De match Det är ett icke-metalliskt grundämne som representeras av den kemiska symbolen P och har atomnummer 15. Den har tre allotropiska huvudformer: vit, röd och svart fosfor. Vit fosfor är fosforescerande, brinner spontant vid exponering för luft och är också mycket giftig..
Vit fosfor vid en temperatur av 250 ºC blir röd fosfor; en olöslig, polymer form som inte brinner i luft. Vid höga temperaturer och tryck, liksom i närvaro eller inte av katalysatorer, erhålls svart fosfor, som liknar grafit och är en bra elektriskt ledare..
Fosfor isolerades för första gången av H. Brand 1669. För detta använde han urin som en källa till detta element. 1770 upptäckte W. Scheele att han också kunde isolera fosfor från ben.
Senare, på grund av skapandet av den elektriska ugnen av J. Burgess Readman (1800), blev fosfatsten den viktigaste källan för fosforproduktion från mineralet fluoroapatit, närvarande i dem..
Fosfor är det tolfte mest förekommande elementet i jordskorpan och står för 0,1 viktprocent av den. Dessutom är det det sjätte elementet i överflöd i människokroppen; huvudsakligen koncentrerad i ben i form av hydroxylapatit.
Det är därför ett väsentligt element för levande varelser och blir ett av de tre viktigaste näringsämnena för växter. Fosfor är en del av den kemiska strukturen hos nukleinsyror; av energilagringsföreningar (ATP), koenzymer; och i allmänhet av ämnesomsättningsföreningar.
Artikelindex
Fosfor isolerades av Henning Brand 1669 och var den första människan som isolerade ett element. Brand var en tysk alkemist från Hamburg och lyckades få fram en fosforförening från urinen. För att göra detta samlade han urinen från 50 hinkar och lät den brytas ned.
Brand avdunstade sedan urinen och erhöll en svartaktig rest, som han behöll i flera månader. Till detta tillsatte han sand och värmde upp den och lyckades eliminera gaser och oljor. Slutligen fick han ett vitt fast ämne som glödde i mörkret med en grön färg, som han kallade "kall eld"..
Uttrycket "fosfor" kommer tillfälligt från det grekiska ordet "Phosphoros" som betyder ljusbärare..
Brand publicerade inte sina experimentella resultat och sålde det till olika alkemister, inklusive: Johann Kraft, Kunckel Lowenstern och Wilhelm Leibniz. Förmodligen rapporterade några av dem Brands arbete till Paris vetenskapsakademi och sprider därmed sin forskning.
Brand isolerade dock inte faktiskt fosfor utan ammoniaknatriumfosfat [Na (NH4) PO4]. 1680 förbättrade Robert Boyle Brands förfarande, genom vilket han kunde få en allotrop form av fosfor (P4).
Johan Gottlieb Gahn och Carl Wihelm Scheele konstaterade 1769 att en fosforförening, kalciumfosfat, hittades i ben. De avfettade benen utsattes för en matsmältningsprocess med starka syror, såsom svavelsyra.
Därefter upphettades rötningsprodukten i stålbehållare med kol och kol, vilket gav vit fosfor genom destillation i retorter. Ben var den främsta källan till fosfor fram till 1840, då de ersattes för detta ändamål av guano..
Guano är en blandning av fågelskräp och fågelnedbrytningsprodukter. Det användes som källa till fosfor och gödselmedel på 1800-talet.
Fosfatstenar kom att användas 1850 som källa till fosfor. Detta, tillsammans med uppfinningen av den elektriska ugnen för kalcinering av stenar av James Burgess Readman (1888), gjorde fosfatsten till det viktigaste råmaterialet för produktion av fosfor och gödselmedel..
1819 grundades tändsticksfabrikerna och började den industriella utvecklingen av användningen av fosfor..
Beroende på den allotropa formen kan den vara färglös, vaxartad vit, gul, scharlakansröd, röd, lila eller svart.
30.973 u
femton
Vit fosfor: 44,15 ºC
Röd fosfor: ~ 590 ºC
Vit fosfor: 280,5 ºC
Vit: 1,823 g / cm3
Röd: 2,2-2,34 g / cm3
Violett: 2,36 g / cm3
Svart: 2,69 g / cm3
Vit fosfor: 0,66 kJ / mol
Vit fosfor: 51,9 kJ / mol
Vit fosfor: 23,824 J / (mol.K)
-3, -2, -1, +1, +2, +3, +4 och +5
Beroende på elektronegativiteten hos de element som den kombineras med kan fosfor visa oxidationstillståndet +3 eller -3. Fosfor, till skillnad från kväve, tenderar att reagera företrädesvis med +5-oxidationstillståndet; så är fallet med fosforpentoxid (PtvåELLER5 eller Ptvå5+ELLER5två+).
2.19 på Pauling-skalan
-Först: 1 101 kJ / mol
-Andra: 2.190,7 kJ / mol
-Tredje: 2 914 kJ / mol
Vit fosfor: 0,236 W / (mK)
Svart fosfor: 12,1 W / (mK)
Den visar hur svart fosfor leder nästan sex gånger mer värme än vit fosfor.
Vita, röda, lila och svarta fosforer är diamagnetiska.
Fosfor har 20 isotoper, de viktigaste är: 31P, den enda stabila isotopen med ett överflöd på 100%; 32P, β-emitterande isotop- och med en halveringstid på 14,28 dagar; Y 33P, en β-emitterande isotop- och med en halveringstid på 25,3 dagar.
Vit fosfor är fosforcerande och avger ett grönt ljus i mörkret.
Vit fosfor är instabil och förändras vid temperaturer nära 250 ° C till en polymer form som kallas röd fosfor, som kan variera från orange till lila i färg. Det är en amorf substans, men den kan bli kristallin; lyser inte i mörkret eller brinner i luften.
Vit fosfor vid höga temperaturer och tryck, eller i närvaro av katalysatorer, förvandlas till en annan polymer form än röd fosfor: svart fosfor. Detta är en kristallin substans i svart färg, inert, liknar grafit, och som har förmågan att leda elektricitet.
Vit fosfor i ren form är olöslig i vatten, även om den kan solubiliseras i kolsulfid. Under tiden är röda och svarta fosforer olösliga i vatten och är mindre flyktiga än vit fosfor..
Fosfor brinner spontant i luft för att bilda PtvåELLER5, och detta kan i sin tur reagera med tre molekyler vatten för att bilda ortofosforsyra eller fosforsyra (H3PO4).
Genom verkan av varmt vatten, fosfin (PH3) och fosforoxisyror.
Fosforsyra verkar på fosfatstenar och orsakar dihydrogenkalciumfosfat eller superfosfat [Ca (HtvåPO4)två].
Kan reagera med halogener för att bilda halider PX3, X representerar F, Cl, Br eller I; eller halider med formel PX5, där X är F, Cl eller Br.
Fosfor reagerar också med metaller och metalloider för att bilda fosfider och med svavel för att bilda olika sulfider. Å andra sidan binder den till syre för att skapa estrar. På samma sätt kombineras det med kol för att bilda fosfororganiska föreningar..
Fosforatomer har följande elektroniska konfiguration:
[Ne] 3stvå 3p3
Den har därför fem valenselektroner, såsom kväve och de andra elementen i grupp 15. Eftersom det är ett icke-metalliskt element, behöver dess atomer bilda kovalenta bindningar tills valensoktet är fullbordad. Kväve uppnår detta genom att etablera sig som diatomiska molekyler Ntvå, med en trippelbindning, N≡N.
Detsamma händer med fosfor: två av dess P-atomer binder till en trippelbindning för att bilda P-molekylentvå, P2P; det vill säga den difosforhaltiga allotropen. Emellertid har fosfor en högre atommassa än kväve, och dess 3p-orbitaler, mer diffusa än kväves 2p, överlappar mindre effektivt; därför är Ptvå existerar endast i gasformigt tillstånd.
Istället föredrar P-atomerna vid rumstemperatur kovalent på ett annat sätt: i en tetrahedral molekyl P4:
Observera att i den övre bilden har alla P-atomer tre enkelbindningar istället för en trippelbindning. Fosfor i P4 fullbordar sin valensoktet. I P4 det finns spänning i P-P-bindningarna, eftersom deras vinklar är långt ifrån 109,5 ° för blotta ögat.
Samma bild av P-enheter4 och dess instabilitet förklarar varför vit fosfor är den mest instabila allotropen av detta element.
Enheter P4 de är ordnade i rymden för att definiera en bcc-kristall (α-fas) under normala förhållanden. När temperaturen sjunker till -77,95 ° C förvandlas bcc-kristallen till en tätare hcp (förmodligen) (β-fas). Det vill säga enheterna P4 de är ordnade i två alternerande lager, A och B, för att skapa en ABAB-sekvens ...
Endast ett litet segment av den röda fosforstrukturen visas i den övre bilden. Eftersom de tre enheterna är inriktade "symmetriskt" kan man säga att det är en kristallin struktur som erhålls genom att värma denna fosfor över 250 ° C..
Röd fosfor består emellertid för det mesta av ett amorft fast ämne, så dess struktur är rörig. Därefter har polymerkedjorna av P4 skulle ordnas utan uppenbart mönster, några ovan och andra under samma plan godtyckligt.
Observera att detta är den huvudsakliga strukturella skillnaden mellan vit och röd fosfor: i den förra P4 de är individuella och i den andra bildar kedjor. Detta är möjligt eftersom en av P-P-bindningarna i tetraedern bryts för att binda till närliggande tetraeder. Således reduceras den ringformiga spänningen och den röda fosforen får större stabilitet..
När det finns en blandning av båda allotroperna erbjuds den för ögat som en gul fosfor; en blandning av tetraeder och amorfa fosforkedjor. I själva verket blir vit fosfor gulaktig när den utsätts för solens strålar, eftersom strålningen gynnar att P-P-bindningen som redan nämnts bryts..
Violett fosfor är den slutliga utvecklingen av röd fosfor. Som framgår av bilden ovan består den fortfarande av en polymerkedja; men nu är strukturerna mer invecklade. Det verkar som att den strukturella enheten inte längre är P4 men Ptvå, anordnade på ett sådant sätt att de bildar oregelbundna femkantiga ringar.
Trots hur asymmetrisk strukturen ser ut lyckas dessa polymerkedjor att ordna sig tillräckligt bra och med periodicitet för att den violetta fosforet kan bilda monokliniska kristaller..
Och äntligen har vi den mest stabila fosforallotropen: den svarta. Det framställs genom att värma vit fosfor under ett tryck på 12 000 atm.
I den övre bilden (nedan) kan man se att dess struktur, från ett högre plan, har en viss likhet med grafitens; är ett brant nätverk av sexkantiga ringar (även om de ser ut som rutor).
I det övre vänstra hörnet av bilden kan det som just har kommenterats bättre uppskattas. De molekylära omgivningarna hos P-atomerna är trigonala pyramider. Observera att strukturen sett från sidan (övre högra hörnet) är ordnad i lager som passar över varandra.
Strukturen hos svart fosfor är ganska symmetrisk och ordnad, vilket överensstämmer med dess förmåga att etablera sig som ortorombiska kristaller. Staplingen av deras polymerskikt gör P-atomerna otillgängliga för många kemiska reaktioner; och det är därför det är betydligt stabilt och inte särskilt reaktivt.
Även om det är värt att nämna, är Londons dispersionskrafter och molmassorna av dessa fosforsubstanser det som styr några av deras fysiska egenskaper; medan deras strukturer och PP-bindningar definierar kemiska och andra egenskaper.
Det är det tolfte elementet i jordskorpan och representerar 0,1 viktprocent av den. Det finns cirka 550 mineraler som innehåller fosfor, apatit är det viktigaste mineralet för att erhålla fosfor..
Apatit är ett mineral av fosfor och kalcium som kan innehålla varierande mängder fluor, klorid och hydroxid, vars formel är följande: [Ca10(PO4)6(F, Cl eller OH)två)]. Förutom apatit finns det andra fosformineraler av kommersiell betydelse; så är fallet med wavelita och vivianita.
Fosfatsten eller fosforit är den främsta källan till fosfor. Det är en icke-detrital sedimentär sten som har en fosforhalt på 15-20%. Fosfor är vanligtvis närvarande som Ca10(PO4)6Ftvå (fluoroapatit). Det är också närvarande som hydroxiapatit, även om det i mindre utsträckning.
Dessutom kan fluoroapatit hittas som en del av magartade och metamorfa bergarter, liksom kalksten och schists..
De valda fosfatstenarna överförs till behandlingsanläggningen för bearbetning. Ursprungligen krossas de för att få steniga fragment som sedan mals i kulkvarnar med 70 varv per minut.
Därefter siktas produkten från slipningen av bergfragmenten för att kunna fraktionera dem. Dessa fraktioner med en fosforhalt på 34% väljs som fosforpentoxid (PtvåELLER5).
Vit fosfor (P4) erhålls industriellt genom elektrotermisk reduktion av fluorapatit med kol vid en temperatur av 1500 ° C i närvaro av kiseloxid:
2Ca3(PO4)två(s) + 6SiOtvå(s) + 10 C (s) => P4(g) + CaSiO3(l) + CO (g)
Sidan4 i gasformigt tillstånd, efter kondensering, samlas det och lagras som ett vitt fast ämne nedsänkt i vatten för att förhindra att det reagerar med den yttre luften.
Fosforfiltet tillverkas med olika procent av koppar och fosfor: Cu 94% - P 6%; Cu 92% - P 8%; Cu 85% - P 15%, etc. Legeringen används som en deoxideringsmedel, vätmedel för kopparindustrin och även som en kärnbildare i aluminiumindustrin.
De är koppar, fosfor och tennlegeringar som innehåller 0,5 - 11% fosfor och 0,01 - 0,35% tenn. Tenn ökar motståndet mot korrosion, medan fosfor ökar slitstyrkan hos legeringen och ger den styvhet.
Den används vid tillverkning av fjädrar, bultar och i allmänhet i artiklar som kräver motstånd mot utmattning, slitage och kemisk korrosion. Användningen rekommenderas i båtens propellrar.
Den mest kända legeringen är NiPtjugo, använda fosforsikkel i hårdlödningslegeringar för att förbättra deras beständighet mot kemisk erosion, oxidation och höga temperaturer.
Legeringen används i gasturbin- och jetmotorkomponenter, galvanisering och vid tillverkning av svetselektroder.
Vit fosfor orsakar svåra hudbrännskador och är ett kraftfullt gift som kan vara dödligt i en dos på 50 mg. Fosfor hämmar cellulär oxidation och stör cellens syrehantering, vilket kan leda till fettdegeneration och celldöd.
Akut fosforförgiftning producerar under de första fyra dagarna av intag buksmärta, brännande, vitluktande andedräkt, fosforescerande kräkningar, svettningar, muskelkramper och till och med ett tillstånd av chock..
Senare gulsot, petechiae, blödning, hjärtinfarkt med arytmier, förändring av centrala nervsystemet och död på den tionde dagen efter intag..
Den mest uppenbara manifestationen av kronisk fosforförgiftning är skada på käftens benstruktur.
En ökning av plasmafosforkoncentrationen (hyperfosfatemi) uppträder vanligtvis hos patienter med njursvikt. Detta orsakar en onormal avsättning av fosfater i mjuka vävnader, vilket kan leda till vaskulär dysfunktion och hjärt-kärlsjukdom..
Fosfor är ett viktigt element för växter och djur. Det är ett av de tre viktigaste näringsämnena för växter, vilket är nödvändigt för deras tillväxt och energibehov. Dessutom är det en del av nukleinsyror, fosfolipider, mellanprodukter av metaboliska processer etc..
Hos ryggradsdjur finns fosfor i ben och tänder i form av hydroxylapatit..
Med fosfor tillverkas en kemisk emalj som används för att belysa skyltar placerade på aluminium och dess legeringar; samt fosforkoppar och brons.
Det används också för att göra eldbomber, granater, rökbomber och spårkulor. Röd fosfor används för att göra tändstickor eller säkerhetsmatcher.
Vit fosfor används för att framställa organofosfater. Dessutom används den vid produktion av fosforsyra.
En stor mängd av det producerade fosforet förbränns för produktion av fosfortetraoxid (P4ELLER10erhållet som ett pulver eller ett fast ämne.
Det är råmaterialet för produktion av olika fosforföreningar. Fungerar som dopningsmedel för elektroniska komponenter.
Det används vid produktion av läskedrycker på grund av den karakteristiska smak som det ger dem. Det verkar på fosfatstenar för att bilda dihydrogen kalciumfosfat [Ca (HtvåPO4)två], även känt som superfosfat, som används som gödningsmedel.
Fosforsyra är ett konditionerande element i tandemaljen för att underlätta vidhäftningen av dina restaureringsmaterial. Det används också blandat med olja, karbamid, tjära, bitumen och sand för att bilda asfalt; material som används vid reparation av landkommunikationsvägar.
Organofosfatföreningar har många tillämpningar; såsom: flamskyddsmedel, bekämpningsmedel, extraktionsmedel, nervverkande medel och för vattenbehandling.
Det används som gödningsmedel, bakpulver, tillsatsmedel för djurfoder och vid tillverkning av tandkräm.
Det används i kemisk analys som ett uttorkningsmedel och i organisk syntes som ett kondenserande medel. Föreningen är främst avsedd för produktion av ortofosforsyra.
Används i rengöringsmedel och som vattenavhärdare, vilket förbättrar tvättmedlets verkan och förhindrar korrosion på rören.
Används som rengöringsmedel och avhärdare.
Dibasiskt natriumfosfat (NatvåHPO4) och monobasiskt natriumfosfat (NaHtvåPO4) är komponenterna i ett pH-buffersystem, som till och med verkar på levande varelser; inklusive människor.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.