الفوسفور عنصر كيميائي شائع إلى حد ما على كوكبنا. يُترجم اسمها على أنها "مضيئة" لأنها في شكلها النقي تتوهج بشكل ساطع في الظلام. تم اكتشاف هذا العنصر بالصدفة تمامًا، على يد الخيميائي هينينج براند، عندما كان يحاول استخلاص الذهب من البول. وهكذا أصبح الفوسفور هو العنصر الأول الذي تمكن الكيميائيون من الحصول عليه من خلال تجاربهم.
خصائص الفوسفور
إنه نشط للغاية كيميائيا، لذلك لا يمكن العثور عليه في الطبيعة إلا في شكل معادن - مركبات مع عناصر أخرى، منها 190 نوعا. وأهم مركب هو فوسفات الكالسيوم، والآن تُعرف العديد من أنواع الأباتيت، وأكثرها شيوعًا هو الفلوراباتيت. تتكون الصخور الرسوبية - الفوسفوريت - من أنواع مختلفة من الأباتيت.
الفوسفور مهم جداً للكائنات الحية، لأنه جزء من البروتين النباتي والحيواني على شكل مركبات مختلفة.
في النباتات، يوجد هذا العنصر بشكل رئيسي في بروتينات البذور، وفي الكائنات الحيوانية - في البروتينات المختلفة في الدم والحليب وخلايا الدماغ وكميات كبيرة من الفوسفور توجد على شكل فوسفات الكالسيوم في عظام الفقاريات.
يوجد الفوسفور في ثلاثة أشكال متآصلة: الفوسفور الأبيض والأحمر والأسود. دعونا نلقي نظرة فاحصة عليهم.
يمكن الحصول على الفوسفور الأبيض عن طريق تبريد بخاره بسرعة. ثم تتشكل مادة بلورية صلبة تكون في شكلها النقي عديمة اللون وشفافة تمامًا. عادة ما يكون لون الفوسفور الأبيض المباع للبيع أصفر قليلاً ويشبه الشمع في مظهره. وفي البرد تصبح هذه المادة هشة، وعند درجات حرارة أعلى من 15 درجة تصبح طرية ويمكن قطعها بسهولة بالسكين.
لا يذوب الفسفور الأبيض في الماء، لكنه يستجيب بشكل جيد للمذيبات العضوية. في الهواء يتأكسد بسرعة كبيرة (يبدأ في الاحتراق) وفي نفس الوقت يتوهج في الظلام. في الواقع، ترتبط الأفكار حول المادة المضيئة والقصص البوليسية بالفوسفور الأبيض على وجه التحديد. وهو سم قوي وقاتل حتى بجرعات صغيرة.
الفوسفور الأحمر عبارة عن مادة صلبة حمراء داكنة تختلف خصائصها بشكل لافت للنظر عن تلك الموصوفة أعلاه. يتأكسد في الهواء ببطء شديد، ولا يتوهج في الظلام، ولا يضيء إلا عند تسخينه، ولا يمكن إذابته في المذيبات العضوية، وهو ليس سامًا. مع تسخين قوي، حيث لا يمكن الوصول إلى الهواء، فإنه، دون ذوبان، يتحول إلى بخار، حيث يتم الحصول على الفوسفور الأبيض عند تبريده. وعندما يحترق كلا العنصرين يتكون أكسيد الفوسفور مما يثبت وجود نفس العنصر في تركيبهما. وبعبارة أخرى، فهي تتكون من عنصر واحد - الفوسفور - وهي تعديلاته المتآصلة.
يتم الحصول على الفسفور الأسود من الفسفور الأبيض عند درجة حرارة 200 درجة مئوية تحت ضغط مرتفع. وله هيكل متعدد الطبقات، وبريق معدني، ويشبه في مظهره الجرافيت. ومن بين جميع الأنواع الصلبة لهذه المادة، فهي الأقل نشاطا.
الصفحة 1
| صورة مكانية لجزء من الشبكة البلورية للزرنيخ. ترتبط كل ذرة في الطبقة المطوية بروابط مفردة مع ثلاث ذرات أخرى. |
يسبب الفوسفور الأبيض حروقًا مؤلمة وصعبة الشفاء. لا يمكن تحويل الفوسفور الأحمر إلى اللون الأبيض إلا عن طريق التسامي. لا يذوب الفوسفور الأحمر بدرجة ملحوظة في أي من المذيبات.
ويتوهج الفسفور الأبيض في الهواء في الظلام، وله القدرة على الاشتعال تلقائيًا، وهو سام جدًا. لكن إذا قمت بتسخينها دون وصول الهواء إلى درجة الغليان تقريباً، تتشكل مادة حمراء بنفسجية، وهي ليست سامة، ولا تشتعل في الهواء، ولا تتوهج في الظلام. تتكون كلتا المادتين - الفسفور الأبيض والفوسفور الأحمر - من نفس الذرات، من نفس العنصر الكيميائي - الفوسفور. والدليل هو أن احتراق الأكسجين ينتج نفس المادة - أنهيدريد الفوسفور.
يتم فصل الفوسفور الأبيض عن طريق الاستخلاص بالبنزين، ويتم أكسدة حمض الفوسفور إلى حمض الفوسفور مع زيادة ثنائي كرومات، ثم يتم تقطير الفلور بالبخار لمدة 3 - 3 5 ساعات ويتم تحديده ضوئيًا عن طريق إضعاف لون مركب الألومنيوم مع الأرسينزو. .
يذوب الفسفور الأبيض عند درجة حرارة 44 درجة مئوية، ويغلي عند درجة حرارة 275 درجة مئوية؛ عند 15 درجة مئوية يصبح ناعمًا مثل الشمع. وهو غير قابل للذوبان عمليا في الماء، قابل للذوبان في المذيبات العضوية.
الفسفور الأبيض نشط كيميائيا للغاية: فهو يشتعل تلقائيا في طبقة رقيقة عند درجات الحرارة العادية، ويشتعل في قطع عند درجة حرارة أعلى من 50 درجة مئوية، لذلك يتم تخزينه تحت الماء.
يتفاعل الفوسفور الأبيض والكبريت عند تسخينهما ويشكلان مركبًا يسمى PiSs، والذي يستخدم في إنتاج أعواد الثقاب. إن جزيء هذا المركب، كما أظهرت دراسات الأشعة السينية، له محور تناظر من الدرجة الثالثة، وتبين القيمة المنخفضة لحرارة التكوين (قريبة من الصفر) أن الذرات في هذه الحالة لها تساهمياتها الطبيعية.
وللفسفور الأبيض استخدامات محدودة للغاية: فهو يستخدم لملء القذائف الحارقة وقذائف المدفعية والقنابل اليدوية، التي تشكل ستائر من الدخان عندما تنفجر. وتصنع منه مركبات تتوهج في الظلام.
ويتفوق الفسفور الأبيض على جميع مولدات الدخان المعروفة في قدرته على الإخفاء. الدخان ليس سامًا ولا يضر بالزي الرسمي والمعدات. يتمتع الفوسفور الأحمر بقدرة إخفاء أقل.
الفسفور الأبيض مادة صلبة، ناعمة مثل الشمع، لها رائحة ثومية، غير قابلة للذوبان في الماء، ولكنها تذوب جيدًا في ثاني كبريتيد الكربون (CS2)، وهي شديدة السمية.
ويمكن استخدام الفسفور الأبيض، باعتباره مادة شديدة الاشتعال، في الحرب لتصنيع القنابل الحارقة وقذائف المدفعية وقذائف الهاون والقنابل الدخانية.
الفوسفور، P (لات. الفوسفور * أ. الفوسفور؛ ن. الفوسفور؛ و. الفوسفور؛ ط. فوسفورو)، هو عنصر كيميائي من المجموعة الخامسة من النظام الدوري لمندليف، العدد الذري 15، الكتلة الذرية 30.97376. يتم تمثيل الفوسفور الطبيعي بنظير واحد مستقر 31 R. هناك 6 نظائر مشعة اصطناعية معروفة للفوسفور بأعداد كتلية 28-30 و32-34.
ربما كانت طريقة الحصول على الفوسفور معروفة لدى الكيميائيين العرب في وقت مبكر من القرن الثاني عشر، لكن التاريخ المقبول عمومًا لاكتشاف الفسفور هو عام 1669، عندما حصل إتش. براند () على مادة تتوهج في الظلام تسمى "الباردة". نار". تم إثبات وجود الفوسفور كعنصر كيميائي في أوائل السبعينيات. القرن الثامن عشر الكيميائي الفرنسي أ. لافوازييه.
التعديلات والخصائص
يوجد الفوسفور العنصري في شكل العديد من التعديلات المتآصلة - الأبيض والأحمر والأسود. الفسفور الأبيض هو مادة شمعية شفافة ذات رائحة مميزة، تتشكل نتيجة تكثيف بخار الفوسفور. في حالة وجود شوائب - آثار الفسفور الأحمر والزرنيخ والحديد وما إلى ذلك - يكون لونه أصفر، لذلك يسمى الفوسفور الأبيض التجاري باللون الأصفر. هناك تعديلان للفوسفور الأبيض: يحتوي AP على شبكة مكعبة كثيفة الكثافة a = 0.185 نانومتر؛ الكثافة 1828 كجم/م3؛ نقطة الانصهار 44.2 درجة مئوية، نقطة الغليان 277 درجة مئوية؛ الموصلية الحرارية 0.56 واط/(م.ك)؛ السعة الحرارية المولية 23.82 J/(mol.K)؛ معامل درجة الحرارة للتمدد الخطي 125.10 -6 ك -1؛ ومن حيث الخواص الكهربائية، فإن الفسفور الأبيض قريب من المواد العازلة. عند درجة حرارة 77.8 درجة مئوية وضغط 0.1 ميجا باسكال، يتحول a-P إلى b-P (الشبكة المعينية، الكثافة 1880 كجم/م3). يؤدي تسخين الفسفور الأبيض دون وصول الهواء إلى درجة حرارة 250-300 درجة مئوية لعدة ساعات إلى تكوين تحوير أحمر. الفسفور الأحمر التجاري العادي هو عمليا غير متبلور، ولكن عند التسخين لفترة طويلة يمكن أن يتحول إلى أحد الأشكال البلورية (تريكلينك، مكعب) بكثافة تتراوح من 2000 إلى 2400 كجم / م 3 ونقطة انصهار تبلغ 585-610 درجة مئوية. أثناء التسامي (درجة حرارة التسامي 431 درجة مئوية)، يتحول الفسفور الأحمر إلى غاز، عند تبريده يتكون الفسفور الأبيض بشكل أساسي. عندما يتم تسخين الفوسفور الأبيض إلى 200-220 درجة مئوية تحت ضغط 1.2-1.7 جيجا باسكال، يتكون الفوسفور الأسود. يمكن تنفيذ هذا النوع من التحول عند الضغط العادي (عند 370 درجة مئوية)، باستخدام كمحفز، بالإضافة إلى كمية صغيرة من الفوسفور الأسود للبذر. الفوسفور الأسود عبارة عن مادة بلورية ذات شبكة معينية (أ=0.331، ب=0.438 و ج=1.05 نانومتر)، الكثافة 2690 كجم/م3، نقطة الانصهار 1000 درجة مئوية؛ مماثلة في المظهر للجرافيت. أشباه الموصلات، مغناطيسية. وعند تسخينه إلى درجة حرارة 560-580 درجة مئوية وضغط بخار مشبع، يتحول إلى فسفور أحمر.
الفوسفور الكيميائي
تتحد ذرات الفوسفور لتكوين جزيئات بوليمر ثنائية الذرة (P 2) ورباعية الذرة (P 4). الجزيئات الأكثر استقرارًا في الظروف العادية هي تلك التي تحتوي على سلاسل طويلة من رباعي الأسطح P4 المترابطة. في المركبات، الفوسفور لديه حالة أكسدة +5، +3، -3. مثل النيتروجين في المركبات الكيميائية، فإنه يشكل بشكل رئيسي رابطة تساهمية. الفوسفور عنصر نشط كيميائيا. ويتميز تعديله الأبيض بالنشاط الأكبر، حيث يشتعل تلقائياً عند درجة حرارة حوالي 40 درجة مئوية، ولذلك يتم تخزينه تحت طبقة من الماء. يشتعل الفوسفور الأحمر عند ضربه أو فركه. الفوسفور الأسود غير نشط ويصعب اشتعاله عند اشتعاله. عادة ما تكون أكسدة الفوسفور مصحوبة بالتألق الكيميائي. عندما يحترق الفوسفور مع فائض من الأكسجين، يتم تشكيل P 2 O 5، وعندما يكون هناك نقص، يتم تشكيل P 2 O 3 بشكل رئيسي. يشكل الفوسفور الأحماض: أورثو- (H 3 PO 4)، متعدد الفوسفور (H n + 2 PO 3n + 1)، فوسفور (H 3 PO 3)، فوسفوريك (H 4 P 2 O 6)، فوسفور (H 3 PO 2) وكذلك الأحماض الفوقية: البيرفوسفوريك (H 4 P 2 O 8) وأحادي الفوسفوريك (H 3 PO 5).
يتفاعل الفوسفور مباشرة مع جميع الهالوجينات، ويطلق كميات كبيرة من الحرارة. ومن المعروف كبريتيدات الفوسفور والنيتريدات. عند درجة حرارة 2000 درجة مئوية، يتفاعل الفوسفور مع الكربون، ويشكل كربيد (PC 3)؛ عندما يتم تسخين الفوسفور مع المعادن - الفوسفيدات. الفوسفور الأبيض ومركباته شديد السمية، MPC 0.03 ملغم/م3.
الفوسفور في الطبيعة
متوسط محتوى الفوسفور في القشرة الأرضية (كلارك) هو 9.3.10 -2٪، وفي الصخور فوق القاعدية 1.7. 10 -2%، أساسي - 1.4.10 -2%، حمضي - 7.10 -2%، رسوبي - 7.7.10 -2%. ويشارك الفوسفور في العمليات الصهارية ويهاجر بقوة في المحيط الحيوي. ترتبط كلتا العمليتين بتراكماتها الكبيرة التي تشكل رواسب صناعية من الأباتيت - Ca 5 (PO 4) 3 (F، Cl) والفوسفوريت - غير متبلور Ca 5 (PO 4) 3 (OH، CO 3) مع شوائب مختلفة. الفوسفور هو عنصر حيوي مهم للغاية يتراكم في العديد من الكائنات الحية. ترتبط عمليات تركيز الفوسفور في القشرة الأرضية بالهجرة الحيوية. من المعروف أن أكثر من 180 معدنًا يحتوي على الفوسفور.
الاستلام والاستخدام
على المستوى الصناعي، يتم استخراج الفوسفور من الفوسفات الطبيعي عن طريق الاختزال الكهروحراري بفحم الكوك عند درجات حرارة تتراوح بين 1400-1600 درجة مئوية في وجود السيليكا (رمل الكوارتز)؛ وبعد التنظيف من الغبار، يتم إرسال الفوسفور الغازي إلى وحدات التكثيف، حيث يتم جمع الفسفور الأبيض التقني السائل تحت طبقة من الماء. تتم معالجة الجزء الأكبر من الفوسفور المنتج إلى حمض الفوسفوريك وأسمدة الفوسفور والأملاح التقنية التي يتم الحصول عليها على أساسها. أملاح أحماض الفوسفوريك - الفوسفات، وبدرجة أقل قليلا - الفوسفيت وهيبوفوسفيت تستخدم على نطاق واسع. ويستخدم الفسفور الأبيض في صناعة المقذوفات الحارقة والدخانية؛ الأحمر - في إنتاج المباراة.
في غرفة مظلمة أو بالخارج ليلًا، جرب هذه التجربة البسيطة. ليس من الصعب جدًا، حتى لا يضيء عود الثقاب، اضربه على علبة الثقاب. ستلاحظ أن المسار المتوهج من عود الثقاب سيكون مرئيًا على المبشرة لفترة من الوقت. هذا يضيء الفسفور الأبيض. لكن أي شخص يتذكر دروس الكيمياء في المدرسة الثانوية يمكنه أن يقول: "معذرة، يستخدم الفسفور الأحمر، وليس الأبيض، في إنتاج أعواد الثقاب". يمين! لا يوجد فوسفور أبيض في مبشرة علبة الثقاب، بل يوجد فسفور أحمر، والذي، نتيجة للتفاعل الذي يحدث بين الفوسفور الأحمر الموجود على سطح علبة الثقاب وملح البرثوليت الموجود في رأس الثقاب، يسخن في الوقت الحالي. من الاحتكاك ويتحول إلى اللون الأبيض بكمية قليلة.
يمكن أن يوجد الفوسفور في عدة أشكال، أو، كما يقولون، في عدة تعديلات.
الفوسفور الأبيض هو مادة بلورية صلبة، وفي شكله النقي كيميائيا تكون بلورات الفسفور الأبيض عديمة اللون تماما وشفافة وتنكسر الضوء بشكل جيد للغاية. في الضوء يتحولون بسرعة إلى اللون الأصفر ويفقدون شفافيتهم. لذلك، في ظل الظروف العادية، يكون الفوسفور مشابهًا جدًا في مظهره للشمع، ولكنه أثقل (كثافة الفوسفور الأبيض 1.84). الفوسفور هش في البرد، ولكن في درجة حرارة الغرفة يكون طريًا نسبيًا ويمكن قطعه بسهولة بالسكين. عند 44 درجة مئوية يذوب الفوسفور الأبيض، وعند 280.5 درجة مئوية يغلي. ويتوهج الفسفور الأبيض، الذي يتأكسد بواسطة الأكسجين الموجود في الهواء، في الظلام ويشتعل بسهولة عند تسخينه قليلاً، بسبب الاحتكاك على سبيل المثال.
درجة حرارة اشتعال الفوسفور الجاف والنقي تمامًا قريبة من درجة حرارة جسم الإنسان. ولذلك، يتم تخزينه فقط تحت الماء. خلال الحرب العالمية الأولى، تم استخدام الفسفور الأبيض كمادة حارقة في قذائف المدفعية والقنابل الجوية والقنابل اليدوية والرصاص.
الفوسفور الأحمر، على عكس الأبيض، أو الأصفر، كما يطلق عليه أحيانا، ليس ساما، ولا يتأكسد في الهواء، ولا يتوهج في الظلام، ولا يذوب في ثاني كبريتيد الكربون ولا يشتعل إلا عند 260 درجة مئوية. يتم الحصول على الفوسفور الأحمر من الفسفور الأبيض عن طريق التسخين لفترة طويلة دون وصول الهواء عند درجة حرارة 250-300 درجة مئوية.
تاريخ اكتشاف الفوسفور
من المفترض أن تصف لوحة جوزيف رايت "الكيميائي الذي يكتشف الفوسفور" اكتشاف هينيج براند للفوسفور
بحثاً عن إكسير الشباب ومحاولات الحصول على الذهب، حاول الكيميائي جينينغ براند من هامبورغ في القرن السابع عشر أن يصنع "حجر الفيلسوف" من البول. ولهذا الغرض، قام بتبخير كمية كبيرة منه وإخضاع بقايا الشراب التي تم الحصول عليها بعد التبخر إلى تكليس قوي في خليط مع الرمل والفحم دون وصول الهواء.
نتيجة لذلك، تلقت العلامة التجارية مادة ذات خصائص غير عادية: توهجت في الظلام؛ عند إلقائه في الماء المغلي، أطلق أبخرة اشتعلت في الهواء، مما أدى إلى إطلاق دخان أبيض كثيف يذوب في الماء ليشكل حمضًا.
كان هناك اهتمام كبير بالمادة الجديدة، وكان براند يأمل في تحقيق ربح كبير من اكتشافه: ولم يكن من قبيل الصدفة أنه كان تاجرًا سابقًا في هامبورغ. مع الحفاظ على سرية طريقة التصنيع، عرض براند المادة الجديدة مقابل المال، وباعها لمن أرادها بكميات صغيرة مقابل الذهب الخالص فقط. بعد مرور بعض الوقت، باع براند أيضًا سر تصنيع الفوسفور إلى الكيميائي كرافت في دريسدن، الذي بدأ، مثل براند، في السفر حول قصور الأشخاص ذوي النفوذ، وإظهار الفسفور مقابل المال، وتكوين ثروة ضخمة.
معجزات في توهج واشتعال الفوسفور
وبعد اكتشاف الفوسفور، تم استخدام قدرته على التوهج في الظلام مرة أخرى، ولكن لأغراض مختلفة. هذه المرة، بدأ ممثلو الطوائف الدينية في تجارة الفوسفور. كانت وصفات استخدام الفوسفور متنوعة للغاية. على سبيل المثال، تمت إضافة كمية صغيرة من الفسفور الأبيض إلى الشمع أو البارافين المذاب ولكن السميك بالفعل. واستخدم الخليط الناتج في تشكيل أقلام الرصاص التي كانت تستخدم للكتابة على جدران الكنائس والأيقونات. وفي الليل ظهرت "النقوش الغامضة". الفوسفور، الذي يتأكسد ببطء، يتوهج، والبارافين، الذي يحميه من الأكسدة السريعة، يزيد من مدة الظاهرة.
تم إذابة الفسفور الأبيض في البنزين أو ثاني كبريتيد الكربون. تم استخدام المحلول الناتج لترطيب فتائل الشموع أو المصابيح. وبعد أن تبخر المذيب اشتعل الفوسفور الأبيض واشتعل الفتيل منه. وهكذا تمت فبركة "المعجزة" التي تسمى "الإشعال الذاتي للشموع".
Will-o'-the-wisps في المستنقعات والمقابر
أحد مركبات الفوسفور المثيرة للاهتمام هو غاز الفوسفين، الذي يتميز بأنه شديد الاشتعال في الهواء. تفسر خاصية الفوسفين هذه ظهور المستنقعات أو أضواء القبور. هناك بالفعل حرائق في المستنقعات والقبور الطازجة. هذا ليس خيالا أو خيالا. في الليالي الدافئة المظلمة، تُلاحظ أحيانًا أضواء وامضة باهتة شاحبة على القبور الحديثة. إن الفوسفين هو الذي "يحترق". يتكون الفوسفين أثناء تحلل الكائنات النباتية والحيوانية الميتة.
تحتوي مكتبة باريس على مخطوطة عن الكيمياء تصف اكتشاف الفوسفور. وبحسب الوثيقة فإن الخيد باخيل هو أول من عزل العنصر في صورته النقية.
عاش في القرن الثاني عشر. الفوسفورحصل عليه الرجل عن طريق تقطير البول مع الجير و. أطلق الخيميائي على المادة المضيئة إسم escarbucle. تم إعطاء الاسم الحديث للعنصر بواسطة Henning Brand.
لقد جمع بين الكلمتين اليونانيتين "نور" و"يحمل". الألماني تفرد الفوسفور الأبيضفي عام 1669، توثيق فضله من خلال التحدث إلى المجتمع العلمي.
استخدم هينينج براند، مثل ألشيد باخيل، البول المتبخر، لكنه قام بتسخينه بالرمال البيضاء. في القرن السابع عشر، وحتى في القرن الثاني عشر، بدا وهج المادة الناتجة وكأنه معجزة. بين المعاصرين للجسدية خصائص الفوسفورنظرة مختلفة.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية للفوسفور
عنصر الفوسفوريضيء بسبب عمليات الأكسدة. يحدث التفاعل مع الأكسجين بسرعة، ومن الممكن الاحتراق التلقائي.
يؤدي الإطلاق السريع والوفير للطاقة الكيميائية إلى تحولها إلى طاقة ضوئية. تتم العملية حتى في درجة حرارة الغرفة.
وهذا هو سر التألق الفوسفور. الأكسجينيتفاعل بسهولة أكبر مع التعديل الأبيض للعنصر. يمكن الخلط بينه وبين الشمع وشمعة البارافين. تذوب المادة بالفعل عند 44 درجة مئوية.
خصائص الفوسفوريختلف اللون الأبيض عن خصائص التعديلات الأخرى للعنصر. على سبيل المثال، فهي ليست سامة.
الفوسفور عديم اللون سام وغير قابل للذوبان في الماء. وكقاعدة عامة، فإنه يمنع أكسدة المسحوق. بدون التفاعل مع الماء الفوسفور الأبيضيذوب بسهولة في المواد العضوية، على سبيل المثال، ثاني كبريتيد الكربون.
في التعديل الأول مادة الفوسفورالأقل كثافة. لا يوجد سوى 1800 جرام لكل متر مكعب. وفي الوقت نفسه فإن الجرعة المميتة للإنسان هي 0.1 جرام فقط.
حتى أكثر سامة الفوسفور الأصفر. في الواقع، هو نوع من اللون الأبيض، ولكن ليس المكرر. كثافة المادة هي نفسها، وكذلك القابلية للاشتعال.
نقطة الانصهار أقل قليلاً - 34 درجة. يغلي العنصر عند درجة حرارة 280 مئوية. بسبب الملوثات، يتم إطلاق دخان كثيف أثناء الاحتراق. الفوسفور الأصفر، مثل الفسفور الأبيض، لا يتفاعل مع الماء.
هناك أيضا الفوسفور الأحمر. تم استلامه لأول مرة في عام 1847. قام الكيميائي النمساوي شروتر بتسخين العنصر الأبيض المعدل إلى 500 درجة في جو من أول أكسيد الكربون.
تم تنفيذ التفاعل في دورق مغلق. وتبين أن النوع الناتج من الفوسفور مستقر من الناحية الديناميكية الحرارية. تذوب المادة فقط في بعض المعادن المنصهرة.
إشعال ذرة الفوسفورلا يمكن ذلك إلا عندما ترتفع درجة حرارة الجو إلى 250 درجة مئوية. البديل هو الاحتكاك النشط، أو ضربة قوية.
لون الفسفور الأحمر ليس قرمزيًا فحسب، بل هو بنفسجي أيضًا. لا يوجد توهج. لا توجد سمية تقريبًا. التأثير السام للتعديل الأحمر للعنصر ضئيل. ولذلك، يستخدم على نطاق واسع الفوسفور القرمزي في الصناعة.
التعديل قبل الأخير للعنصر أسود. تم الحصول عليه في عام 1914، وهو الأكثر استقرارًا. المادة لها بريق معدني. سطح الفوسفور الأسود لامع، يشبه.
التعديل غير قابل لأي مذيب، فهو يشتعل فقط في جو ساخن إلى 400 درجة. كتلة الفوسفورالأسود هو الأعظم، وكذلك الكثافة. "تولد" المادة من اللون الأبيض عند ضغط 13000 ضغط جوي.
إذا تم رفع الضغط إلى مستويات عالية للغاية، يظهر التعديل المعدني النهائي للعنصر. تصل كثافته إلى ما يقرب من 4 جرام لكل سنتيمتر مكعب. صيغة الفوسفورلا يتغير، ولكن يتم تحويل شعرية الكريستال. يصبح مكعبا. تبدأ المادة في إجراء التيار الكهربائي.
تطبيق الفوسفور
أكسيد الفوسفوربمثابة عامل توليد الدخان. عند اشتعاله، ينتج عن التعديل الأصفر للعنصر حجاب سميك، وهو مفيد في صناعة الدفاع.
وعلى وجه الخصوص، يضاف الفوسفور إلى الرصاصات الكاشفة. مع ترك أثر من الدخان خلفهم، فإنها تسمح لك بضبط اتجاه الإرسال ودقته. يتم الحفاظ على "المسار" لمسافة كيلومتر واحد.
في الصناعة العسكرية، وجد الفوسفور مكانا، وكذلك مشعلا. كما يلعب العنصر هذا الدور للأغراض السلمية. وهكذا يتم استخدام التعديل الأحمر في صناعة أعواد الثقاب. يتم تشحيمها بالبخار. الفوسفور والكبريتأي كبريتيد العنصر الخامس عشر.
هناك حاجة إلى كلوريد الفوسفور في إنتاج الملدنات. هذا هو الاسم الذي يطلق على المواد المضافة التي تزيد من مرونة المواد البلاستيكية والبوليمرات الأخرى. ويشتري المزارعون أيضًا الكلوريد. يخلطون المادة بالمبيدات الحشرية.
يتم استخدامها لتدمير الآفات في الحقول، وخاصة الحشرات. كما يتم رش المزروعات بالمبيدات الحشرية. هناك بالفعل دويتو فيها الكالسيوم والفوسفورأو الفوسفيدات.
إذا تم قتل الحشرات بمخاليط الفوسفور، فإن النباتات تنمو. نعم الأزواج النيتروجين والفوسفورو فوسفور البوتاسيوم– النظامي للأسمدة. العنصر الخامس عشر يغذي المزروعات ويسرع تطورها ويزيد الإنتاجية. الفوسفور ضروري أيضًا للبشر.
حوالي 800 جرام منه مخفي في العظام والسلاسل النووية والبروتينات. ليس من قبيل الصدفة أن يتم استخراج العنصر لأول مرة عن طريق تقطير البول. تتطلب احتياطيات الجسم تجديدًا يوميًا بمقدار 1.2-1.5 جرام. أنها تأتي مع المأكولات البحرية والبقوليات والجبن والخبز.
أحماض الفوسفوريتم إضافتها أيضًا إلى المنتجات بشكل مصطنع. لماذا؟ يعمل حمض الفوسفوريك المخفف كمحسن للنكهة في العصائر والمربى والمشروبات الغازية. إذا تمت الإشارة إلى E338 في المنتج، فإننا نتحدث عن مركب يتضمن العنصر الخامس عشر من الجدول الدوري.
تطبيق الفوسفورالطبيعة لم ترتبط بتوهجها. ركز الرجل على وجه التحديد على هذه الخاصية. وهكذا فإن نصيب الأسد من احتياطيات العنصر يذهب إلى إنتاج الدهانات. تركيبات السيارات تحميها أيضًا من التآكل. كما تم اختراع الدهانات للأسطح اللامعة. هناك خيارات للخشب والخرسانة والبلاستيك.
العديد من المنظفات الاصطناعية لا يمكنها الاستغناء عن العنصر الخامس عشر. أنها تحتوي على المغنيسيوم. الفوسفوريربط أيوناته.
خلاف ذلك، يتم تقليل فعالية التراكيب. وبدون العنصر الخامس عشر، تنخفض أيضًا جودة بعض أنواع الفولاذ. أساسهم هو حديد. الفوسفور- فقط .
المادة المضافة تزيد من قوة السبيكة. في الفولاذ منخفض السبائك، هناك حاجة إلى الفوسفور لتسهيل المعالجة وزيادة مقاومة التآكل.
التعدين الفوسفور
في الجدول الدوري، يحتل الفوسفور المرتبة 15، لكنه يحتل المرتبة 11 من حيث وفرته على الأرض. المادة ليست نادرة حتى خارج الكوكب. وهكذا تحتوي النيازك على ما بين 0.02 إلى 0.94% من الفوسفور. كما تم العثور عليه في عينات التربة المأخوذة من القمر.
الممثلون الأرضيون للعنصر هم المعدن رقم 200 الذي خلقته الطبيعة على أساسه. ولا يوجد الفوسفور في صورته النقية. وحتى في الغلاف الصخري يتم تمثيله بواسطة الأرثوفوسفات، أي أنه يتأكسد إلى أعلى درجة.
ولعزل العنصر النقي، يستخدم الصناعيون فوسفات الكالسيوم. يتم الحصول عليه من الفوسفوريت و vtorappatites. هذان هما المعدنان الأغنى في العنصر الخامس عشر. بعد تفاعل الاختزال، يبقى الفوسفور بنسبة 100%.
عامل الاختزال هو فحم الكوك، أي الكربون. الكالسيوم، في هذه الحالة، يرتبط بالرمل. يقوم الخبراء بكل هذا في الأفران الكهربائية. أي أن عملية إطلاق الفوسفور هي عملية كهروحرارية.
هذه هي طريقة الحصول على الفوسفور الأبيض أو الأصفر. كل هذا يتوقف على درجة التنقية. ما يجب القيام به لتحويل المنتج إلى تعديلات حمراء وسوداء ومعدنية موصوفة في فصل "الخصائص الكيميائية والفيزيائية للعنصر".
سعر الفوسفور
هناك شركات ومحلات متخصصة في توريد المواد الخام الكيميائية. يتم تقديم الفوسفور عادة في عبوات سعة 500 جرام وكيلوجرام. بالنسبة للتعديل الأحمر الذي يزن 1000 جرام، يطلبون حوالي 2000 روبل.
يتم تقديم الفوسفور الأبيض بشكل أقل تكرارًا وهو أرخص بنسبة 30-40٪ تقريبًا. تعد التعديلات السوداء والمعدنية باهظة الثمن ويتم بيعها عادةً حسب الطلب من خلال شركات التصنيع الكبيرة.