Propiedades del fósforo amarillo. fósforo blanco

El fósforo es un componente importante de la naturaleza viva e inanimada. Se encuentra en las profundidades de la Tierra, del agua y de nuestro cuerpo, y el académico Fersman incluso lo apodó “el elemento de la vida y del pensamiento”. A pesar de su utilidad, el fósforo blanco puede ser extremadamente peligroso y venenoso. Hablemos con más detalle de sus características.

Abrir un elemento

La historia del descubrimiento del fósforo comenzó con la alquimia. Desde el siglo XV, los científicos europeos ansiaban encontrar la piedra filosofal o el “gran elixir” con el que convertir cualquier metal en oro.

En el siglo XVII, el alquimista Hennig Brand decidió que el camino hacia el “reactivo mágico” pasaba por la orina. Es amarillo, lo que significa que contiene oro o está relacionado de alguna manera con él. El científico recopiló cuidadosamente el material, lo defendió y luego lo destiló. En lugar de oro, recibió una sustancia blanca que brillaba en la oscuridad y ardía bien.

Brand calificó el descubrimiento como “fuego frío”. Posteriormente, al alquimista irlandés Robert Boyle y al alemán Andreas Maggraf se les ocurrió la idea de obtener fósforo de forma similar. Este último también añadía a la orina carbón, arena y el mineral fosgenita. Posteriormente, la sustancia recibió el nombre de fósforo mirabilis, que se traduce como "portador milagroso de luz".

elemento luminífero

El descubrimiento del fósforo causó sensación entre los alquimistas. Algunos intentaron de vez en cuando comprarle a Brand el secreto para obtener la sustancia, otros intentaron llegar allí por su cuenta. En el siglo XVIII se demostró que el elemento se encontraba en los restos óseos de los organismos y pronto se abrieron varias fábricas para su producción.

El físico francés Lavoisier demostró que el fósforo es una sustancia simple. En la tabla periódica es el número 15. Junto con el nitrógeno, el antimonio, el arsénico y el bismuto, pertenece al grupo de las pnictidas y se caracteriza por ser un no metal.

El elemento es bastante común en la naturaleza. En términos porcentuales, ocupa el puesto 13 en masa de la corteza terrestre. El fósforo interactúa activamente con el oxígeno y no se encuentra en forma libre. Existe en numerosos minerales (más de 190), como fosforitas, apatitas, etc.

fósforo blanco

El fósforo existe en varias formas o alótropos. Se diferencian entre sí en densidad, color y propiedades químicas. Suele haber cuatro formas principales: fósforo blanco, negro, rojo y metálico. Otras modificaciones son sólo una mezcla de las anteriores.

El fósforo blanco es muy inestable. En condiciones normales de luz, rápidamente se vuelve rojo, pero la alta presión lo vuelve negro. Sus átomos están dispuestos en forma de tetraedro. Tiene una red molecular cristalina, con la fórmula molecular P4.

También destaco el fósforo amarillo. Esta no es otra modificación de la sustancia, sino el nombre de fósforo blanco sin refinar. Puede tener un tinte marrón claro u oscuro y se caracteriza por una fuerte toxicidad.

Propiedades del fósforo blanco

La consistencia y apariencia de la sustancia se asemeja a la cera. Tiene olor a ajo y es grasoso al tacto. El fósforo es blando (se puede cortar con un cuchillo sin mucho esfuerzo) y es deformable. Después de la limpieza se vuelve incoloro. Sus cristales transparentes brillan iridiscentemente al sol y parecen diamantes.

Se derrite a 44 grados. La actividad de la sustancia se manifiesta incluso a temperatura ambiente. La principal característica del fósforo es su capacidad de quimioluminiscencia o brillo. Al oxidarse en el aire, emite una luz blanca verdosa y, con el tiempo, se enciende espontáneamente.

La sustancia es prácticamente insoluble en agua, pero puede arder en ella con un contacto prolongado con el oxígeno. Se disuelve bien en disolventes orgánicos, como disulfuro de carbono, parafina líquida y benceno.

Aplicación de fósforo

El hombre ha “domesticado” el fósforo con fines tanto pacíficos como militares. La sustancia se utiliza para producir ácido fosfórico, que se utiliza como fertilizante. Anteriormente, se usaba ampliamente para teñir lana y hacer emulsiones fotosensibles.

El fósforo blanco no se utiliza mucho. Su principal valor es la inflamabilidad. Por tanto, la sustancia se utiliza como munición incendiaria. Este tipo de arma fue relevante durante las dos Guerras Mundiales. Se utilizó en la guerra de Gaza en 2009, así como en Irak en 2016.

El fósforo rojo se utiliza más ampliamente. Se utiliza para fabricar combustible, lubricantes, explosivos y cabezas de cerillas. En la industria se utilizan varios compuestos de fósforo en ablandadores de agua y se añaden a agentes de pasivación para proteger el metal de la corrosión.

Contenido en el cuerpo y efecto en los humanos.

El fósforo es uno de los elementos vitales para nosotros. En forma de compuestos con calcio, está presente en los dientes y el esqueleto, aportando dureza y fuerza a los huesos. El elemento está presente en compuestos de ATP y ADN. Es esencial para el funcionamiento del cerebro. Al estar en las células nerviosas, favorece la transmisión de los impulsos nerviosos.

El fósforo se encuentra en el tejido muscular. Participa en el proceso de conversión de energía de proteínas, grasas y carbohidratos que ingresan al cuerpo. El elemento mantiene el equilibrio ácido-base en las células y se produce su división. Promueve el metabolismo y es esencial durante el crecimiento y la recuperación del cuerpo.

Sin embargo, el fósforo puede ser peligroso. El fósforo blanco en sí es muy tóxico. Las dosis superiores a 50 miligramos son mortales. La intoxicación por fósforo se acompaña de vómitos, dolor de cabeza y dolor de estómago. El contacto de la sustancia con la piel provoca quemaduras que curan muy lenta y dolorosamente.

El exceso de fósforo en el cuerpo provoca huesos frágiles, enfermedades cardiovasculares, hemorragias y anemia. El hígado y el sistema digestivo también sufren una sobresaturación de fósforo.

Entre los elementos biogénicos, se debe dar un lugar especial al fósforo. Después de todo, sin él es imposible que existan compuestos tan vitales como, por ejemplo, el ATP o los fosfolípidos, entre muchos otros. Al mismo tiempo, los compuestos inorgánicos de este elemento son muy ricos en diversas moléculas. El fósforo y sus compuestos se utilizan ampliamente en la industria, son participantes importantes en procesos biológicos y se utilizan en una amplia variedad de actividades humanas. Por tanto, consideremos qué es este elemento, cuál es su sustancia simple y los compuestos más importantes.

Fósforo: características generales del elemento

La posición en la tabla periódica se puede describir en varios puntos.

1. Quinto grupo, subgrupo principal.
2. Tercer pequeño período.
3. Número de serie: 15.
4. Masa atómica - 30,974.
5. La configuración electrónica del átomo es 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3.
6. Los posibles estados de oxidación son de -3 a +5.
7. Símbolo químico - P, pronunciación en fórmulas "pe". El nombre del elemento es fósforo. Nombre latino fósforo.

La historia del descubrimiento de este átomo se remonta al lejano siglo XII. Incluso en los registros de los alquimistas había información que hablaba de la producción de una sustancia "luminosa" desconocida. Sin embargo, la fecha oficial para la síntesis y descubrimiento del fósforo fue 1669. El comerciante en quiebra Brand, en busca de la piedra filosofal, sintetizó accidentalmente una sustancia capaz de emitir un resplandor y arder con una llama brillante y cegadora. Lo hizo calcinando repetidamente orina humana.

Después de esto, este elemento se obtuvo independientemente uno del otro utilizando aproximadamente los mismos métodos:

• I. Kunkel;
• R. Boylem;
• A. Marggraf;
• K. Scheele;
• A. Lavoisier.

Hoy en día, uno de los métodos más populares para sintetizar esta sustancia es la reducción de los correspondientes minerales que contienen fósforo a altas temperaturas bajo la influencia de monóxido de carbono y sílice. El proceso se realiza en hornos especiales. El fósforo y sus compuestos son sustancias muy importantes tanto para los seres vivos como para muchas síntesis en la industria química. Por tanto, debemos considerar qué es este elemento como sustancia simple y dónde se encuentra en la naturaleza.

Sustancia simple fósforo

Es difícil nombrar algún compuesto específico cuando se trata de fósforo. Esto se explica por las numerosas modificaciones alotrópicas que tiene este elemento. Hay cuatro tipos principales de fósforo, una sustancia simple.

1. Blanco. Este es un compuesto cuya fórmula es P 4. Es una sustancia volátil blanca con un olor fuerte y desagradable a ajo. Se enciende espontáneamente en el aire a temperaturas normales. Arde con una luz brillante de color verde pálido. Muy venenoso y potencialmente mortal. La actividad química es extremadamente alta, por lo que se obtiene y almacena bajo una capa de agua purificada. Esto es posible debido a la mala solubilidad en disolventes polares. Para este propósito, el disulfuro de carbono y las sustancias orgánicas son las más adecuadas para el fósforo blanco. Cuando se calienta, puede transformarse en la siguiente forma alotrópica: el fósforo rojo. Cuando el vapor se condensa y se enfría, puede formar capas. Al tacto son grasos, blandos, fáciles de cortar con cuchillo, blancos (ligeramente amarillentos). Punto de fusión 44 0 C. Por su actividad química se utiliza en síntesis. Pero debido a su toxicidad, no se utiliza mucho a nivel industrial.
2. Amarillo. Es una forma de fósforo blanco mal purificada. Es aún más venenoso y además huele desagradable a ajo. Se enciende y arde con una llama verde brillante y brillante. Estos cristales amarillos o marrones no se disuelven en agua en absoluto; tras la oxidación completa, emiten nubes de humo blanco con la composición P4O10.
3. El fósforo rojo y sus compuestos son la modificación más común y más utilizada de esta sustancia en la industria. La masa roja pastosa, que bajo presión elevada puede transformarse en cristales de color púrpura, es químicamente inactiva. Este es un polímero que sólo puede disolverse en ciertos metales y nada más. A una temperatura de 250 0 C se sublima, convirtiéndose en una modificación blanca. No tan venenoso como las formas anteriores. Sin embargo, con una exposición prolongada al cuerpo es tóxico. Se utiliza para aplicar una capa de ignición a cajas de cerillas. Esto se explica por el hecho de que no puede encenderse espontáneamente, pero durante la denotación y la fricción explota (se enciende).
4. Negro. Su apariencia recuerda mucho al grafito y también es grasoso al tacto. Es un semiconductor de corriente eléctrica. Cristales oscuros, brillantes, que no se pueden disolver en ningún disolvente. Para que se encienda se necesitan temperaturas muy altas y un precalentamiento.

También es interesante la forma recientemente descubierta del fósforo: el metálico. Es conductor y tiene una red cristalina cúbica.

Propiedades químicas

Las propiedades químicas del fósforo dependen de la forma en que se encuentre. Como se mencionó anteriormente, las modificaciones amarillas y blancas son las más activas. En general, el fósforo puede interactuar con:

• metales, formando fosfuros y actuando como agente oxidante;
• no metales, que actúan como agente reductor y forman compuestos volátiles y no volátiles de diversos tipos;
• agentes oxidantes fuertes, convirtiéndose en ácido fosfórico;
• con álcalis cáusticos concentrados según el tipo de desproporción;
• con agua a temperaturas muy altas;
• con oxígeno para formar varios óxidos.

Las propiedades químicas del fósforo son similares a las del nitrógeno. después de todo, forma parte del grupo de los pnictógenos. Sin embargo, la actividad es varios órdenes de magnitud mayor, debido a la diversidad de modificaciones alotrópicas.

Estar en la naturaleza

Como nutriente, el fósforo es muy abundante. Su porcentaje en la corteza terrestre es del 0,09%. Esta es una cifra bastante grande. ¿Dónde se encuentra este átomo en la naturaleza? Hay varios lugares principales:

• la parte verde de las plantas, sus semillas y frutos;
• tejidos animales (músculos, huesos, esmalte dental, muchos compuestos orgánicos importantes);
• La corteza terrestre;
• la tierra;
• rocas y minerales;
• agua de mar.

En este caso sólo podemos hablar de formas ligadas, pero no de sustancia simple. Después de todo, es extremadamente activo y esto no le permite ser libre. Entre los minerales más ricos en fósforo se encuentran:

• Inglés;
• fluoropaptita;
• svanbergita;
• fosforita y otros.

No se puede sobreestimar la importancia biológica de este elemento. Después de todo, forma parte de compuestos tales como:

• proteínas;
• fosfolípidos;
• fosfoproteínas;
• enzimas.

Es decir, todos aquellos que son vitales y a partir de los cuales se construye todo el cuerpo. El requerimiento diario para un adulto normal es de unos 2 gramos.

Fósforo y sus compuestos.

Como elemento muy activo, este elemento forma muchas sustancias diferentes. Después de todo, forma fosfuros y actúa él mismo como agente reductor. Gracias a esto, es difícil nombrar un elemento que resulte inerte al reaccionar con él. Por tanto, las fórmulas de los compuestos de fósforo son extremadamente diversas. Se pueden citar varias clases de sustancias en cuya formación participa activamente.

1. Compuestos binarios: óxidos, fosfuros, compuestos volátiles de hidrógeno, sulfuros, nitruros y otros. Por ejemplo: P 2 O 5, PCL 3, P 2 S 3, PH 3 y otros.
2. Sustancias complejas: sales de todo tipo (medias, ácidas, básicas, dobles, complejas), ácidos. Ejemplo: H 3 PO 4, Na 3 PO 4, H 4 P 2 O 6, Ca(H 2 PO 4) 2, (NH 4) 2 HPO 4 y otros.
3. Compuestos orgánicos que contienen oxígeno: proteínas, fosfolípidos, ATP, ADN, ARN y otros.

La mayoría de los tipos de sustancias designados tienen un importante significado industrial y biológico. El uso de fósforo y sus compuestos es posible tanto con fines médicos como para la fabricación de artículos domésticos bastante comunes.

Conexiones a metales

Los compuestos binarios de fósforo con metales y no metales menos electronegativos se denominan fosfuros. Se trata de sustancias parecidas a las sales que son extremadamente inestables cuando se exponen a diversos agentes. Incluso el agua corriente provoca una rápida descomposición (hidrólisis).

Además, bajo la influencia de ácidos no concentrados, la sustancia también se descompone en los productos correspondientes. Por ejemplo, si hablamos de la hidrólisis del fosfuro de calcio, los productos serán hidróxido metálico y fosfina:

Ca 3 P 2 + 6H 2 O = 3Ca(OH) 2 + 2PH 3

Y sometiendo el fosfuro a descomposición bajo la acción de un ácido mineral, obtenemos la correspondiente sal y fosfina:

Ca 3 P 2 + 6HCL = 3CaCL 2 + 2PH 3

En general, el valor de los compuestos considerados radica precisamente en el hecho de que como resultado se forma un compuesto de hidrógeno y fósforo, cuyas propiedades se analizarán a continuación.

Volátiles a base de fósforo

Hay dos principales:

• fósforo blanco;
• fosfina

Ya hemos mencionado el primero arriba y dado las características. Dijeron que era humo blanco espeso, altamente venenoso, con un olor desagradable y que en condiciones normales se inflamaba automáticamente.

Pero ¿qué es la fosfina? Esta es la sustancia volátil más común y conocida, que incluye el elemento en cuestión. Es binario y el segundo participante es el hidrógeno. La fórmula del compuesto de hidrógeno del fósforo es PH 3, el nombre es fosfina.

Las propiedades de esta sustancia se pueden describir de la siguiente manera.

1. Gas volátil incoloro.
2. Muy venenoso.
3. Tiene olor a pescado podrido.
4. No interactúa con el agua y se disuelve muy mal en ella. Bien soluble en materia orgánica.
5. En condiciones normales es muy activo químicamente.
6. Se autoinflama en el aire.
7. Formado durante la descomposición de fosfuros metálicos.

Otro nombre es fosfano. A él se asocian historias de la antigüedad. Todo esto es algo que la gente veía a veces y que ahora se ve en cementerios y pantanos. Las luces en forma de bolas o de velas que aparecen aquí y allá dando la impresión de movimiento, eran consideradas de mal augurio y eran muy temidas por las personas supersticiosas. La causa de este fenómeno, según las opiniones modernas de algunos científicos, puede considerarse la combustión espontánea de fosfina, que se forma naturalmente durante la descomposición de residuos orgánicos, tanto vegetales como animales. El gas sale y, al entrar en contacto con el oxígeno del aire, se enciende. El color y el tamaño de la llama pueden variar. La mayoría de las veces se trata de luces brillantes de color verdoso.

Evidentemente, todos los compuestos volátiles de fósforo son sustancias tóxicas que pueden detectarse fácilmente por su olor acre y desagradable. Este signo ayuda a evitar intoxicaciones y consecuencias desagradables.

Compuestos con no metales

Si el fósforo se comporta como un agente reductor, entonces deberíamos hablar de compuestos binarios con no metales. La mayoría de las veces resultan ser más electronegativos. Así, podemos distinguir varios tipos de sustancias de este tipo:

• un compuesto de fósforo y azufre: sulfuro de fósforo P 2 S 3;
• cloruro de fósforo III, V;
• óxidos y anhídridos;
• bromuro y yoduro y otros.

La química del fósforo y sus compuestos es variada, por lo que es difícil identificar los más importantes. Si hablamos específicamente de sustancias que se forman a partir de fósforo y no metales, entonces los óxidos y cloruros de diferente composición son los de mayor importancia. Se utilizan en síntesis químicas como agentes de eliminación de agua, como catalizadores, etc.

Entonces, uno de los agentes secantes más poderosos es el más alto: P 2 O 5. Atrae el agua con tanta fuerza que, al entrar en contacto directo con ella, se produce una reacción violenta con un fuerte ruido. La sustancia en sí es una masa blanca parecida a la nieve, su estado de agregación es más cercano al amorfo.

Se sabe que la química orgánica supera con creces a la química inorgánica en términos de número de compuestos. Esto se explica por el fenómeno de la isomería y la capacidad de los átomos de carbono para formar cadenas de átomos de diferentes estructuras, cerrándose entre sí. Naturalmente, existe un cierto orden, es decir, una clasificación a la que está sujeta toda la química orgánica. Las clases de compuestos son diferentes, sin embargo, nos interesa uno en concreto, directamente relacionado con el elemento en cuestión. Es con fósforo. Éstas incluyen:

• coenzimas: NADP, ATP, FMN, fosfato de piridoxal y otros;
• proteínas;
• ácidos nucleicos, ya que el residuo de ácido fosfórico es parte del nucleótido;
• fosfolípidos y fosfoproteínas;
• enzimas y catalizadores.

El tipo de ion en el que participa el fósforo en la formación de la molécula de estos compuestos es el PO 4 3-, es decir, es el residuo ácido del ácido fosfórico. Algunas proteínas lo contienen en forma de átomo libre o ion simple.

Para el funcionamiento normal de todo organismo vivo, este elemento y los compuestos orgánicos que forma son sumamente importantes y necesarios. Después de todo, sin moléculas de proteínas es imposible construir una sola parte estructural del cuerpo. Y el ADN y el ARN son los principales portadores y transmisores de información hereditaria. En general, todas las conexiones deben estar presentes.

Aplicación del fósforo en la industria.

El uso del fósforo y sus compuestos en la industria se puede caracterizar en varios puntos.

1. Se utiliza en la producción de cerillas, compuestos explosivos, bombas incendiarias, algunos tipos de combustible y lubricantes.
2. Como absorbente de gases, y también en la fabricación de lámparas incandescentes.
3. Para proteger los metales de la corrosión.
4. En agricultura como fertilizantes del suelo.
5. Como ablandador de agua.
6. En síntesis químicas en la producción de diversas sustancias.

Su papel en los organismos vivos se reduce a participar en los procesos de formación del esmalte dental y los huesos. Participación en reacciones anabólicas y catabólicas, así como mantener la amortiguación del medio interno de la célula y los fluidos biológicos. Es la base para la síntesis de ADN, ARN y fosfolípidos.

Información general y métodos de obtención.

El fósforo (P) es un no metal. Descubierta en 1669 por Brand (Alemania), quien obtuvo una sustancia que brilla en la oscuridad. El nombre original era "fuego frío", el nombre posterior fue fósforo, del griego "phosph6ros" - luminífero.

Lavoisier estableció la naturaleza elemental del fósforo. En 1771, Schee-le propuso un método para obtener fósforo a partir de cenizas de huesos calcinándolas con carbón.

En la segunda mitad del siglo XIX. se organizó la producción industrial de fósforo a partir de fosforitas en hornos de retorta; a principios del siglo XX Fueron reemplazados por hornos eléctricos.

Los minerales más importantes que contienen fósforo son la apatita y la fosforita. El contenido de fósforo (en términos de P2O5) en las apatitas oscila entre el 20 y el 41%.

Las fosforitas son minerales de origen sedimentario, cuyo componente principal son los fosfatos de calcio; además, contienen numerosas inclusiones de cuarzo, calcita, glauconita, etc., así como sustancias orgánicas. El contenido de fósforo (en términos de P2O5) en las fosforitas es del 5 al 36%.

Actualmente, el fósforo se obtiene calcinando fosforitas o apatitas en hornos eléctricos con arena (Si0 2) y carbón (C) sin acceso al aire. Los vapores de fósforo liberados se condensan en un receptor bajo el agua.

Propiedades físicas

Características atómicas. Número atómico 15, masa atómica 30,973 a. comer. Volumen atómico 13,93-10_v m 3 /mol. Radio atómico 0,134 nm, radios iónicos P 6 +, P 3 +, P 3 - 0,035; 0,044; 0,186 nm respectivamente. Electronegatividad 2.1. La configuración de las capas electrónicas externas es 3s 2 3p 3. Valores de potencial de ionización/(eV): 10,55; 19,65; 30.16.

El fósforo rojo es una sustancia amorfa; color: de marrón a morado; Se forma cuando el fósforo blanco se calienta sin acceso de aire a 250-300 ° C durante varias horas. Cuando el fósforo rojo se calienta durante mucho tiempo por encima de los 450 °C, aparecen sus diversas formas cristalinas: triclina, cúbica, tetragonal, etc.

El fósforo negro se forma calentando fósforo blanco a 200-220 °C y una presión de 1,2-1,7 GPa. Esta transformación en presencia de mercurio y una pequeña cantidad de cristales de fósforo negro se realiza a presión normal y una temperatura de 370°C durante 8 días.

Hay formas amorfas y cristalinas de fósforo negro. Los cristales de fósforo negro tienen una red rómbica con parámetros: l = 0,331 nm, 6 = 0,438 nm, c = 1,050 nm. Hay 8 átomos en una celda unitaria.

La energía de la red cristalina es 315 μJ/kmol. La afinidad electrónica de los átomos es de 0,8 a 0,9 eV; energía de disociación molecular 5,0 eV. La sección transversal efectiva para la captura de neutrones térmicos es 19-10-30 mg.

Densidad. Fósforo blanco: la modificación a tiene una densidad p = = 1,828 Mg/m3, la modificación 6 1,880 Mg/m3. La densidad del amarillo es de 2.223 Mg/m3, el negro cristalino es de 2.702 Mg/m3, el negro amorfo es de 2.250 Mg/m3, el rojo es de 2.000 a 2.400 Mg/m3.

Propiedades químicas

El fósforo presenta estados de oxidación de +5, 4-3, -3. El equivalente electroquímico del fósforo con estado de oxidación +5 es 0,06421 mg/C.

Varias modificaciones del fósforo difieren marcadamente en la actividad química: blanco, rojo, negro (en orden decreciente de actividad).

El fósforo blanco finamente molido se enciende espontáneamente en el aire y se enciende en forma compacta cuando se calienta por encima de 50 °C.

A temperatura y humedad normales, el fósforo rojo reacciona lentamente con el vapor de agua y el oxígeno, pero grandes cantidades se encienden cuando se almacena en el aire.

El fósforo negro es más estable y puede procesarse de forma segura en el aire.

El fósforo no interactúa con el hidrógeno en condiciones normales, por lo que los compuestos de estos elementos se obtienen indirectamente, a saber: la acción de un ácido o agua sobre los fosfuros metálicos, hervir fósforo blanco con una solución de hidróxido de potasio, descomposición térmica de ácidos inferiores de fósforo, etc.

Se conocen los siguientes compuestos hidrogenados de fósforo: fosfina РН3, difosfina Р2Н4 e hidruros sólidos inferiores de fósforo, que corresponden a la fórmula general РгпН„. La fosfina es un fuerte agente reductor.

Los hidruros sólidos de fósforo inferior (PlnH) son polímeros y en muchos aspectos se parecen a los plásticos orgánicos y a los vidrios de fosfato.

El fósforo forma una serie de óxidos con el oxígeno.

El óxido de fósforo (V) P 205, o anhídrido fosfórico, es un polvo blanco higroscópico que se sublima a 360 °C y presión atmosférica. Cuando se expone a la luz, el P2O5 se ilumina en verde.

El anhídrido fosfórico reacciona con los metales para formar una mezcla de fosfatos y fosfuros; no reacciona con haluros distintos del flúor; deshidrata muchas sustancias orgánicas; reacciona con alcoholes, fenoles, éteres, alquilfosfatos, etc.; cuando se fusiona con óxidos básicos, forma fosfatos sólidos.

El óxido de fósforo (III) P 2 0 3, o anhídrido de fósforo, es un cristal blanco volátil, tóxico, soluble en disolventes orgánicos y se descompone espontáneamente durante el almacenamiento prolongado. Tiene fuertes propiedades reductoras, reacciona con cloro y bromo, formando oxihaluros.

El óxido de fósforo (IV), o tetróxido de fósforo P0 2 (P20 4), es un polímero (P0 2)", son cristales transparentes brillantes que se subliman por encima de los 780 ° C, se esparcen en el aire, absorben la humedad y se disuelven bien en agua.

El fósforo reacciona explosivamente con el flúor; en una atmósfera de cloro y bromo, el fósforo blanco se enciende con el frío; con fósforo rojo la reacción transcurre con calma; El fósforo blanco interactúa con el yodo cuando se enfría y el fósforo rojo cuando se calienta. Los haluros de fósforo son extremadamente reactivos; la actividad química disminuye de fluoruros a yoduros, y la fuerza disminuye de manera similar.

Cuando el fósforo se fusiona con el azufre por debajo de los 100 °C, se forman soluciones sólidas; por encima de 100 °C - sulfuros cristalinos P 4 S 3, P 4 S 5, P4S7, P 4 S, 0.

Cuando se mezcla óxido de fósforo (III) recién destilado P 4 0b con una cantidad calculada de azufre en una atmósfera de nitrógeno, se forman oxisulfuros de fósforo: P 2 0 3 S 2, P 2 0 2 S 3, P 4 0 4 S 3, P6O10S5. También se conocen sulfuros poliméricos cuya composición corresponde a la relación molar 0< Я/5 < 0,4.

El fósforo reacciona con el carbono en forma de vapor a altas temperaturas (por encima de 2000 °C).

Cuando el cloruro de fósforo (III) PC1 3 interactúa con el yodo acetileno y magnesio (C 2 Mg 2 l2), se forma un precipitado amorfo de carburo (PC 3) de color blanco amarillento, que no se disuelve en disolventes comunes y no se destruye con ácidos y álcalis, pero se enciende al menor calentamiento con liberación de carbono.

El vapor de fósforo reacciona con el nitrógeno en una descarga eléctrica, formando nitruros sólidos. Los nitruros puros son blancos, inertes a temperatura ambiente y no interactúan con agua, cloro, ácido clorhídrico y ácido sulfúrico diluido. Se descompone completamente con ácido sulfúrico concentrado hirviendo. Por encima de 500-700 °C, los nitruros de fósforo se disocian para formar nitrógeno y fósforo elemental.

Con los metales, así como con elementos más electropositivos (B, Si, As, etc.), el fósforo forma fosfuros, que reaccionan violentamente con el agua y los ácidos minerales.

Los fosfuros de metales del subgrupo del cobre son térmicamente inestables, no se disuelven en ácido nítrico incluso cuando se hierven y son semiconductores.

Los fosfuros de metales del subgrupo del zinc se descomponen fácilmente con agua y ácidos, se queman fácilmente en una corriente de oxígeno, el hidrógeno seco no los afecta, el flúor ya actúa a temperatura ambiente y el cloro, el bromo y el yodo solo cuando se calientan.

Los fosfuros de metales de transición, así como los lantánidos y actínidos, tienen propiedades físicas cercanas a los semiconductores (VP, NbP, TaP, CrP, MoP, WP, MnP) o a los metales (TiP, ZrP, HtP). Químicamente, son relativamente estables; su resistencia química disminuye al disminuir el contenido de fósforo. Los fosfuros de no metales y los llamados semimetales son compuestos covalentes que son dieléctricos o semiconductores. Los fosfuros de elementos del subgrupo del boro reducen la actividad química de BP a InP y TeP no se forma en absoluto en condiciones normales.

Los fosfuros de elementos del grupo IV (Si, Ge, Sn, Pb) y del grupo V de la tabla periódica (As, Sb) son químicamente inestables.

Con silicio, el fósforo forma Si 2 P y SiP, con germanio GeP, con estaño Sn 4 P 3 y SnP 4, con plomo Pb 3 P 2, con arsénico AsP, con antimonio SbP. No se forman fosfuros de bismuto.

¡Al calentar fósforo en vapor de HC! Se forma fosfina PH 3, en los productos de la interacción del fósforo con HBr, se aísla bromuro de fosfonio PH 4 Br, con HI - fósforo dinodnd P 2 1 4 y yoduro de fosfonio PH 4 1.

Cuando el fósforo se calienta con soluciones acuosas de álcalis fuertes, se forma fosfina PH 3.

El fósforo no interactúa con el agua, pero a temperaturas de 600-900 °C bajo presión y en presencia de catalizadores (Pt, Ti, Zr, Cu) se forman ácido fosfórico H 3 P0 4 e hidrógeno.

El fósforo blanco se oxida fácilmente mediante soluciones acuosas de sales metálicas que tienen un potencial redox bajo (Cu, Ag, Au, Pb, etc.); El fósforo rojo y negro no se oxidan.

Según su estructura, los compuestos organofosforados se pueden dividir en ácidos carboxílicos que contienen fósforo y sus derivados (ésteres, amidas, etc.), así como fosfinas, sus derivados y sustancias afines. En todos estos compuestos existe una conexión directa entre el fósforo y el carbono.

Áreas de uso

El fósforo elemental se utiliza en asuntos militares, en la industria de las cerillas, para la producción de ácido fosfórico térmico, polifosfatos, cloruros, sulfuros, fosfuros y otros compuestos.

En metalurgia, el fósforo se utiliza para alear aceros (acero automático hasta 0,15% P, acero inoxidable hasta 0,3% P, etc.),

hierro fundido (hierro fundido con fósforo hasta 0,8% P). La aleación cobre - fósforo magnesio (hasta 1,4% P) tiene una alta conductividad eléctrica y se ablanda ligeramente cuando se calienta; una aleación industrial de cobre con fósforo (7% P) se caracteriza por su superplasticidad en el rango de temperatura de deformación (400-600 °C); como soldadura se utilizan muchas aleaciones que contienen fósforo; en lugar de ferrografito, bronce-grafito y bronce, se utilizan aleaciones sinterizadas antifricción que contienen fósforo (hasta 2% P), que tienen alta resistencia mecánica, resistencia al desgaste y portabilidad; las aleaciones de fricción sinterizadas (hasta 1% P) se utilizan para crear materiales magnéticos blandos, núcleos magnéticos y otros productos; las aleaciones que contienen fósforo se aplican en forma de recubrimientos para proteger los materiales del desgaste y la corrosión; Las películas hechas de aleaciones Co-P, Ni-P, Co-Fe-P, Co-W-P son ferromagnéticas y se utilizan para crear elementos de memoria en las computadoras.

Se introduce fósforo en la composición de algunos bronces (bronce fosforado - 0,5-1,2% P), aumentando su fluidez y resistencia a la abrasión.

El tratamiento superficial de los productos de acero (fosfatado) los protege de la corrosión.

El fósforo se utiliza como agente desoxidante en la producción de aleaciones de metales no ferrosos (hasta 1% P), lo que aumenta su resistencia al calor (fechral, ​​​​chromal, etc.).

El fósforo también se utiliza para producir semiconductores: los fosfuros de galio e indio se añaden a otros semiconductores en pequeñas cantidades como aditivo necesario.

El ácido fosfórico se utiliza para la producción de fertilizantes fosfatados concentrados (superfosfato doble, precipitado, nitrofoska, nitrofos, etc.). reactivos.

Los fosfatos de amonio se utilizan para impregnar telas, plástico y madera para darles propiedades resistentes al fuego; Fosfatos Fe, Na, K, Ca: componentes de fluidos de perforación, pastas de dientes; Foefash Ca y amonio se utilizan para la producción de esmaltes y en la industria farmacéutica.

Los megafosfatos se utilizan industrialmente para ablandar el agua y reducir su corrosividad, para eliminar las incrustaciones en las calderas de vapor y se incluyen en algunos detergentes.

Los polifosfatos se utilizan en la producción de detergentes sintéticos.

Los fosfuros tienen los siguientes campos de aplicación: Fosfuro de boro, para p.ej. sensores. etc. de Hall, dispositivos semiconductores, receptores de radiación IR, fluidos de trabajo de generadores cuánticos; fosfuro de cobre - para soldar laauni: fosfuro de níquel - para crear revestimientos resistentes al desgaste en piezas de máquinas.

El óxido de fósforo (V) P 2 O h se utiliza como agente secante para la deshidratación en la producción de resinas ácidas metálicas.

Los cloruros de fósforo han encontrado un uso industrial generalizado en la producción de tintes, insecticidas, fármacos, tensioactivos y como agente clorante eficaz.

Las áreas de aplicación de los sulfuros de fósforo son la producción de reactivos de flotación, aditivos anticorrosivos para aceites y combustibles, insecticidas organofosforados (tiofos, karbofos, etc.). Compuestos organofosforados (barnices y adhesivos resistentes al calor y al fuego) para modificar polímeros y producir caucho inorgánico.

La industria nuclear utiliza compuestos complejos de fósforo para extraer elementos raros y transuránicos de los minerales.

El fósforo rojo, también llamado fósforo violeta, es una modificación termodinámicamente más estable del fósforo elemental. Fue obtenido por primera vez en 1847 en Suecia por el químico austriaco A. Schrötter calentando fósforo blanco a 500 °C en una atmósfera de monóxido de carbono (CO) en una ampolla de vidrio sellada.

El fósforo rojo tiene la fórmula P n y es un polímero con una estructura compleja. Dependiendo del método de producción y del grado de trituración, el fósforo rojo tiene tonos que van del rojo púrpura al violeta y, en estado fundido, tiene un brillo metálico de color púrpura oscuro con un tinte cobrizo. La actividad química del fósforo rojo es significativamente menor que la del fósforo blanco; se caracteriza por una solubilidad excepcionalmente baja. El fósforo rojo sólo se puede disolver en determinados metales fundidos (plomo y bismuto), que a veces se utiliza para obtener cristales de gran tamaño. Por ejemplo, el físico-químico alemán I.V. Hittorf fue el primero en obtener en 1865 cristales perfectamente construidos pero pequeños (fósforo de Hittorf). El fósforo rojo no se enciende espontáneamente en el aire, hasta una temperatura de 240-250 ° C (cuando se transforma en una forma blanca durante la sublimación), pero se enciende espontáneamente por fricción o impacto y carece por completo del fenómeno de quimioluminiscencia. Insoluble en agua, así como en benceno, disulfuro de carbono y otros, soluble en tribromuro de fósforo. A la temperatura de sublimación, el fósforo rojo se convierte en vapor y, al enfriarse, se produce principalmente fósforo blanco.

Su toxicidad es miles de veces menor que la del blanco, por lo que se usa mucho más, por ejemplo, en la producción de cerillas (la superficie de fricción de las cajas está recubierta con una composición a base de fósforo rojo). La densidad del fósforo rojo también es mayor, alcanzando los 2400 kg/m³ en forma fundida. Cuando se almacena en el aire, el fósforo rojo en presencia de humedad se oxida gradualmente, formando un óxido higroscópico, absorbe agua y se humedece (“empapado”), formando ácido fosfórico viscoso; por lo tanto se guarda en un recipiente hermético. Cuando se “remojan”, se lavan con agua para eliminar los ácidos fosfóricos residuales, se secan y se utilizan para el fin previsto.

fósforo negro

El fósforo negro es la forma de fósforo elemental más termodinámicamente estable y químicamente menos activa. El fósforo negro fue obtenido por primera vez en 1914 por el físico estadounidense P. W. Bridgman a partir de fósforo blanco en forma de cristales negros brillantes con una alta densidad (2690 kg/m³). Para realizar la síntesis de fósforo negro, Bridgman utilizó una presión de 2 × 10 9 Pa (20 mil atmósferas) y una temperatura de unos 200 ° C. El comienzo de la rápida transición se encuentra en la región de 13.000 atmósferas y una temperatura de aproximadamente 230 °C.

El fósforo negro es una sustancia negra con brillo metálico, grasosa al tacto y muy similar al grafito, y sin ninguna solubilidad en agua ni en disolventes orgánicos. El fósforo negro sólo puede encenderse calentándolo primero fuertemente en una atmósfera de oxígeno puro a 400 °C. El fósforo negro conduce la electricidad y tiene propiedades semiconductoras. El punto de fusión del fósforo negro es de 1000 °C bajo una presión de 18 × 10 5 Pa.

El mensaje sobre el tema "Uso de fósforo" le informará brevemente en qué áreas se utiliza el fósforo y por qué.

Aplicaciones del fósforo

Fósforo es un elemento químico que se ubica en el grupo V de la tabla periódica de Mendeleev. Su fórmula química es R. El nombre del elemento proviene de la palabra griega “fósforos” y significa “luminífero”. Hay bastante en la corteza terrestre: entre el 0,08 y el 0,09% de la masa total de la corteza terrestre. También hay fósforo en el agua de mar. El elemento tiene una alta actividad química, por lo que no lo encontrarás en estado libre. Es capaz de formar 190 minerales. También se le llama elemento de la vida, ya que se encuentra en los tejidos animales, las plantas verdes, las proteínas, etc.

Uso de fósforo en medicina.

Hoy en día, el fósforo se utiliza para producir una clase de posibles agentes terapéuticos que tratan enfermedades de los tejidos blandos y los huesos acompañadas de trastornos del metabolismo del calcio: los biofosfonatos.

Cada elemento tiene su propio espectro de actividad. Son resistentes a la hidrólisis enzimática, tienen afinidad por los iones metálicos y forman agregados y complejos de quelatos insolubles y solubles.

El más común y utilizado es el etidronato. Es eficaz para los trastornos del metabolismo del calcio en el cuerpo. Se utiliza para la miositis osificante progresiva, la enfermedad de Paget, la osteoporosis, la osificación heterogénea y la osteólisis tumoral.

Aplicación del fósforo en la industria.

El ácido fosfórico se utiliza ampliamente. Se utiliza para la producción de fertilizantes combinados y fosfatados, que aumentan el rendimiento de los cultivos y dan a las plantas resistencia a las condiciones climáticas adversas y resistencia al invierno. Además, los fertilizantes tienen un efecto excelente en el suelo, favoreciendo la estructuración, cambiando la solubilidad de las sustancias contenidas en el suelo, el desarrollo de bacterias del suelo y suprimiendo la formación de sustancias orgánicas nocivas.

El ácido fosfórico también se utiliza en la industria alimentaria. Tiene buen sabor y, cuando se diluye, se agrega a mermeladas, limonadas y almíbares para mejorar el sabor. Las sales de ácido fosfórico tienen propiedades similares. Por ejemplo, los hidrogenofosfatos de calcio son un componente de los polvos para hornear y realzan el sabor del pan y los bollos.

A base de ácido ortofosfórico se producen tableros no combustibles de madera fosfórica, pinturas ignífugas y espumas no combustibles de fosfato. Las sales de ácido fosfórico protegen contra la radiación, ablandan el agua, eliminan las incrustaciones de las calderas y se incluyen en los detergentes.

Los compuestos organofosforados (plastificantes, extractantes, lubricantes, absorbentes) se utilizan en unidades de refrigeración y como aditivo para la pólvora. Los alquilfosfatos actúan como tensioactivos, anticongelantes, fertilizantes especiales y anticoagulantes de látex.

Las cerillas se fabrican con fósforo rojo. Junto con pegamento y vidrio triturado, se aplica a los lados de la caja de cerillas. El fosfuro de zinc (Zn 3 P 2) se utiliza para controlar los roedores. El fósforo blanco se utiliza para producir bombas incendiarias, proyectiles que producen humo, damas, granadas y cortinas de humo.

Uso del fósforo en la vida cotidiana.

En la vida cotidiana también estamos rodeados de cosas hechas de fósforo. Por ejemplo, platos, figuritas, jarrones y similares. Además, es un elemento importante que forma parte de los ácidos nucleicos, las proteínas y el tejido óseo. El fósforo es un elemento importante para la actividad muscular y mental. Tiene un efecto beneficioso sobre los riñones y el corazón. Se encuentra en el pan, pescado, carne, guisantes, frijoles, cebada perlada, avena y cebada, repollo, nueces, perejil, zanahorias, espinacas y ajo.

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