五硫化二磷(磷 pentasulfide),化學式P?S?、P4S10。國際上通常將十硫化四磷(P4S10)稱為五硫化二磷,黃色或紅棕色的固體,有刺激性氣味晶體,沸點 514℃,熔點 276℃,極易潮解。與水反應后形成 HPO 和 HS,和醇、酸起反應,溶于二硫化碳和氫氧化鈉水溶液。在空氣中受摩擦能燃燒,加熱至 300℃著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氫。吸入微粒,能刺激器官及粘膜。工作場所最高允許濃度1mg/m3。
五硫化二磷可用于制造有機磷酸酯類農藥、浮選劑、潤滑油添加劑及火柴等。
五硫化二磷,是一種無機化合物,在干燥時穩定,但是遇水會水解成磷酸和硫化氫,故在空氣中有臭雞蛋味道,反應時要在通風櫥內進行。五硫化二磷有劇毒,應將其密封放置于陰涼干燥處。
結構與合成
五硫化二磷的分子結構與五氧化二磷類似,具有金剛烷骨架結構。其可以通過將熔融的白磷和硫在300~400°C下反應制得。反應完全后,將產物放入中間槽繼續攪拌使其冷卻至300°C,然后放入滾筒制片機制片,得到五硫化二磷成品。五硫化二磷也可以通過將硫或二硫化鐵與鐵磷反應制得。
物理性質
五硫化二磷的密度為2.09g/cm3,熔點為286℃,沸點為514℃。其折射率為1.805,飽和蒸汽壓為0.13kPa(300℃),臨界壓力為23.2MPa。五硫化二磷在空氣中加熱至300°C時燃燒生成五氧化二磷和二氧化硫。其外觀為白色粉末,微溶于二硫化碳,溶于氫氧化鈉生成硫代磷酸鈉。
化學性質
五硫化二磷具有強吸濕性,遇水和濕空氣分解放出磷酸和硫化氫。其與醇、酸起反應,溶于二硫化碳和氫氧化鈉水溶液。在空氣中受摩擦能燃燒。加熱至300℃著火并生成五氧化二磷和二氧化硫。受摩擦時易著火。易水解生成正磷酸并放出硫化氫。吸入微粒,能刺激器官及粘膜。工作場所最高允許濃度1mg/m3。五硫化二磷是制造有機磷酸酯類農藥、浮選劑、潤滑油添加劑及火柴等的重要原料。五硫化二磷在干燥時穩定,但是遇水會水解成磷酸和硫化氫,故在空氣中有臭雞蛋味道,反應時要在通風櫥內進行。五硫化二磷有劇毒,應將其密封放置于陰涼干燥處。
反應性
五硫化二磷由于其易水解的特性,與水接觸時會釋放出硫化氫,與水反應時會產生臭雞蛋氣味。除了硫化氫,五硫化二磷的水解最終會產生磷酸。五硫化二磷還與多種親核試劑如醇和胺類發生反應。與芳香族化合物如苯甲醚、二茂鐵和1-甲氧基萘反應,可形成1,3,2,4-二噻二磷雜丁環-2,4-二硫化物結構的化合物,如勞森試劑。五硫化二磷也可用作硫化試劑,但其使用已逐漸被勞森試劑所取代。五硫化二磷與吡啶反應可形成P2S5(pyridine)2配位化合物。
危險性
中等毒,遇水分解產生易燃的硫化氫,易燃。
用途
五硫化二磷是農藥合成的重要原料,與醇反應,得到含磷中間體“硫化物”,可進而合成多種二硫代磷酸類農藥,如樂果、甲拌磷、馬拉硫磷等。由“硫化物”氯化,得到含磷中間體“氯化物”,又可合成多種硫代磷酸酯類農藥,如殺硫磷、辛硫磷、二磷等,還用作有色金屬選礦劑、潤滑油添加劑等,以及用于火柴制造、醫藥制品和橡膠硫化輔助劑等。在有機合成、礦石浮選等工業應用。
處理處置方法
泄漏應急處理
隔離泄漏污染區,限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給式呼吸器,穿消防防護服。不要直接接觸泄漏物。小量泄漏:用干燥的砂土或生石灰覆蓋,收集于干燥、潔凈、有蓋的容器中。轉移至安全場所。大量泄漏:用塑料布、帆布覆蓋,減少飛散。
廢棄物處置方法
建議廢料用水分解后,生成磷酸、硫酸和硫化氫,硫化氫經洗滌器洗滌,酸用堿中和后再稀釋,排入下水道。
防護措施
呼吸系統防護:可能接觸其粉塵時,必須佩戴自吸過濾式防塵口罩。
眼睛防護:戴化學安全防護眼鏡。
身體防護:穿化學防護服。
手防護:戴橡膠手套。
其它:工作現場嚴禁吸煙。
急救措施
皮膚接觸:脫去被污染的衣著,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。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。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
食入:飲足量溫水,催吐。就醫。
滅火方法
消防人員必須穿戴全身防火防毒服。滅火劑:二氧化碳、干粉、砂土。
生產安全技術
原料熔融
將白磷加熱到60℃熔融,硫在另一容器中加熱至140℃熔融。黃磷極易自燃。熔融罐內應先充二氧化碳氣體,以防自燃起火。熔磷罐應加強維修,嚴防洞穿漏磷。熔磷罐上應設噴水管,一旦黃磷自燃可立即放水撲滅。硫黃是易燃固體,遇火極易燃燒,投料時應防止硫黃散落在熔融罐外,并嚴防明火。熔磷罐上應設噴水管,一旦黃磷自燃可立即放水撲滅。
制五硫化二磷
熔融的硫和磷分別用液下往復泵輸入有保溫設施的計量槽內,按比例經水蒸氣夾層預熱,流經反應管,進入已預熱至150℃的反應罐中,在攪拌下充分反應生成五硫化二磷。硫、磷反應系統應先充二氧化碳氣體保護。反應放熱,溫度可自行升到350~400℃,所以投料速度必須嚴格控制,以反應溫度最高不超過350~400℃為準。如發現過高,應減慢投料速度,否則白磷大量氣化外逸,將在尾氣出口處遇空氣自燃而冒火星。投料還必須控制到使尾氣不冒火星。硫、磷必須按比例同時投入,如果在有大量黃磷存在的條件下加入硫,易因反應猛烈而爆炸。如果先加硫黃、后下黃磷,也有爆炸危險。反應罐應預熱至150℃,否則反應太慢或不反應,導致黃磷大量積聚,放料后遇空氣即將引起燃燒。攪拌要有效,不得中斷,這樣可使反應完全,防止黃磷積聚。即使如此,反應罐上仍應裝有防爆膜。五硫化二磷在高溫下極易自燃起火,從反應罐放入中間槽冷卻時,溫度已超過300℃,必須通二氧化碳氣體保護,以防自燃。白磷計量罐有熱水封住磷面,計量罐應有特殊設計,應使黃磷放到一定高度時與反應管內磷面平衡;操作時也要注意,保證放熔磷時水不進入反應管,以免五硫化二磷遇水分解,產生大量硫化氫氣體,使體積猛增而發生爆炸。
滾筒壓片
物料在冷卻槽冷至300℃以下,經過冷的滾筒壓成片狀,可供包裝。滾筒進口處五硫化二磷的溫度較高,用二氧化碳氣體保護。五硫化二磷忌水,車間必須防水,避免潮濕。五硫化二磷起火,應該用二氧化碳、干砂或干粉滅火器撲救,不得用水。
參考資料 >
五硫化二磷.化工百科.2024-09-18
五硫化二磷.Chemical Book.2024-03-20
五硫化二磷.chemicalbook.2024-09-18
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五硫化二磷.中國大百科全書.2024-09-18