فسفر (p) نافلز واکنش پذیر چند ظرفیتی گروه نیتروژن با عدد اتمی 15 میباشد که هادی ضعیف گرما و الکتریسیته به شمار می‌آید. فسفر جامد خالص بی رنگ و شفاف یا سفیدرنگ است که به سرعت در هوا سوخته و تبدیل به پنتا اکسید فسفر می گردد. اما هیچگاه به صورت طبیعی تنها و بدون ترکیب با عناصر دیگر یافت نمی شود.این عنصر در آب قابل حل نیست ولی در دی سولفید کربن حل می شود و هنگام ترکیب با اکسیژن نور کمی از خود ساطع میکند.
فسفر چیست؟
فسفر معمولا به شکل یک ماده جامد و موم مانند سفید رنگ است که بوی نامطبوعی دارد. فسفر یکی از اعضای نافلز چند ظرفیتی گروه نیتروژن میباشد. این عنصر به چندین شکل آلوتروپی در طبیعت یافت شده‌است و یکی از عناصر حیاتی برای زندگی ارگانیسم‌های طبیعی (ترکیب موجودات زنده) میباشد. چندین شکل فسفر وجود دارند که عبارت اند از:فسفر سفید، قرمز، فسفر بنفش و فسفرسیاه؛ اگر چه رنگ‌های آنها تا حد زیادی به نظر می‌رسد تفاوت کمی با هم داشته باشد.
منابع فسفر چیست؟
فسفر از عناصر حیاتی موجودات زنده بوده و معمولا در صخره ها و کانی های فسفاتی غیر ارگانیک و همچنین در تمام سلولهای زنده یافت میشود. فسفر به صورت آزاد در طبیعت یافت نمیشود. اما کانی‌های فسفات دار زیادی وجود دارند که کانی آپاتیت بیشترین ذخیرهٔ استخراج شدهٔ معدنی فسفر را داراست.
مناطق مهم و عمده استخراج معدنی این ماده روسیه، مراکش، تانزانیا، توگو هستند. فسفرهای چندشکلی سفید می توانند به شیوه های گوناگونی تهیه شوند. تری کلسیم فسفات گرفته شده از صخره های فسفاتی در مجاورت کربن و سیلیکا در کوره های سوختی یا برقی حرارت داده می شود که عناصر فسفری به صورت بخار آزاد شده و به صورت اسید فسفریک جمع آوری می شوند.امروزه برای تولید فسفر از سنگ های فسفاته و کُک و ماسه بهره می‌گیرند.
خواص فسفر چیست؟
- نام : فسفر | Phosphorus
- عدد اتمی: 15
- چگالی: 1.82 g/cm3
- نقطه ذوب: 44.1 °C
- نقطهٔ جوش: 280 °C
- شعاع اتمی: 1.28 آنگستروم
انواع فسفر چیست؟
عبارت اند از: فسفر سفید (یا زرد)، قرمز، فسفر بنفش و سیاه که متداول ترین آنها فسفر قرمز و سفید میباشد.
فسفر سفید
سم مهلکی است که به شکل صنعتی تولید میشود و از گروه چهار اتمی های چهار وجهی میباشد. این فسفر فعال که حالتی پلاستیکی و مومی دارد در تاریکی می‌تابد و زمانی که در معرض هوا قرار می گیرد بی‌اختیار شعله‌ور شده و می سوزد. بنابراین ذخایر آن زیر آب یافت میشود. این فسفر در مجاورت با گرما یا نور به فسفر قرمز تبدیل میشود و دو حالت آلفا و بتا دارد که با انتقال دمای مشخصی از یکدیگر تفکیک میشوند.
این عنصر به عنوان مهمات در ارتش به کار می رود. فسفر سفید بسیار فعال است و در مقابل هوای گرم به طور خود به خودی دچار احتراق میشود (میسوزد).
فسفر قرمز
فسفر قرمز که مانند فسفر سفید از گروه چهار اتمی های چهار وجهی میباشد پایدارتر بوده، سمی و آتش‌گیر نیست و و به خاطر تغییرات اندک در ساختار شیمیایی اش از رنگ نارنجی تا ارغوانی می تواند تغییر داشته باشد. این فسفر از تماس و یا گرمای مالشی میسوزد و در کربن دی سولفید حل نمیشود. واکنش پذیری آن از از فسفر سفید کم‌تر است و بیشتر از فسفر سفید کاربرد دارد. به منظور تهیهٔ فسفر سرخ، فسفر سفید را در ظروف سربسته حرارتی حدود 300 درجه سانتیگراد میدهند.
فسفر سرخ در تهیه فسفریک اسید و ترکیب‌های فسفر، نیمه رساناها، کبریت بی خطر، کود شیمیایی، برنز فسفردار، در صنایع و در لوازم آتش بازی کاربرد دارد.
فسفر سیاه
فسفر سیاه(پلیمری) که پایدارترین نوع از این عنصر به شمار می‌آید در زیر فشار بالا ساخته میشود. این شکل از فسفر شبیه به گرافیت بوده و مانند گرافیت توانایی هدایت الکتریکی دارد. در این نوع فسفر اتمها در یک صفحه شش وجهی چیده شده و هادی جریان الکتریسیته هستند.
فسفر بنفش
فسفر بنفش با حرارت دادن و تبلور فسفر قرمز به روش خاصی تولید میشود. شکل این نوع فسفر به صورت لوله‌هایی پنج‌وجهی است.
کاربردهای فسفر چیست؟
کاربردهای فسفر به شرح زیر است:
کشاورزی
- به عنوان کود، حشره کش و سموم دفع آفات اسید فسفریک غلیظ شده نقش مهمی ایفا میکند.
- آمونیوم فسفات ترکیب اصلی کودهای با نیتروژن بالاست. از سنگ فسفات برای کاهش اسیدیته بالای خاک استفاده میشود.
- این عنصر برای کارکرد صحیح بدن انسان و همچنین رشد گیاهان ضروری است.
کاربردهای نظامی
- به منظور ساخت بمب‌های آتش زا و دودزا، پرده پوشش دود برای استتار یگان‌های خودی، گلوله های رسام و مواد اتش زا استفاده میشود.
صنایع غذایی
- مونو کلسیم فسفات در بکینگ پودر مصرف دارد استفاده میشود.
- اسید فسفریک در نوشیدنی‌های گازدار و مونوکلسیم فسفات برای تهیه لیموناد استفاده میشود. همچنین یک بافر ایده‌آل محسوب می شود.
- این عنصر برای کارکرد صحیح بدن انسان و همچنین رشد گیاهان ضروری است.
کاربردهای دیگر
- به منظور تولید فلزات برنز، فسفات و دیگر فلزات استیل و سفید کاری آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیومی کاربرد دارد.
- تری سدیم فسفات در ماده های تصفیه کننده برای شیرین کردن و نرم کردن آب و همچنین جلوگیری از فرسایش لوله ها به کار می رود.
- فسفر به عنوان پیشگیرنده شعله در منسوجات، مواد پلاستیکی و درزگیر‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- شیشه‌های خاص برای لامپ سدیم، تلویزیون و مانیتورهای کامپیوتر
- خمیر دندان، مواد شوینده و پاک کننده استفاده میشوند.
- در ساخت سر چوب کبریتهای بی خطر
- فسفات کلسیم برای تولید ظروف چینی مرغوب به کار میرود.
اهمیت فسفر در بدن
استخوان‌ها و دندان‌ها در بدن سرشار از فسفر هستند. سلول‌ها و بافتهای دیگر نیز دارای مقادیری از فسفر هستند. این عنصر در کلیه‌ها از نظیر تصفیه دارای اهمیت بوده و همچنین به تعادل اسید-باز درخون کمک میکند. فسفر جریان انرژی در بدن را تنظیم کرده باعث کاهش خستگی میشود.
بدن به منظور نگهداری و ترمیم بافت‌ها و یاخته‌های بدن و جذب ویتامین‌ها و مواد معدنی نیاز به فسفر دارد. فسفات‌ها نیز قسمتی از مواد تشکیل دهنده DNA و RNA را تشکیل میدهند و نقش مهمی برای پروتوپلاسمهای سلولی و بافتهای عصبی دارا می باشند. فسفر نقش حیاتی در سنتز پروتئین‌ها، چربی‌ها و کربوهیدرات‌ها ایفا میکند. همچنین برای حفظ تعادل مایعات و الکترولیت در بدن لازم است.
خطرات محیط زیستی
ورود فسفر به آب موجب رشد سریع جلبک‌ها شده و موجب افزایش میزان مواد مغذی در اکوسیستم میگردد که تبعات منفی برای محیط زیست خواهد داشت. از جمله رشد سریع گیاهان و از بین رفتن آنها و به تبع آن، فقدان اکسیژن و کاهش کیفیت آب را در پی خواهد داشت. روش حذف این عنصر از آب واکنش با ترکیباتی همچون فریک کلرید، فریک سولفات و آلومینیوم سولفات یا آلومینیوم کلروهیدرات می باشد. همچنین آلودگی فسفاتی موجود در خاک در صورت گرما دیدن، گازهای بسیار سمی که حاوی اکسیدهای فسفر هستند از خود ساطع می کند.
موارد احتیاط فسفر چیست؟
مصرف روزانه بیش از ۱ گرم فسفر می‌تواند باعث مسمومیت شده و منجر به اسهال و سختی اعضا و بافت نرم شده و توانایی جذب آهن، کلسیم، منیزیوم و روی را توسط بدن کاهش دهد. پایین بودن نسبت کلسیم به فسفر موجب شکنندگی استخوان یا مشکلات لثه و دندان‌ها و همچنین باعث افزایش خطر فشار خون بالا و سرطان کولورکتال میشود. فسفر سفید می‌تواند باعث سوختگی مزمن پوست شود.
فسفر سفید ممکن است موجب آسیب به کبد، قلب و کلیه و مرگ شود.همچنین استرهای فسفاتی برای سیستم عصبی سمی هست اما فسفات های معدنی و کانی معمولاً غیر سمی می باشند.
لینک های مرتبط :
