Bílý fosfor: vlastnosti, historie objevu a aplikace

Fosfor je důležitou součástí animované a neživé přírody. Je umístěn v hlubinách Země, ve vodě a v našem těle, a akademik Fersman dokonce nazýval "živel a myšlenku". I přes svou užitečnost může být bílý fosfor extrémně nebezpečný a toxický. Promluvme si o jeho vlastnostech.

Otevření položky

Historie objevu fosforu začíná alchymií. Počínaje 15. stoletím se evropští vědci snažili nalézt kámen filozofa nebo "velký elixír", kterým by bylo možné obrátit kovy na zlato.

V 17. století se alchymista Hennig Brand rozhodl, že cesta k "kouzelnému činidlu" byla přes moč. Je žlutá, což znamená, že obsahuje zlato nebo je s ním nějak spojeno. Vědec důkladně shromáždil materiál, bránil ho a pak ho předčil. Namísto zlata získal bílou látku, která září ve tmě a dobře hořila.

Discovery Brand nazývá "studený oheň". Později irský alchymista Robert Boyle a německý Andreas Maggraf mysleli na získání fosforu podobným způsobem. Ten také přidal do moči uhlí, písek a minerální fosgenit. Následně byla látka nazývána fosforem mirabilis, který se přeložil jako "zázračný nosič světla".

Světelný prvek

Objev fosforu byl skutečný pocit mezi alchymisty. Někteří se snažili vykoupit tajemství získání látky od společnosti Brand, jiní se ji snažili oslovit. Ve století XVIII bylo dokázáno, že prvek je obsažen v kostních zbytcích organismů a brzy se otevře několik továren.

Francouzský fyzik Lavoisier prokázal, že fosfor je prostá látka. V periodické tabulce je číslo 15. Společně s dusíkem, antimonem, arsenem a bismutem patří do skupiny pnictidů a je charakterizován jako nekovový.

Prvek je zcela běžný. Jako procento hmotnosti zemské kůry to trvá 13 míst. Fosfor aktivně interaguje s kyslíkem a nenachází se v jeho volné formě. Existuje ve složení četných minerálů (více než 190), jako jsou fosfáty, apatity atd.

Bílý fosfor

Fosfor existuje ve formě několika forem nebo alotropických modifikací. Jsou odlišné v hustotě, barvě a chemických vlastnostech. Obvykle jsou rozlišeny čtyři hlavní formy: bílý, černý, červený a kovový fosfor. Jiné modifikace jsou pouze směsí výše uvedených.

Bílý fosfor je velmi nestabilní. Za normálních světelných podmínek se rychle změní na červenou a vysoký tlak se změní na černou. Jeho atomy jsou uspořádány ve formě čtyřstěnu. Má krystalovou molekulární mřížku, která má vzorec molekuly P4.

Zvýrazňuji také žlutý fosfor. To není žádná další modifikace látky, ale název surového bílého fosforu. Může mít světlý i tmavě hnědý odstín a vyznačuje se silnou toxicitou.

Vlastnosti bílého fosforu

Konzistence a vzhled látky připomíná vosk. Má vůni česneku a je mastný na dotek. Fosfor je měkký (s malým úsilím může být řezán nožem) a je deformován. Po čištění se stává bezbarvá. Jeho průhledné krystaly jasně září na slunci a vypadají jako diamanty.

Roztaví se na 44 stupňů. Aktivita látky nastává i při pokojové teplotě. Hlavní charakteristikou fosforu je jeho schopnost chemiluminiscence nebo luminiscence. Oxidovaný ve vzduchu, vyzařuje bílo-zelené světlo a nakonec se zapálí.

Látka je prakticky nerozpustná ve vodě, ale v ní může spálit s prodlouženým kontaktem s kyslíkem. Je vysoce rozpustný v organických rozpouštědlech, například ve sirníku, kapalném parafínu a benzenu.

Aplikace fosforu

Muž "zkrotil" fosfor pro mírové i vojenské účely. Látka se používá k výrobě kyseliny fosforečné, která se používá k hnojení. Dříve byla široce používána pro barvení vlny, čímž byla vyrobena fotosenzitivní emulze.

Bílý fosfor není široce používán. Jeho hlavní hodnota v hořlavosti. Takže látka se používá pro zápalné střelivo. Tento typ zbraně byl relevantní během obou světových válečníků. To bylo používáno ve válce v Gaze v roce 2009, stejně jako v Iráku v roce 2016.

Červený fosfor je používán více široce. Používá se k výrobě paliva, maziva, výbušnin a hlavy. Různé sloučeniny fosforu se používají v průmyslu pro změkčovače vody, které se přidávají k pasivačním činidlům, které chrání kov před korozí.

Obsah v těle a dopad na člověka

Fosfor je pro nás jedním z životních prvků. Ve formě sloučenin s vápníkem, je přítomen v zubech a kostře, dává kosti tvrdost a sílu. Prvek je přítomen ve sloučeninách ATP a DNA. Je nezbytná pro aktivitu mozku. Bytí v nervových buňkách podporuje přenos nervových impulzů.

Fosfor se nachází ve svalové tkáni. Podílí se na procesu přeměny energie z bílkovin, tuků a sacharidů, které vstupují do těla. Prvek udržuje rovnováhu mezi kyselinami a bází v buňkách a jejich dělení se provádí. Podporuje metabolismus, je extrémně nutný během růstu těla a jeho zotavení.

Fosfor může být však nebezpečný. Bílý fosfor je sám o sobě velmi toxický. Dávka nad 50 miligramů je fatální. Otrava fosforu je doprovázena zvracením, bolestem hlavy a bolestí žaludku. Kontakt s kůží způsobuje popáleniny, které se hojily velmi pomalu a bolestivě.

Nadbytečný fosfor v těle vede k křehkým kostem, výskytu kardiovaskulárních chorob, krvácení, anémii. Játra a trávicí systém jsou také ovlivněny přetížením fosforu.