Fòsfor

El fòsfor és un element químic de nombre atòmic 15 i símbol P. És un no metall multivalent pertanyent al grup del nitrogen (grup 15) que es troba en la natura combinat en fosfats inorgànics i en organismes vius però mai en estat natiu. És molt reactiu i s'oxida espontàniament en contacte amb l'oxigen atmosfèric emetent llum, donant nom al fenomen de la fosforescència.

[edita] Característiques principals

El fòsfor comú és un sòlid cerós de color blanc amb un característica olor desagradable. En estat pur és incolor. Aquest no metall és insoluble en aigua, i s'oxida espontàniament en presència d'aire formant pentòxid de fòsfor (P₂O₅), per la qual cosa s'emmagatzema submergit en aigua.

Hi ha diverses formes al·lotròpiques del fòsfor sent les més comunes el fòsfor blanc i el roig; ambdós formant estructures tetraèdriques de quatre àtoms. El fòsfor blanc, extremadament tòxic i inflamable presenta dos formes, alfa i beta, amb una temperatura de transició de -3,8 °C; exposat a la llum solar o a la calor (300ºC) es transforma en fòsfor roig en reacció exotèrmica. Aquest és més estable i menys volàtil i tòxic que el blanc i és el que es troba normalment en els laboratoris i amb el que es fabriquen els llumins. El fòsfor negre presenta una estructura semblant al grafit i condueix l'electricitat, és el més dens dels tres estats i no s'inflama.

[edita] Aplicacions

L'àcid fosfòric (H₃PO₄) concentrat, que pot contindre entre 70 i 75% de pentòxid de fòsfor (P₂O₅) és important per a l'agricultura, ja que forma els fosfats emprats en la producció de fertilitzants.

Els fosfats s'usen en la fabricació de vidres especials per a làmpades de sodi i en el recobriment intern de làmpades fluorescents
El fosfat monocàlcic s'utilitza com a pols de rebosteria.
És important en la producció d'acer i bronze.
El fosfat trisòdic s'empra com a agent de neteja per a ablanir l'aigua i previndre la corrosió de canonades.
El fòsfor blanc té aplicacions militars en bombes incendiàries, bombes de fum i bales traçadores.
També s'usa en llumins de seguretat, pirotècnia, pasta de dents, detergents, pesticides, etc.

[edita] Rol biològic

Els compostos de fòsfor intervenen en funcions vitals per als éssers vius, per la qual cosa està considerat com un element químic essencial. El fòsfor inorgànic, per exemple, forma part de les molècules d'ADN i ARN, les cèl·lules l'utilitzen per a emmagatzemar i transportar l'energia per mitjà del adenosin trifosfat (ATP), i a més és un element important en el protoplasma cel·lular i el teixit nerviós.

[edita] Història

El fòsfor —del llatí phosphorus, i este del grec φωσφóρος, portador de llum— antic nom del planeta Venus, fou descobert per l'alquimista alemany Hennig Brand al 1669 a Hamburg al destil·lar una mescla d'orina i arena (en va utilitzar 50 galledes), mentres buscava la pedra filosofal; a l'evaporar la urea va obtindre un material blanc que brillava en la foscor i cremava amb una flama brillant; des de llavors, les substàncies que brillen en la foscor sense cremar se les anomena fosforescents. Brand, la primera persona coneguda que ha descobert un element químic, va mantenir el seu descobriment en secret però un altre alquimista alemany, Kunckel, el va redescobrir al 1677 i va ensenyar a Boyle la forma d'obtindre'l.

[edita] Abundància i obtenció

A causa de la seua reactivitat, el fòsfor no es troba natiu en la naturalesa, però forma part de nombrosos minerals. L' apatita és una important font de fòsfor, existint importants jaciments a El Marroc, Rússia, Estats units i altres països.

La forma al·lotròpica blanca es pot obtindre per distints procediments; en un d'ells, el fosfat tricàlcic, obtingut de les roques, s'escalfa en un forn a 1450ºC en presència de sílice i carboni reduint el fòsfor que s'allibera en forma de vapor.

2Ca₃(PO₄)₂ + 6 SiO₂ +10 C --> 6CaSiO₃ + 10 CO + P₄ - 3084 kJ

[edita] Precaucions

El fòsfor blanc és extremadament verinós —una dosi de 50 mg pot ser letal— molt inflamable pel que s'ha d'emmagatzemar submergit en aigua, i en contacte amb la pell provoca cremades. L'exposició contínua al fòsfor provoca la necrosi de la mandíbula.

El fòsfor roig no s'inflama espontàniament en presència d'aire i no és tòxic, però ha de manejar-se amb precaució ja que pot produir-se la transformació en fòsfor blanc i l'emissió de vapors tòxics al escalfar-se.