जिंक फास्फाइड

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जिंक फास्फाइड[1]
जिंक फास्फाइड
Names
Other names
ट्राइजिंक डिफॉस्फाइड
Identifiers
3D model (JSmol)
ChemSpider
EC Number
  • 234-867-3
UNII
  • InChI=1S/2P.3Zn checkY
    Key: NQDYSWQRWWTVJU-UHFFFAOYSA-N checkY
  • InChI=1/2P.3Zn/rP2Zn3/c3-1-5-2-4
    Key: NQDYSWQRWWTVJU-WGUIJFGEAN
  • [Zn]=P[Zn]P=[Zn]
Properties
Zn3P2
Molar mass 258.12 g/mol
Appearance dark gray
Odor characteristic[2]
Density 4.55 g/cm3
Melting point 1,160 °C (2,120 °F; 1,430 K)
reacts
Solubility insoluble in ethanol, soluble in benzene, reacts with acids
Band gap 1.4-1.6 eV (direct)[3]
Structure
Tetragonal, tP40
P42/nmc, No. 137
a = 8.0785 Å, c = 11.3966 Å[4]
8
Hazards
Occupational safety and health (OHS/OSH):
Ingestion hazards
 Fatal, acutely toxic
Inhalation hazards
 High
GHS labelling:[2]
GHS02: Flammable GHS06: Toxic
Danger
H260, H300
P223, P231+P232, P264, P270, P280, P301+P310, P321, P330, P335+P334, P370+P378, P402+P404, P405, P501
NFPA 704 (fire diamond)
4
3
2
Lethal dose or concentration (LD, LC):
Oral
42.6 mg/kg (Rat)
12 mg/kg (Rat)
Dermal
1123 mg/kg (Rat)
2000 mg/kg (Rabbit)[2]
Safety data sheet (SDS) ThermoFisher Scientific, revised 02/2020[2]
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).

जिंक फास्फाइड (Zn3P2) अकार्बनिक रासायनिक यौगिक है। यह धूसर पदार्थ है, चूँकि वाणिज्यिक प्रतिरूप अधिकांशतः काले या भूरे रंग के होते हैं। इसे रोडेंटिसाइड के रूप में उपयोग किया जाता है।[5] Zn3P2 एक II-V अर्धचालक है जिसका सीधा बैंड अंतर 1.5 eV होता है[6] और सौर ऊर्जा सेल में अनुप्रयोग हो सकते हैं। जिंक-फॉस्फोरस प्रणाली में एक दूसरा यौगिक उपस्थित होता है, जिंक डायफॉस्फाइड (ZnP)2)।

संश्लेषण और प्रतिक्रियाएं

जिंक फॉस्फाइड,को जिंक के साथ फॉस्फोरस की प्रतिक्रिया से तैयार किया जा सकता है; चूंकि, महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए, आर्सेनिक यौगिकों को हटाने के लिए अतिरिक्त प्रसंस्करण की आवश्यकता हो सकती है।[7]

6 Zn + P4 → 2 Zn3P2

तैयारी की एक अन्य विधि में डाइमिथाइलजिंक के साथ त्रि-एन-ओक्टाइलफॉस्फिन पर प्रतिक्रिया करना सम्मलित है।[8]

6 Zn + P4 → 2 Zn3P2

जिंक फास्फाइड पानी के साथ प्रतिक्रिया करके फॉस्फीन (PH3) जिंक हाइड्रोक्साइड (Zn(OH)2) उत्पन्न करता है:

Zn3P2 + 6 H2O → 2 PH3 + 3 Zn(OH)2


संरचना

Zn3P2 का कमरे के तापमान पर एक त्रिकोणीय रूप होता है जो अधिकतर 845 डिग्री सेल्सियस पर घन क्रिस्टल प्रणाली फॉर्म में परिवर्तित होती है।[9] कमरे के तापमान वाले रूप में अलग P परमाणु होते हैं, जिंक परमाणु चतुर्भुजाकार संरचित होते हैं और फॉस्फोरस छ: समन्वय के साथ होता है, जहां जिंक परमाणु एक विकृत क्यूब के छ: कोनों में से 6 पर कोण पर स्थित होते हैं।[10]

जिंक फॉस्फाइड की क्रिस्टलीय संरचना कदमियम आर्सेनाइड (Cd3As2), जिंकआर्सेनाइड (Zn3As2) और कैडमियम फॉस्फाइड (Cd3P2) के संदर्भीय प्रणाली के साथ बहुत समान होती है। इन Zn-Cd-P-As चतुर्भुजीय प्रणाली के ये यौगिक पूर्ण निरंतर ठोस-समाधान प्रदर्शित करते हैं।[11]


अनुप्रयोग

फोटोवोल्टिक

जिंक फॉस्फाइड एक उत्कृष्ट विकल्प है तार परत फोटोवोल्टेक अनुप्रयोगों के लिए, क्योंकि इसकी मजबूत ऑप्टिकल अवशोषण क्षमता और अधिकतर आदर्श बैंड गैप (1.5eV)होती है। इसके अतिरिक्त, जिंक और फॉस्फोरस धरती की ऊपरी झिल्ली में प्राय: अधिक मात्रा में मिलते हैं, जिसका अर्थ है कि सामग्री निष्कर्षण लागत अन्य तार परत फोटोवोल्टेक की समानता में कम होती है। जिंक और फॉस्फोरस दोनों अविषैषिक होते हैं, जो कि कैडमियम टेल्यूराइड जैसे अन्य सामान्य वाणिज्यिक पतली फिल्म फोटोवोल्टिक्स के स्थितियों में नहीं होते है।[12]

अल्बर्टा विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने सफलतापूर्वक कोलोइडल जिंक फॉस्फाइड को संश्लेषित करने की पहली कोशिश की थी। इससे पहले, शोधकर्ताओं को मात्रिक जिंक फॉस्फाइड से कुशल सौर ऊर्जा कोशिकाओं को बनाने में सफलता मिली थी, लेकिन उनके निर्माण के लिए 850 °से अधिक तापमान या जटिल वैक्यूम वितरण विधियों की आवश्यकता थी। इसके विपरीत, कोलोइडल जिंक फॉस्फाइड नैनोधातुओं कोलोइडल जिंक फॉस्फाइड "इंक" में समाहित होते हैं, जो स्लॉट-डाई कोटिंग या स्प्रे कोटिंग के माध्यम से सस्ती, सरल बड़े पैमाने पर उत्पादन की अनुमति देता है।[13]

जिंक फॉस्फाइड पतली पट्टियों की परीक्षण और विकास अभी भी अपने प्रारंभिक चरण में है, लेकिन प्रारंभिक परिणाम सकारात्मक रहे हैं। जिंक फॉस्फाइड नैनोधातु इंक से निर्मित प्रोटोटाइप हेटरोजंक्शन उपकरणों ने 600 का संशोधन अनुपात और 100 के निकट ऑन/ऑफ अनुपात के साथ फोटोसंवेद्यता प्रदर्शित की। ये दोनों सौर ऊर्जा कोशिकाओं के लिए स्वीकार्य उपयुक्तता मापक हैं। वाणिज्यिकरण के संभावना के लिए, नैनोधातु इंक गठन और उपकरण संरचना को अभिकल्पन करने में विकास करने की आवश्यकता है, लेकिन वाणिज्यिक छिड़काव जिंक फॉस्फाइड सौर ऊर्जा कोशिकाएं दस वर्षों के भीतर संभव हो सकती हैं।[14]


कीट नियंत्रण

कृंतकनाशक

मेटल फॉस्फाइड रोडेंटिसाइड्स के रूप में उपयोग किए जाते हैं। रोडेंट्स उस जगह पर खाना और जिंक फॉस्फाइड का मिश्रण खा सकते हैं जहां यह छोड़ा जाता है। रोडेंट के पाचन तंत्र में उपस्थित अम्ल फॉस्फाइड के साथ प्रतिक्रिया होती है जिससे विषाक्तिजनक फॉस्फीन गैस उत्पन्न होती है। यह कीटनाशक तंत्र उन स्थानों में संभवतः उपयोगी है जहां रोडेंट्स अन्य सामान्य जहरों के प्रतिरोधी होते हैं। जिंक फॉस्फाइड के समान अन्य कीटनाशक एल्यूमीनियम फास्फाइड और कैल्शियम फास्फाइड होते हैं।

Zn3P2 + 6H+ → 3Zn++ + PH3 ↑[15]

जिंक फॉस्फाइड साधारणतः चूहे मारने के लिए रोडेंट बेटों में अधिकतर 0.75-2% मात्रा में जोड़ा जाता है। ऐसे बेटों में हाइड्रोलिसिस द्वारा उत्पन्न फॉस्फीन की वजह से एक मजबूत, विषाक्तिजनक लहसुन जैसी गंध होती है। यह गंध रोडेंट्स को आकर्षित करती है, लेकिन इसका अन्य जानवरों पर अप्रिय प्रभाव होता है। चूंकि, पक्षियों में, विशेषकर जंगली पेलियां, इस गंध के प्रति संवेदनशीलता नहीं होती है। इसलिए बेट में जिंक फॉस्फाइड की पर्याप्त मात्रा और पर्याप्त आकर्षक खाद्य होनी चाहिए जिससे एक ही सेवन में रोडेंट्स को मार सकें; एक अप्राणजनक मात्रा आगे बचे हुए रोडेंट्स द्वारा मिलने वाले जिंक फॉस्फाइड बेट के प्रति घृणा का कारण बन सकती है।

रोडेंटिसाइड ग्रेड जिंक फॉस्फाइड सामान्यतः काली पाउडर के रूप में उपलब्ध होता है जिसमें 75% जिंक फॉस्फाइड और 25% एंटीमनी पोटेशियम एंटीमनी टार्ट्रेट होता है, जो इग्नाशीयता उत्पन्न करने के लिए एमेटिक है जब इस पदार्थ को इंसानों या घरेलू जानवरों द्वारा अकस्मात रूप से खाया जाता है। चूंकि, यह चूहे, माउस, गिनी पिग्स और खरगोशों के लिए फिर भी प्रभावी है, जो किसी भी उल्टावर्तन प्रतिक्रिया नहीं रखते हैं।[16]


न्यूजीलैंड में कीट नियंत्रण

न्यूजीलैंड पर्यावरण संरक्षण प्राधिकरण (न्यूजीलैंड) ने सामान्य ब्रशटेल पॉसम के भूमि नियंत्रण के लिए माइक्रोएंकैप्सुलेटेड जिंक फॉस्फाइड (MZP पेस्ट) के आयात और विनिर्माण को मंजूरी दी है। इस आवेदन को पेस्ट टेक लिमिटेड ने दायित्व संगतता कंपनी की सहायता के साथ किया था, जिसे कनोवेशन लिमिटेड, लिंकन विश्वविद्यालय और एनिमल हेल्थ बोर्ड ने समर्थन किया। इसे कुछ विशेष परिस्थितियों में एक अतिरिक्त पंजीयनशील वर्टिब्रेट विष के रूप में उपयोग किया जाएगा। सोडियम फ्लोरोसेटेट के विपरीत, इसे हवाई आवेदन के लिए उपयोग नहीं किया जा सकता है।[17]


सुरक्षा

जिंक फॉस्फाइड अत्यधिक विषैला होता है, विशेषतः जब इसे खाया जाता है या सांस लेने से यह उच्छिष्ट पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करता है। जब यह पानी और अम्लों के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो फॉस्फोरस यौगिकों का मुक्त होना होता है, सामान्यतः फॉस्फीन होता है। फॉस्फीन बहुत जहरीला होता है और पायरोफोरिक (अंशिक तरल रूप से जलता हुआ) P2H4 के साथ होता है। फॉस्फीन वायु से भी घनी होता है और पर्याप्त वेंटिलेशन (वास्तुकला) के बिना भूमि के निकट बना रह सकता है।

संदर्भ

  1. ↑ Lide, David R. (1998). Handbook of Chemistry and Physics (87 ed.). Boca Raton, FL: CRC Press. pp. 4–100. ISBN 0-8493-0594-2.
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 "ThermoFisher Scientific safety data sheet". fishersci.com. Thermo Fisher Scientific. 2020-02-21. Retrieved 2020-11-02.
  3. ↑ Teng, F.; Hu, K.; Ouyang, W.; Fang, X. (2018). "Photoelectric Detectors Based on Inorganic p-Type Semiconductor Materials". Advanced Materials. 30 (35): 1706262. doi:10.1002/adma.201706262. PMID 29888448. S2CID 47016453.
  4. ↑ Zanin, I. E.; Aleinikova, K. B.; Afanasiev, M. M.; Antipin, M. Yu. (2004). "Structure of Zn3P2". Journal of Structural Chemistry. 45 (5): 844–848. doi:10.1007/s10947-005-0067-9. S2CID 101460207.
  5. ↑ Bettermann, G.; Krause, W.; Riess, G.; Hofmann, T. (2002). "Phosphorus Compounds, Inorganic". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a19_527. ISBN 3527306730.
  6. ↑ Kimball, Gregory M.; Müller, Astrid M.; Lewis, Nathan S.; Atwater, Harry A. (2009). "Zn[sub 3]P[sub 2] की एनर्जी गैप और डिफ्यूजन लेंथ का फोटोल्यूमिनेसेंस आधारित माप" (PDF). Applied Physics Letters. 95 (11): 112103. doi:10.1063/1.3225151. ISSN 0003-6951.
  7. ↑ F. Wagenknecht and R. Juza "Zinc Phosphides" in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. p. 1080-1.
  8. ↑ Luber, Erik J.; Mobarok, Md Hosnay; Buriak, Jillian M. (2013). "Solution-Processed Zinc Phosphide (α-Zn3P2) Colloidal Semiconducting Nanocrystals for Thin Film Photovoltaic Applications". ACS Nano. 7 (9): 8136–8146. doi:10.1021/nn4034234. ISSN 1936-0851. PMID 23952612.
  9. ↑ Evgeniĭ I︠U︡rʹevich Tonkov, 1992, High Pressure Phase Transformations: A Handbook, Vol 2, Gordon and Breach Science Publishers, ISBN 9782881247590
  10. ↑ Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
  11. ↑ Trukhan, V. M.; Izotov, A. D.; Shoukavaya, T. V. (2014). "सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स में Zn-Cd-P-As सिस्टम के यौगिक और ठोस समाधान". Inorganic Materials. 50 (9): 868–873. doi:10.1134/S0020168514090143. S2CID 94409384.
  12. ↑ Luber, Erik J. (2013). "Solution-Processed Zinc Phosphide (α-Zn 3 P 2 ) Colloidal Semiconducting Nanocrystals for Thin Film Photovoltaic Applications". ACS Nano. 7 (9): 8136–8146. doi:10.1021/nn4034234. PMID 23952612.
  13. ↑ "Colloidal zinc phosphide for photovoltaics - nanotechweb.org". Archived from the original on 2013-09-16.
  14. ↑ "Home".
  15. ↑ "जिंक फास्फाइड तकनीकी तथ्य पत्रक". npic.orst.edu.{{cite web}}: CS1 maint: url-status (link)
  16. ↑ "चूहे उल्टी क्यों नहीं कर सकते". Ratbehavior.org. Retrieved 2013-08-17.
  17. ↑ Environment Risk Management Authority New Zealand. "जिंक फास्फाइड कीट जहर नियंत्रण के साथ अनुमोदित". Retrieved 2011-08-14.


बाहरी संबंध

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