Fosforul

Istoria fosforului :

Fosforul a fost descoperit accidental de către alchimistul din Hamburg,, Hennig Brad, în anul 1669, care cauta să extragă piatra filozofală din urină. Distilând urina intr-o retortă şi calculând rezidul în absenţa aerului, cu nisip, el a obţinut un produs alb care lumina la î ntuneric şi pe care l-a numit ,,foc rece”. Acest procedeu secret a fost redescoperit de Kunckel in Germania si K.W. Scheele (1777) Ei au recunoscut prezenţa nemetalului in oasele animalelor. Aceasta metoda care a fost instituita de el a fost preluată de L.N. Vanquelin.

Stare naturală.

Fosforul se găseşte in natură numai sub forma de ioni de fosfat, [PO4]³ˉ,cea mai stabilă combinaţie a acestui element. Principalul mineral conţinând fosfor, format la solidificarea scoarţei pământului, este apatita, care poate fi considerată ca o soluţie solidă de fosfat de calciu, dar este în realitate un compus cristalizat, format din ioni de Ca2+, PO43- şi F-, corespunzând formulei brute: Ca5[(PO4)3F].

Prin acţiunea lentă a agenţilor atmosferici (CO2 şi H2O) apatita se transformă în fosforite. Acestea sunt mult mai răspândite, în concentraţii mici, în solul cultivabil al pădurilor şi au o mare importanţă pentru viaţa plantelor. Se găsesc în puţine locuri pe glob şi zăcăminte mari, exploatabile, de fosforite. Fosforitele (considerate înainte, în mod eronat, ca fosfat tricalcic) sunt în realitate amestecuri neomogene de hidroxil-apatită, Ca5[(PO4)3OH] şi carbonat-apatită, Ca10[(PO4)6CO3](H2O).

Partea anorganică a oaselor vertebratelor este un amestec de multă hidroxil-apatită cu puţină carbonat-apatită.Pe baza interpretarii mechanic-cautice a datelor microscopice, atomul neutru de fosfor are urmatoarea configuratie electronica : 1s22s22p63s23p3.

Simbolul fosforului este : P ; Z=15 ; Masa atomica : 30,974.

Forme alotropice. Obţinere şi proprietăţi fizice.

Se cunosc două forme alotropice extreme ale fosforului: fosforul alb şi fosforul negru şi, între acestea, formele intermediare fosforul violet, fosforul roşu şi fosforul roşu deschis. Forma cea mai săracă în energie, deci cea mai stabilă, este fosforul negru. Între diferitele forme alotropice ale fosforului nu există puncte de transformare reversibilă (ca la sulf) ; raportul dintre ele este deci cel al monotropiei.

Imagini de la catastrofa feroviară din Ucraiana- Fosfor

1.Fosforul alb.

Fosforul alb se obţine prin calcinarea fosfatului de calciu (apatite sau fosforite) cu cărbune. În procedeul industrial se adaugă însă dioxid de siliciu (nisip) , al cărui rol este de a pune în libertate din ionul de fosfat, pentaoxidul de fosfor mai reactiv.

Reacţia necesită o temperatură ridicată (peste 2000ºC) şi se efectuează de aceea în cuptorul electric, cu electrozi de cărbune. Vaporii de fosfor formaţi sunt conduşi în apă (spre a evita aprinderea lor în contact cu aerul) şi se condensează astfel, sub formă de fosfor alb, P4.

Fosforul alb se prezintă ca o masă cristalină, transparentă, de consistenţa cerii. El poate fi tăiat cu cuţitul (sub apa, din cauza pericolului de aprindere). Expus la lumină, fosforul alb se acoperă cu o pojghiţă de fosfor roşu, care îl face să apară galben; de aici numele de fosfor galben care i se dă adesea.

Fosforul alb se topeşte la 44ºC, formând un lichid incolor ce arată o deosebită tendinţă spre suprarăcire, putând fi păstrat mai multă vreme la temperatura camerei fără să se solidifice. Punctul de fierbere este 287oC. Chiar la temperatura camerei formează vapori (miros caracteristic de usturoi), iar la 100oC poate fi distilat uşor într-un curent de vapori de apă, proprietate care se poate folosi şi pentru purificarea sa.