foszfor / P
(színtelen, fehér, sárga, vörös, fekete foszfor, foszfor-bronz)
Név:
A görög phosphoros - fényt hozó, a Vénusz
régi neve, amikor napkelte előtt megjelenik
Rendszám: a
periódusos rendszer 15. eleme
Felfedezés:
Hennig Brand, alkimista 1669-ben beszárított vizelet lepárlásával állította
elő.
Relatív atomtömeg:
30,9738
Izotópok: stabil
- P(31)
Elektronkonfiguráció:
[Ne](3s)2 (3p)3
Fizikai tulajdonságok:
Több módosulata
van: a színtelen (fehér- vagy sárga) foszfor
(baloldali kép), a vörös foszfor (jobboldali kép)
és a fekete foszfor.
A fehér foszfor egészen tiszta állapotban gyémántfényű, köbös kristályokból,
négyatomos tetraéderes molekulákból
áll.
Nagyon könnyen olvad (44 °C), viaszlágy, jellemző szagú.
Vízben oldhatatlan, szén-diszulfidban
jól oldódik.
Levegőtől elzárva 250°C-on vörös
foszforrá alakul.
Nagy nyomáson fekete
foszfor keletkezik belőle, amely végtelen molekularétegeket
alkot.
Az elektromosságot
nem vezeti.
Kémiai tulajdonságok:
Módosulatai
aktivitás tekintetében is nagyon eltérők.
A fehér foszfor levegőn lassan oxidálódik,
gyenge, zöldesfehér fény kibocsátása közben. Nagyobb darabjai a levegőn 50-60°C-on
meggyulladnak, finom eloszlásban, amely szén-diszulfidos
oldatából az oldószer
elpárolgása után
marad vissza, már szobahőmérsékleten
meggyullad.
Hidrogénnel közvetlenül nem reagál.
Halogénekkel kénnel
és antimonnal azonban hevesen egyesül.
Sok aktívabb fémmel is
így viselkedik.
Vízgőzzel magas hőmérsékleten
foszforsavat és
hidrogént ad:
2 P + 5 H2O = P2O5 + 5 H2
P2O5 + 3 H2O = 2 H3PO4
Kálium-kloráttal dörzsölve megygyullad.
Tömény alkáli-hidroxid
oldatban foszfor - hidrogén fejlődéssel
oldódik.
Sokkal inaktívabb a vörösfoszfor, amely csak 400 °C-on gyullad.
Szén-diszulfid és nátrium-hidroxid
sem oldja.
Vegyületeiben 3
vagy 5 vegyértékű.
Előfordulás:
Kis mennyiségben mindenütt megtalálható.
Fő ásványa az apatit
[Ca5(PO4)3F], amelyben a fluort részben
vagy teljesen helyettesítheti hidroxil vagy klór.
Más nyers foszfátok, pl. a foszforit,
fő tömegükben szintén apatitból
állnak.
Foszfort minden élő szervezet tartalmaz, pl. a DNS
alkotórészeként.
Előállítás:
Vegyületeiből
redukcióval, pl.
kalcium-hidrogén-foszfátból szénnel:
3 Ca(H2PO4)2 + 10 C = P4 + Ca3(PO4)2
+ 10 CO + 6 H2O
így azonban a foszfor egy része redukálatlan
marad, ezért homokot
is adnak hozzá:
Ca3(PO4)2 + 3 SiO2 = P2O5
+ 3 CaSiO3
2 P2O5 + 10 C = P4 + 10 CO
Ezt a reakciót nagyon magas hőmérsékleten
kell végezni.
Felhasználás:
A foszfátokat
műtrágyaként és
az üvegiparban használják.
A nátriumgőzlámpák
speciális üvegei foszfát
tartalmuak.
Fontos adalékanyag az acélgyártásnál,
és a foszfor-bronz
ötvözetben.
Mosószer alapanyagként is használnak
foszfátokat - vízlágyító
adalékként.
A gyufa előállításánál használják.
Egyik izotópját (radiofoszfor - 32P) radioaktív
nyomjelzésre használják.
Biológia:
A fehér foszfor mérgező.
Vegyületei azonban
nélkülözhetelenek az élővilágban.
A kalcium után szervezetünk második
legnagyobb mennyiségben előforduló ásványi
anyaga, makroeleme.
Nem elemi formában,
hanem foszforsav,
illetve annak sói, foszfátok
alakjában van jelen a szervezetben. Ennek a mennyiségnek a 85%-a a csontokban
és a fogakban van, de jelentős a vér, a belső szervek, és az izmok foszfortartalma
is.
Szinte nincs olyan biológiai folyamat, melyben a foszfor ne venne részt
valamilyen módon.
A sejthártya falát alkotó foszfolipidek
alkotórészeként mindenütt jelen van.
A DNS felépítéséhez is
szükséges, életfontosságú elem.
Rövid töltési szakaszt követően növelheti az oxigénfelvétel
mértékét, ezáltal a teljesítményt.
Részt vesz az idegrendszer működésében, a fehérje-,
szénhidrát-, zsíranyagcserében,
a fehérjeszintézisben,
enzimek működésében.
Szinte minden élelmiszerben megtalálható, kisebb-nagyobb mennyiségben.