Biały fosfor: właściwości, historia odkrycia i zastosowania

Fosfor jest ważnym składnikiem natury ożywionej i nieożywionej. Znajduje się w głębi ziemi, w wodzie i w naszym ciele, a akademik Fersman nazwał go nawet "elementem życia i myśli". Pomimo swojej przydatności biały fosfor może być wyjątkowo niebezpieczny i toksyczny. Porozmawiajmy o jego cechach.

Otwieranie przedmiotu

Historia odkrycia fosforu rozpoczęła się od alchemii. Począwszy od XV wieku, europejscy naukowcy chcieli znaleźć kamień filozoficzny lub "wielki eliksir", za pomocą którego można by zamienić dowolne metale w złoto.

W XVII wieku alchemik Hennig Brand zdecydował, że droga do "magicznego odczynnika" odbywa się przez mocz. Jest żółty, co oznacza, że ​​zawiera złoto lub jest w jakiś sposób z nim związany. Naukowiec starannie zebrał materiał, bronił go, a następnie wyprzedził. Zamiast złota otrzymał białą substancję, która świeciła w ciemności i dobrze się paliła.

Discovery Brand nazywa się "zimnym ogniem". Później irlandzki alchemik Robert Boyle i niemiecki Andreas Maggraf pomyśleli o uzyskaniu fosforu w podobny sposób. Ten ostatni także dodał węgiel, piasek i fosgengen mineralny do moczu. Następnie substancję nazwano fosforem mirabilis, co tłumaczy się jako "cudowny nośnik światła".

Lekki element

Odkrycie fosforu było prawdziwą sensacją wśród alchemików. Niektórzy próbowali wykupić tajemnicę pozyskania substancji od marki, inni próbowali ją osiągnąć na własną rękę. W XVIII wieku udowodniono, że pierwiastek zawarty jest w pozostałościach kości organizmów, a wkrótce otworzyło się kilka fabryk do jego produkcji.

Francuski fizyk Lavoisier udowodnił, że fosfor jest substancją prostą. W układzie okresowym znajduje się pod numerem 15. Wraz z azotem, antymonem, arsenem i bizmutem należy do grupy pestek i jest scharakteryzowany jako niemetal.

Element ma dość powszechny charakter. Jako procent masy skorupy ziemskiej zajmuje 13 miejsce. Fosfor aktywnie współdziała z tlenem i nie znajduje się w jego wolnej postaci. Występuje w kompozycji wielu minerałów (ponad 190), takich jak fosforany, apatyty itp.

Biały fosfor

Fosfor występuje w postaci kilku postaci lub modyfikacji alotropowych. Różnią się gęstością, kolorem i właściwościami chemicznymi. Zwykle wyróżnia się cztery główne formy: biały, czarny, czerwony i metaliczny fosfor. Inne modyfikacje są tylko mieszaniną powyższych.

Biały fosfor jest bardzo niestabilny. W normalnych warunkach światło szybko zmienia kolor na czerwony, a wysokie ciśnienie zamienia w czerń. Jego atomy ułożone są w formie czworościanu. Ma krystaliczną siatkę molekularną o wzorze cząsteczki P4.

Podkreślam również żółty fosfor. To nie jest kolejna modyfikacja substancji, ale nazwa surowego białego fosforu. Może mieć zarówno jasny, jak i ciemny brązowy odcień i charakteryzuje się silną toksycznością.

Właściwości białego fosforu

Konsystencja i wygląd substancji przypomina wosk. Ma zapach czosnku i jest tłusty w dotyku. Fosfor jest miękki (przy niewielkim wysiłku można go przeciąć nożem) i jest zdeformowany. Po oczyszczeniu staje się bezbarwny. Jego przezroczyste kryształy błyszczą jasno w słońcu i wyglądają jak diamenty.

Rozpływa się o 44 stopnie. Aktywność substancji zachodzi nawet w temperaturze pokojowej. Główną cechą fosforu jest jego zdolność do chemiluminescencji lub luminescencji. Utleniony w powietrzu, emituje biało-zielone światło iw końcu sam się zapala.

Substancja jest praktycznie nierozpuszczalna w wodzie, ale może się w niej wypalić przy dłuższym kontakcie z tlenem. Jest wysoce rozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych, na przykład w dwusiarczku węgla, ciekłej parafinie i benzenie.

Aplikacja fosforu

Człowiek "oswoił" fosfor w celach pokojowych i wojskowych. Substancja jest używana do produkcji kwasu fosforowego, który jest używany do nawozów. Wcześniej był szeroko stosowany do barwienia wełny, tworząc emulsje światłoczułe.

Biały fosfor nie jest powszechnie stosowany. Jego główna wartość w palności. Tak więc substancja jest używana do amunicji zapalającej. Ten rodzaj broni miał znaczenie zarówno podczas World Warriors. Został wykorzystany podczas wojny w Gazie w 2009 r., A także w Iraku w 2016 r.

Czerwony fosfor jest stosowany szerzej. Jest używany do produkcji paliwa, smarów, materiałów wybuchowych i głowic zapałek. Różne związki fosforu są stosowane w przemyśle w zmiękczaczach wody, dodawane do środków pasywujących w celu ochrony metalu przed korozją.

Zawartość ciała i wpływ na ludzi

Fosfor jest jednym z kluczowych elementów dla nas. W postaci związków z wapniem występuje w zębach i szkieletach, nadając kości twardości i wytrzymałości. Pierwiastek występuje w związkach ATP i DNA. Jest to niezbędne dla aktywności mózgu. Będąc w komórkach nerwowych, promuje przekazywanie impulsów nerwowych.

Fosfor znajduje się w tkance mięśniowej. Uczestniczy w procesie przekształcania energii z białek, tłuszczów i węglowodanów wchodzących do organizmu. Element utrzymuje równowagę kwasowo-zasadową w komórkach, ich podział jest przeprowadzany. Promuje przemianę materii, jest niezwykle niezbędna podczas wzrostu ciała i jego regeneracji.

Jednak fosfor może być niebezpieczny. Biały fosfor sam w sobie jest bardzo toksyczny. Dawka powyżej 50 miligramów jest śmiertelna. Zatruciu fosforu towarzyszą wymioty, bóle głowy i żołądka. Kontakt ze skórą powoduje oparzenia, które goją się bardzo powoli i boleśnie.

Nadmiar fosforu w ciele prowadzi do kruche kości, występowanie chorób sercowo-naczyniowych, krwawienie, niedokrwistość. Na wątrobę i układ trawienny ma również wpływ przeciążenie fosforem.