疸、肝腫大。重症出現急性肝壞死、中毒性肺水腫等。口服中毒出現口腔糜爛、急性胃腸炎，甚至發生食道、胃穿孔。數天後出現肝、腎損害。重者發生肝、腎功能衰竭等。磷可緻皮膚灼傷，磷經灼傷皮膚吸收引起中毒，重者發生中毒性肝病、腎損害、急性溶血等，以緻死亡。

慢性中毒：神經衰弱綜合征、消化功能紊亂、中毒性肝病。引起骨骼損害，尤以下颌骨顯著，後期出現下颌骨壞死及齒槽萎縮。

環境危害：對大氣可造成污染。

燃爆危險：接觸空氣易自燃。

急救措施

皮膚接觸：脫去污染的衣着，立即塗抹2%～3%硝酸銀滅磷火。用大量流動清水沖洗。如有不适感，就醫。

眼睛接觸：立即提起眼睑，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗10～15 分鐘。如有不适感，就醫。

吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。呼吸、心跳停止，立即進行心肺複蘇術。就醫。

食入：立即用2%硫酸銅洗胃，或用1：5000 高錳酸鉀洗胃。洗胃及導瀉應謹慎，防止胃腸穿孔或出血。就醫。

消防措施

危險特性：白磷接觸空氣能自燃并引起燃燒和爆炸。在潮濕空氣中的自燃點低于在幹燥空氣中的自燃點。與氯酸鹽等氧化劑混合發生爆炸。其碎片和碎屑接觸皮膚幹燥後即着火，可引起嚴重的皮膚灼傷。

有害燃燒産物：氧化磷。

滅火方法：用霧狀水滅火。

滅火注意事項及措施：消防人員必須穿全身耐酸堿消防服、佩戴空氣呼吸器滅火。盡可能将容器從火場移至空曠處。噴水保持火場容器冷卻，直至滅火結束。

洩漏應急措施

應急處理：消除所有點火源。隔離洩漏污染區，限制出入。建議應急處理人員戴防塵口罩，穿防靜電、防腐、防毒服。禁止接觸或跨越洩漏物。穿上适當的防護服前嚴禁接觸破裂的容器和洩漏物。盡可能切斷洩漏源。小量洩漏：用水、沙或泥土覆蓋，收入金屬容器并保存于水中。大量洩漏：構築圍堤或挖坑收容。用潮濕的沙土覆蓋。防止洩漏物進入水體、下水道、地下室或密閉性空間。

運輸注意事項：鐵路運輸時若使用小開口鋼桶包裝，須經路局批準。運輸時運輸車輛應配備相應品種和數量的消防器材及洩漏應急處理設備。裝運本品的車輛排氣管須有阻火裝置。運輸過程中要确保容器不洩漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴禁與氧化劑、酸類、鹵素、食用化學品、等混裝混運。運輸途中應防曝曬、雨淋，防高溫。中途停留時應遠離火種、熱源。車輛運輸完畢應進行徹底清掃。鐵路運輸時要禁止溜放。

制法

工業上用磷酸鈣，木炭（煤炭不夠純）和二氧化矽混合高溫制取白磷

分布化學方程式：首先，二氧化矽和磷酸鈣反應

3SiO2+Ca3(PO4)2=高溫=3CaSiO3+P2O5

然後木炭還原五氧化二磷

5C+2P2O5=高溫=4P+5CO2

應用領域

白磷雖然危險，但也有很多用途。在工業上用白磷制備高純度的磷酸。利用白磷易燃産生煙(P4O10)和霧(P4O10與水蒸氣形成H3PO4等霧狀物質)，在軍事上常用來制煙幕彈、燃燒彈。還可用白磷制造赤磷(紅磷）、三硫化四磷（P4S3）、有機磷酸酯、燃燒彈、殺鼠劑等。

黃磷又叫白磷為白色至淺黃色脆蠟狀固體，熔點44.1°C，沸點280°C，密度1.82克/cm3。白磷非常活潑，必須儲存在水裡，人吸入0.1克白磷就會中毒死亡。白磷在沒有空氣的條件下，加熱到260°C或在光照下就會轉變成紅磷。紅磷無毒，加熱到240°C以上才着火。在高壓下，白磷可轉變為黑磷，它具有層狀網絡結構，能導電，是磷的同素異形體中最穩定的。

如果氧氣不足，在潮濕情況下，白磷氧化很慢，并伴随有磷光現象。白磷可溶于熱的濃堿溶液，生成磷化氫和亞磷酸二氫鹽；幹燥的氯氣與過量的磷反應生成三氯化磷，過量的氯氣與磷反應生成五氯化磷。磷在充足的空氣中燃燒可生成五氧化二磷，如果空氣不足則生成三氧化二磷。

白磷與熱濃堿液反應化學式

P4+3KOH(濃) + 3H2O→ PH3↑+3KH2PO2

老式白熾燈燈泡的感柱上塗一點赤磷。紅磷受熱會變成白磷，白磷很容易同氧氣反應，生成固态的五氧化二磷(化學方程式：4P+5O2==2P2O5)，把氧氣“吃掉”，這樣，玻璃殼裡殘留的氧氣也被消除了。防止鎢絲通電以後溫度升高到2000℃以上導緻很快被燒斷。

儲存方法

操作注意事項：密閉操作，提供充分的局部排風。操作盡可能機械化、自動化。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具（全面罩），穿膠布防毒衣，戴橡膠手套。遠離火種、熱源，工作場所嚴禁吸煙。使用防爆型的通風系統和設備。避免與氧化劑、酸類、鹵素接觸。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的消防器材及洩漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。

儲存注意事項：應保存在水中，且必須浸沒在水下，隔絕空氣。儲存于陰涼、通風良好的專用庫房内，實行“雙人收發、雙人保管”制度。庫溫應保持在1℃以上。遠離火種、熱源。應與氧化劑、酸類、鹵素、食用化學品分開存放，切忌混儲。采用防爆型照明、通風設施。禁止使用易産生火花的機械設備和工具。儲區應備有合适的材料收容洩漏物。

取用方法

由于白磷的燃點低，人的手溫就能使它燃燒，所以取用白磷時必須用鑷子去取。絕對不能用手指去接觸，否則手就會被灼燒，造成疼痛難愈的灼傷。如果遇到大塊白磷需要切割成小塊時，必須把它放在盛有水的水槽中，用小刀在水面下切割，或用熱水熔化後用玻璃棒不斷攪拌制得小塊。不能暴露在空氣中進行，否則切割時摩擦産生的熱量也容易使白磷燃燒。