Dodaj do listy

Fosfor: właściwości i zastosowanie

Fosfor (P, łac. phosphorus), po raz pierwszy wyodrębniony w 1669 roku przez Henninga Branda, jest pierwiastkiem chemicznym należącym do grupy azotowców, o L.A.=15 i masie atomowej 30,9738. Jest to pierwiastek niemetaliczny, występujący w kilku odmianach alotropowych - fosfor biały, fosfor czerwony, fosfor fioletowy i fosfor czarny. Alotropią danego pierwiastka chemicznego nazywamy jego występowanie w kilku odmianach, mających ten sam stan skupienia, ale różne właściwości fizyczne i chemiczne. Przykładami odmian alotropowych są tlen O2 i ozon O3 oraz węgiel w postaci diamentu, grafitu i fullerenów.

Pierwsza z odmian alotropowych fosforu, fosfor biały, tworzy białe, przezroczyste kryształy o gęstości 1,824 g/cm3. Jego temperatura topnienia wynosi 44°C. Charakteryzuje się tym, że dymi w powietrzu, a po rozdrobnieniu ulega samoczynnemu utlenieniu do tlenku P2O5 z wydzieleniem energii w postaci światła (świecenie w ciemności). Jest substancją nietrwałą i bardzo silnie trującą.

Ogrzewanie fosforu białego, w obecności śladowych ilości jodu jako katalizatora, prowadzi do otrzymania fosforu czerwonego - amorficznej, czerwonej substancji. Fosfor czerwony nie ma już właściwości takich jak fosfor biały - nie świeci i nie jest trujący.

Kolejną odmianą alotropową fosforu jest fosfor fioletowy, który otrzymuje się przez długotrwałe ogrzewanie fosforu powyżej temperatury 500°C. Jest to substancja krystaliczna, o gęstości 2,34 g/cm3, podobnie jak fosfor czerwony bierna chemicznie. Topi się w temperaturze 587,5°C.

Ogrzewanie fosforu białego pod wysokim ciśnieniem powoduje powstanie fosforu czarnego (metalicznego) - podobnego do grafitu, o budowie krystalicznej i gęstości 2,7 g/cm3. Tak jak poprzednie odmiany jest nieczynny chemicznie, topi się w temperaturze 587,5°C. Ma właściwości półprzewodzące.

Fosfor biały, najbardziej reaktywna odmiana fosforu, może występować na stopniu utlenienia -III, I, IV, V. Łączy się bezpośrednio z tlenem (tlenki), fluorowcami (halogenki), siarką (siarczki) i licznymi metalami (fosforki). W reakcji fosforu z wodorem powstają fosforowodory, np. fosforiak. Fosfor tworzy też liczne kwasy tlenowe oraz ich sole: fosforany - fosforany(V), ortofosforany(V) - pochodne kwasu ortofosforowego H3PO4. Organiczne pochodne kwasów fosforowych to estry.

Fosfor jest pierwiastkiem dość rozpowszechnionym. Występuje głównie w postaci apatytów (mineralna postać fosforanu wapnia, zawierająca fluor (apatyt fluorowy), chlor (apatyt chlorowy) itp.), z których zbudowane są skały osadowe zwane fosforytami - podstawowe źródło fosforu do wytwarzania nawozów mineralnych. Ze skał fosforanowych otrzymuje się również inne pierwiastki, jak wanad, uran i metale ziem rzadkich. Fosfor występuje również w organizmach żywych - w komórkach zwierzęcych i roślinnych - jako fosfolipidy, fosfoproteiny i inne związki fosforoorganiczne, oraz w kościach.

Fosfor i jego związki są szeroko stosowane: w sztucznych nawozach (sole), pestycydach (estry), w przemyśle elektronicznym (syntetyczne fosforki), w zapałkach, świecach dymnych i sztucznych ogniach (fosfor czerwony), w przemyśle farmaceutycznym, w trutkach na gryzonie (fosfor biały).