Бял фосфор: какво е, състав, приложения

Бял фосфоре алотропна форма на химичния елемент фосфор, обикновено представен с молекулната формула P₄. Въпреки че се нарича бял фосфор, цветът му напомня повече на восък или жълтеникав. Белият фосфор се третира като най-стабилната форма на фосфор, въпреки че не е най-термодинамично стабилният.

Белият фосфор има малко директни употреби в промишлеността, като обикновено се превръща в червения алотроп, който има по-директни употреби и е по-малко токсичен. Въпреки това, белият фосфор се използва във военни конфликти като агент, причиняващ дим, за осветление и също да създават пожари, тъй като белият фосфор се запалва при контакт с въздух и при температури малко по-високи от 30 °C.

Прочетете също: Какви са алотропните форми на сярата?

Теми в тази статия

• 1 - Резюме на белия фосфор
• 2 - Какво е бял фосфор?
• 3 - Състав на бял фосфор
• 4 - За какво се използва белият фосфор?
• 5 - Използване на бял фосфор във война
  • → Бяла фосфорна бомба
  • → Ефекти от излагане на бял фосфор
• 6 - Разлики между бял фосфор и червен фосфор

Обобщение на белия фосфор

• Белият фосфор е алотропна форма на фосфора, представена с формулата P_4.
• Има жълтеникав цвят, близък до цвета на восъка.
• Може да се произвежда от фосфатни скали, пясък и кокс при високи температури.
• Той е много слабо разтворим във вода и се запалва при температури малко над 30°C.
• Не се използва широко в промишлеността, но е основната елементарна форма на произвеждания фосфор.
• Използва се в конфликти и войни като агент, който причинява дим, пожари и за осветление.
• Той има по-директни приложения от белия фосфор и също е по-малко токсичен от него.

Какво е бял фосфор?

Бял фосфор е една от 12-те съществуващи алотропни форми химичен елемент фосфор, обикновено представен като P₄.

В древни времена урината е била единственият известен източник на елемента фосфор и следователно всички изследвания на този елемент се позовават на производството от урина. Фосфорът, произведен в този процес, имаше бял (или жълтеникав, подобен на восък) цвят, причинявайки че белият фосфор е първата алотропна форма на този елемент, което също го прави по-голям слава.

отзад, През втората половина на 19-ти век е открито, че бял фосфор може да бъде произведен чрез нагряване на фосфатни скали, с пясък и кокс. Този метод е подобрен за модерния начин за производство на бял фосфор, който се състои в използването на a електрическа пещ (която достига температури в диапазона от 1400 до 1500 °C) за нагряване на фосфатна скала (Тук₃(ПРАХ₄)₂), пясък (силициев диоксид, SiO₂) и кокс (въглерод).

2Ca₃(ПРАХ₄)₂ + 6 SiO₂ + 10 C → P₄ + 6 CaSiO₃ + 10 CO

Фосфорните пари се кондензират, образувайки восъчно твърдо вещество, което е неразтворимо във вода.

Не спирай сега... Има още след рекламата ;)

Състав на бял фосфор

Бял фосфор е конвенционално най-стабилната форма на фосфор, въпреки че всъщност е метастабилен (нагряването му води до термодинамично по-стабилни алотропни форми, червено и черно).

Появява се в кристална форма като P молекули₄ тетраедър с P─P връзки с дължина, равна на 221 pm. Разтворим е в бензен, PCl₃ и C.S.₂, много слабо разтворим във вода. Всъщност белият фосфор се съхранява във вода, за да се предотврати окисляването му.

Основни алотропни форми на фосфора: бял, червен и черен.

Във влажен въздух той претърпява хемилуминесцентно окисление, излъчвайки зелена светлина и бавно се трансформира в P₄О₈ и на₃.

За какво е полезен белият фосфор?

Бял фосфор има широко приложение във военната индустрия, като димогенератор и за пълнене на снаряди и гранати.

В промишлеността като цяло той се произвежда като елементарен фосфор от фосфатни скали, за да се превърне след това в червен фосфор, друга алотропна форма, която има различно химично поведение. Червеният фосфор има по-широко общо приложение, като се използва за производство на кибритени клечки, алуминиев фосфид, забавители на горенето и за пиротехнически цели. Белият фосфор също е основният начин за производство на съединения с по-висока чистота, които могат да съдържат фосфор. Той също така произвежда PCl₃, чрез реакция с Cl₂.

Вижте също: В крайна сметка кибритът в кутийката ли е или на клечката?

Използване на бял фосфор във войната

Белият фосфор в крайна сметка се използва за военни цели, поради самозапалването му при ниски температури: над 50 °C (някои автори казват над 34 °C), при контакт с въздух белият фосфор се запалва, произвеждайки фосфорен пентоксид (П₄О₁₀).

→ Бяла фосфорна бомба

Белият фосфор се запалва при ниски температури. Ето защо, използването на бял фосфор като запалително оръжие е обичайно при конфликти. Използването му не се основава на смъртоносност, а по-скоро за създаване на огън, осветление или дори димна завеса за подпомагане на бягството или отстъплението на войските. Образуването на дим възниква, когато температурата е достатъчно висока по отношение на началната температура на самозапалване на алотропната форма.

Бомба с бял фосфор, използвана през 1966 г. по време на войната във Виетнам.

Тъй като съществуват гореспоменатите употреби на бял фосфор (осветление, димна завеса и насърчаване на пожар), международните конвенции не забраняват използването му в конфликти. Конвенцията на ООН за химическите оръжия (CWC) не го счита за химическо оръжие. Единственият проблем е, че ако се използва за подпалване на хора директно срещу цивилни цели, белият фосфор може да наруши Протокол III от Конвенцията за някои конвенционални оръжия (CCCW). Този факт обаче трябва да се докаже с проверка от компетентните органи.

→ Ефекти от излагане на бял фосфор

Веднъж запален, огънят от бял фосфор е труден за гасене. Прилепва много лесно към кожата и дрехите, причинявайки значителни изгаряния. Освен това, дори след първоначално третиране, белият фосфор може да се възпламени отново, ако все още е в контакт с въздуха. Следователно премахването на всякакви следи от фосфор от раните е от съществено значение.

В началото измиването с вода и солеви разтвори е от съществено значение, тъй като това може не само да намали температура, както и спиране на горенето и отстраняване на всякакви следи от разредена фосфорна киселина, която може да има е образувано. Усвояването на фосфор от изгаряне може да генерира отклонения в нивата на калций и фосфор в организма, които могат бързо да генерират хипокалцемия и хиперфосфатемия, което може да е причина за фатална сърдечна аритмия.

Димът е изключително дразнещ за лигавиците, където се свързва с вода, за да образува фосфорна киселина. Вдишването на дим от бял фосфор причинява дразнене на дихателните пътища, предизвикващо кашлица, главоболие и забавен белодробен оток.

Белият фосфор е много токсичен за хората и бързо се абсорбира в кръвта и черния дроб. Поглъщането на 100 mg може да бъде фатално поради чернодробна недостатъчност. Бавното, продължително излагане на малки количества също води до ужасни последици. Най-често срещаното състояние е мач челюст, което засегна няколко работници във фабрики за фосфор в края на 19 век и началото на 20 век.

Разлики между бял фосфор и червен фосфор

Бял и червен фосфор са различни алотропни форми на химичния елемент фосфор, и двамата представлявани от П₄.

Червеният фосфор може да се получи от бял фосфор чрез нагряване в инертна атмосфера при температура от порядъка на 540 K (267 °C). За първи път е получен от Антон фон Шотер през 1845 г.

Има няколко кристални форми на червения фосфор. Един от тях е Hittorf (известен още като виолетов фосфор), който се състои от дълга и сложна фосфорна верига.

Червеният фосфор е с по-малка плътност от белия, има по-висока точка на топене и е по-малко реактивен. Освен това червеният фосфор също не се счита за токсичен, което го прави по-лесен и безопасен за работа.

Източници

ЧОУ, Т.-Д.; LEE, T.-W.; CHEN, S.-L.; TUNG, Y.-M.; DAI, N.-T.; CHEN, S.-G.; LEE, C.-H.; ЧЕН, Т.-М.; WANG, H.-J. Управление на изгаряния с бял фосфор. Изгаряния, н. 27, стр. 492-497, 2001.

HOUSECROFT, C. И.; ШАРП, А. Ж. Неорганична химия. 2. изд. Pearson Education Limited: Лондон, 2005 г.

Кели, П. Е. Фосфор: неорганична химия. в: Енциклопедия по неорганична химия. 2. изд. Wiley: Ню Джърси, 2005 г.

СВЕТОВНА ЗДРАВНА ОРГАНИЗАЦИЯ. Бял фосфор. Световна здравна организация, 20 окт. 2023. Достъпен в: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/white-phosphorus.

Искате ли да цитирате този текст в училищна или академична работа? Виж:

NOVAIS, Стефано Араухо. "Бял фосфор"; Бразилско училище. Достъпен в: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fosforo-branco.htm. Достъп на 9 ноември 2023 г.