Beli fosfor: lastnosti, zgodovina odkrivanja in uporabe

Fosfor je pomembna sestavina žive in nežive narave. Nahaja se v globinah Zemlje, v vodi in v našem telesu, in akademik Fersman ga je celo imenoval "element življenja in misli". Kljub svoji uporabnosti je lahko beli fosfor zelo nevaren in strupen. Spregovorimo o njegovih značilnostih.

Odpiranje elementa

Zgodovina odkritja fosforja se je začela z alkimijo. Od 15. stoletja so evropski znanstveniki želeli najti kamen filozofa ali »velik eliksir«, s katerim bi lahko vse kovine spremenili v zlato.

V 17. stoletju se je alkimist Hennig Brand odločil, da je pot do "čarobnega reagenta" skozi urin. Je rumena, kar pomeni, da vsebuje zlato ali je z njim nekako povezana. Znanstvenik je skrbno zbral gradivo, ga branil in ga prehitel. Namesto zlata je prejel belo snov, ki je sijala v temi in dobro žgala.

Discovery Brand imenuje "hladen ogenj". Kasneje so irski alkimist Robert Boyle in nemški Andreas Maggraf pomislili na podoben fosfor. Slednji je v urin dodal tudi premog, pesek in mineralni fosgenit. Kasneje se je snov imenovala fosforni mirabilis, kar je prevedeno kot "čudežni nosilec svetlobe".

Element svetlobe

Odkritje fosforja je bilo med alkimisti pravi občutek. Nekateri so skušali odkupiti skrivnost pridobivanja snovi iz Branda, drugi pa so jo poskušali doseči sami. V XVIII. Stoletju je bilo dokazano, da je element vsebovan v kostnih ostankih organizmov, kmalu pa se je odprlo tudi nekaj tovarn za njegovo proizvodnjo.

Francoski fizik Lavoisier je dokazal, da je fosfor preprosta snov. V periodni tabeli je številka 15. Skupaj z dušikom, antimonom, arzenom in bizmutom spada v skupino pnictides in je označena kot nekovinska.

Element je v naravi precej pogost. Kot odstotek mase zemeljske skorje ima 13 mest. Fosfor aktivno sodeluje s kisikom in ga ni mogoče najti v prosti obliki. Obstaja v sestavi številnih mineralov (več kot 190), kot so fosfati, apatiti itd.

Bel fosfor

Fosfor obstaja v obliki več oblik ali alotropnih sprememb. Razlikujejo se po gostoti, barvi in ​​kemijskih lastnostih. Običajno se razlikujejo štiri glavne oblike: beli, črni, rdeči in kovinski fosfor. Druge spremembe so le mešanica zgoraj navedenega.

Bel fosfor je zelo nestabilen. V normalnih svetlobnih pogojih se hitro spremeni v rdečo, visoki tlak pa postane črna. Njegovi atomi so razporejeni v obliki tetraedra. Ima kristalno molekularno mrežico s formulo P4 molekule.

Prav tako poudarjam rumeni fosfor. To ni še ena sprememba snovi, ampak ime surovega belega fosforja. Lahko ima svetlo in temno rjavo odtenek in je značilno močno toksičnost.

Lastnosti belega fosforja

Konzistentnost in videz snovi je podobna vosku. Ima vonj po česnu in je masten na otip. Fosfor je mehak (z malo napora se ga lahko reže z nožem) in deformira. Po čiščenju postane brezbarven. Njeni prozorni kristali svetijo na soncu in izgledajo kot diamanti.

Topi se pri 44 stopinjah. Aktivnost snovi poteka tudi pri sobni temperaturi. Glavna značilnost fosforja je njegova sposobnost kemiluminiscence ali luminiscence. Oksidiran v zraku, oddaja belo-zeleno svetlobo in se na koncu sama vname.

Snov je praktično netopna v vodi, vendar lahko v njej gorijo s podaljšanim stikom s kisikom. Dobro je topen v organskih topilih, na primer v ogljikovem disulfidu, tekočem parafinu in benzenu.

Uporaba fosforja

Človek je "ukrotil" fosfor tako v miroljubne kot vojaške namene. Snov se uporablja za proizvodnjo fosforne kisline, ki se uporablja za gnojila. Prej je bil široko uporabljen za barvanje volne, kar je povzročilo fotosenzitivne emulzije.

Bel fosfor se pogosto ne uporablja. Njegova glavna vrednost je vnetljivost. Torej se snov uporablja za zažigalno strelivo. Ta vrsta orožja je bila pomembna v času obeh svetovnih bojevnikov. Uporabljena je bila v vojni v Gazi leta 2009, pa tudi v Iraku leta 2016.

Rdeči fosfor se uporablja širše. Uporablja se za izdelavo goriva, maziv, eksplozivov in glave. Različne fosforne spojine se uporabljajo v industriji v mehčalcih vode, dodanih pasivatorskim sredstvom za zaščito kovine pred korozijo.

Vsebina v telesu in vpliv na ljudi

Fosfor je za nas eden ključnih elementov. V obliki spojin s kalcijem je prisoten v zobih in okostju, kar daje trdoti in moči kosti. Element je prisoten v spojinah ATP in DNA. Bistvena je za možgansko aktivnost. Ker je v živčnih celicah, spodbuja prenos živčnih impulzov.

Fosfor se nahaja v mišičnem tkivu. Sodeluje v procesu pretvorbe energije iz beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov, ki vstopajo v telo. Element ohranja ravnotežje kislinsko-bazičnih v celicah, njihovo delitev pa se izvaja. Spodbuja metabolizem, je izredno potrebna med rastjo telesa in njegovo okrevanje.

Vendar pa je fosfor lahko nevaren. Bel fosfor je sam po sebi zelo strupen. Odmerek nad 50 mg je usoden. Zastrupitev s fosforjem spremljajo bruhanje, glavobol in bolečine v želodcu. Stik s kožo povzroča opekline, ki se zdravijo zelo počasi in boleče.

Presežek fosforja v telesu povzroči krhke kosti, pojav kardiovaskularnih bolezni, krvavitev, anemijo. Preobremenitev s fosforjem vpliva tudi na jetra in prebavni sistem.