Bílý fosfor, červená a černá - vlastnosti a použití

Fosfor je poměrně běžným chemickým prvkem na naší planetě. Jeho jméno se označuje jako "světelné", protože ve své čisté podobě jasně září ve tmě. Tento prvek byl objeven náhodou, alchymistou Henning Brandovou, když se snažil získat z moči zlato. Takže fosfor byl první prvek, který alchymisté mohli extrahovat pomocí svých experimentů.

Charakteristika fosforu

Je chemicky velmi aktivní, proto se v přírodě nachází pouze ve formě minerálů - sloučenin s dalšími prvky, z nichž je 190 druhů. Nejdůležitější sloučeninou je fosforečnan vápenatý (minerální apatit). Nyní je známo mnoho druhů apatitů, z nichž nejběžnější je fluorapatit. Apatity různých druhů tvoří sedimentární horniny - fosforitany.

U živých organismů je fosfor velmi důležitý, protože je součástí rostlinných i živočišných proteinů ve formě různých sloučenin.

U rostlin se tento prvek nachází hlavně v proteinech semen a v živočišných organizmech - v různých proteinech krve, mléka, mozkových buňkách a nervových tkáních. V kostech obratlovců je obsaženo velké množství fosforu ve formě fosforečnanu vápenatého.

Fosfor existuje ve třech alotropických modifikacích: bílý fosfor, červený a černý. Podívejme se na ně podrobněji.

Bílý fosfor lze získat rychlým ochlazením jeho páry. Pak se vytvoří pevná krystalická látka, která je v čisté formě absolutně bezbarvá a průhledná. Bílý fosfor, určený k prodeji, je obvykle malovaný nažloutlé barvy a vypadá velmi podobně jako vzhled vosku. V chladu se tato látka stává křehkou a při teplotě vyšší než 15 stupňů se stává měkkou a lze ji snadno řezat nožem.

Ve vodě se bílý fosfor nerozpouští, ale dobře propůjčuje organickým rozpouštědlům. Ve vzduchu se oxiduje velmi rychle (začíná hořet) a svítí ve tmě. Ve skutečnosti je myšlenka na světelnou látku a detektivní příběhy o psech Baskerville spojena s bílým fosforem. Je to mocný jed, který je smrtelný i v malých dávkách.

Červený fosfor je tuhá tmavě červená barva, která se ve svých vlastnostech výrazně liší od výše popsaného. Oxiduje se velmi pomalu ve vzduchu, nesvítí ve tmě, svítí pouze při zahřátí, není možné ho rozpustit v organických rozpouštědlech a není jedovatý. Se silným ohřevem, v němž není přístup vzduchu, se neroztaje do páry, z níž se po ochlazení získá bílý fosfor. Při spalování obou prvků vzniká oxid fosforečný, což dokazuje přítomnost stejného prvku v jejich složení. Jinými slovy, jsou tvořeny jedním prvkem - fosforem - a jsou jeho alotropické modifikace.

Černý fosfor se získává z bílé barvy při vysokých teplotách 200 stupňů Celsia. Má vrstvenou strukturu, kovový lesk a vypadá jako grafit. Ze všech pevných druhů této látky je nejméně aktivní.

Aplikace fosforu

Moderní výroba fosforu - asi milion tun ročně. Hlavní výrobci: USA, Holandsko, Kanada, Německo.

Většina vyrobeného fosforu se používá k výrobě tepelné kyseliny fosforečné, která se používá při výrobě hnojiv a fosfátů. Bílý fosfor se používá jako kouřotvorný a zápalný prostředek, včetně stopovacího střeliva.

Červená se používá k vytvoření zápalné plochy krabice a při výrobě žárovkových svítidel působí jako getr.

Fosfor našel uplatnění v metalurgii. Používá se jako přísada pro výrobu legovaných slitin, pájky, magneticky měkkých a antifrikčních slitin.