Bijeli fosfor: svojstva, povijest otkrivanja i primjene

Fosfor je važna komponenta životne i nežive prirode. Nalazi se u dubinama Zemlje, u vodi iu našem tijelu, a akademik Fersman je to čak nazvao "elementom života i misli". Usprkos svojoj korisnosti, bijeli fosfor može biti izuzetno opasan i otrovan. Razgovarajmo više o njegovim karakteristikama.

Otvaranje stavke

Povijest otkrića fosfora započela je alkemijom. Počevši od 15. stoljeća, europski su znanstvenici željeli pronaći kamen filozofa ili "veliki eliksir", s kojim bi bilo moguće pretvoriti sve metale u zlato.

U 17. stoljeću, alkemičar Hennig Brand je odlučio da je put do "čarobnog reagensa" kroz urin. Žuta je, što znači da sadrži zlato ili je s njom nekako povezana. Znanstvenik je marljivo prikupio materijal, branio ga, a potom ga pretekao. Umjesto zlata, dobio je bijelu tvar koja je sjala u mraku i dobro gorjela.

Otkriće marke "hladna vatra". Kasnije su irski alkemičar Robert Boyle i njemački Andreas Maggraf pomislili na sličan fosfor. Potonji su u urin dodali i ugljen, pijesak i mineralni fosgenit. Nakon toga, supstanca je nazvana fosfor mirabilis, što je prevedeno kao "čudotvorni nosač svjetlosti".

Element svjetla

Otkriće fosfora bilo je pravi osjećaj među alkemičarima. Neki su pokušali otkriti tajnu dobivanja tvari iz branda, drugi su je pokušali sami nabaviti. U XVIII. Stoljeću dokazano je da je taj element sadržan u ostacima kostiju organizama, a uskoro je otvoreno i nekoliko tvornica za njegovu proizvodnju.

Francuski fizičar Lavoisier je dokazao da je fosfor jednostavna supstanca. U periodnom sustavu nalazi se na broju 15. Zajedno s dušikom, antimonom, arsenom i bizmutom, pripada skupini pnictida i karakterizira se kao nemetalni.

Element je uobičajen u prirodi. Kao postotak mase zemljine kore, zauzima 13 mjesta. Fosfor aktivno djeluje s kisikom i ne nalazi se u slobodnom obliku. Postoji u sastavu brojnih minerala (više od 190), kao što su fosfati, apatiti itd.

Bijeli fosfor

Fosfor postoji u obliku nekoliko oblika ili alotropnih modifikacija. Razlikuju se po gustoći, boji i kemijskim svojstvima. Obično se razlikuju četiri glavna oblika: bijeli, crni, crveni i metalni fosfor. Ostale modifikacije su samo mješavina gore navedenog.

Bijeli fosfor je vrlo nestabilan. U normalnim svjetlosnim uvjetima, brzo se pretvara u crveno, a visoki tlak pretvara u crnu. Njegovi atomi su raspoređeni u obliku tetraedra. Ima kristalnu molekulsku rešetku, s formulom P4 molekule.

Također naglašavam žuti fosfor. Ovo nije još jedna izmjena tvari, već naziv sirovog bijelog fosfora. Može imati i svijetlu i tamno smeđu nijansu i karakterizira ga jaka toksičnost.

Svojstva bijelog fosfora

Konzistencija i izgled tvari podsjećaju na vosak. Ima miris češnjaka i masnu je na dodir. Fosfor je mekan (s malo truda može se rezati nožem) i deformira se. Nakon čišćenja postaje bezbojan. Njegovi prozirni kristali svjetlucaju na suncu i izgledaju kao dijamanti.

Topi se na 44 stupnja. Aktivnost tvari odvija se čak i na sobnoj temperaturi. Glavna karakteristika fosfora je njegova sposobnost kemiluminiscencije ili luminiscencije. Oksidirajući u zraku, emitira bijelo-zeleno svjetlo i na kraju se zapali.

Tvar je praktički netopljiva u vodi, ali u njoj može izgorjeti s produljenim kontaktom s kisikom. Dobro je topljiv u organskim otapalima, na primjer u ugljikovom disulfidu, tekućem parafinu i benzenu.

Primjena fosfora

Čovjek je "ukrotio" fosfor i za mirne i za vojne svrhe. Tvar se koristi za proizvodnju fosforne kiseline koja se koristi za gnojiva. Ranije se naširoko koristio za bojanje vune, stvarajući fotoosjetljive emulzije.

Bijeli fosfor nije široko korišten. Njegova glavna vrijednost u zapaljivosti. Dakle, tvar se koristi za zapaljivo streljivo. Ova vrsta oružja bila je relevantna tijekom oba svjetska ratnika. Koristio se u ratu u Gazi 2009. godine, kao iu Iraku 2016. godine.

Crveni fosfor se koristi šire. Koristi se za proizvodnju goriva, maziva, eksploziva i glava za spajanje. Različiti fosforni spojevi koriste se u industriji u omekšivačima vode, koji se dodaju agensima pasivatora za zaštitu metala od korozije.

Sadržaj u tijelu i utjecaj na ljude

Fosfor je za nas jedan od vitalnih elemenata. U obliku spojeva s kalcijem, prisutan je u zubima i kosturu, dajući tvrdoću i snagu kostima. Element je prisutan u spojevima ATP i DNA. Bitan je za moždanu aktivnost. Budući da je u živčanim stanicama, potiče prijenos živčanih impulsa.

Fosfor se nalazi u mišićnom tkivu. Sudjeluje u procesu pretvaranja energije iz proteina, masti i ugljikohidrata koji ulaze u tijelo. Element održava kiselinsko-baznu ravnotežu u stanicama, a njihova se podjela provodi. Potiče metabolizam, iznimno je potrebno tijekom rasta tijela i njegovog oporavka.

Međutim, fosfor može biti opasan. Bijeli fosfor je sam po sebi vrlo otrovan. Doza iznad 50 miligrama je fatalna. Trovanje fosforom popraćeno je povraćanjem, glavoboljom i bolovima u trbuhu. Kontakt s kožom uzrokuje opekline koje se liječe vrlo sporo i bolno.

Višak fosfora u tijelu dovodi do lomljivih kostiju, pojave kardiovaskularnih bolesti, krvarenja, anemije. Jetra i probavni sustav također su pogođeni preopterećenjem fosfora.