Bílý fosfor: co to je, složení, aplikace

Bílý fosforje alotropní forma chemického prvku fosfor, běžně reprezentovaný molekulárním vzorcem P₄. Přestože se mu říká bílý fosfor, jeho barva připomíná spíše vosk nebo nažloutlou. Bílý fosfor je považován za nejstabilnější formu fosforu, i když není termodynamicky nejstabilnější.

Bílý fosfor má málo přímých použití v průmyslu, je obecně přeměněn na červený allotrop, který má přímější použití a je méně toxický. Bílý fosfor se však používá ve vojenských konfliktech jako činidlo způsobující kouř, pro osvětlení a také k vytváření požárů, protože bílý fosfor se vznítí při kontaktu se vzduchem a při teplotách mírně vyšších než 30 °C.

Přečtěte si také: Jaké jsou alotropní formy síry?

Témata v tomto článku

• 1 - Shrnutí bílého fosforu
• 2 - Co je bílý fosfor?
• 3 - Složení bílého fosforu
• 4 - K čemu se používá bílý fosfor?
• 5 - Použití bílého fosforu ve válce
  • → Bomba s bílým fosforem
  • → Účinky expozice bílému fosforu
• 6 - Rozdíly mezi bílým fosforem a červeným fosforem

Shrnutí bílého fosforu

• Bílý fosfor je alotropní forma fosforu, reprezentovaná vzorcem P_4.
• Má nažloutlou barvu, blízkou barvě vosku.
• Lze jej vyrábět z fosfátových hornin, písku a koksu při vysokých teplotách.
• Je velmi špatně rozpustný ve vodě a vznítí se při teplotách těsně nad 30°C.
• V průmyslu není široce používán, ale je hlavní elementární formou produkovaného fosforu.
• Používá se v konfliktech a válkách jako prostředek způsobující kouř, požáry a pro osvětlení.
• Má přímější použití než bílý fosfor a je také méně toxický než on.

Co je bílý fosfor?

Bílý fosfor je jednou z 12 alotropních forem, které existují chemický prvek fosfor, běžně zastupovaný jako P₄.

Ve starověku byla moč jediným známým zdrojem prvku fosfor a proto všechny studie o tomto prvku odkazovaly na produkci z moči. Fosfor vyrobený v tomto procesu měl bílou (nebo nažloutlou, voskovitou) barvu, což způsobuje že bílý fosfor byl první alotropní formou tohoto prvku, která ho také zvýšila sláva.

zezadu, V druhé polovině 19. století bylo zjištěno, že bílý fosfor lze vyrábět zahříváním fosfátových hornins pískem a koksem. Tato metoda byla vylepšena pro moderní způsob výroby bílého fosforu, který spočívá v použití a elektrická pec (která dosahuje teplot v rozmezí 1 400 až 1 500 °C) pro ohřev fosfátové horniny (Tady₃(PRACH₄)₂), písek (oxid křemičitý, SiO₂) a koks (uhlík).

2Ca₃(PRACH₄)₂ + 6 SiO₂ + 10 C → P₄ + 6 CaSiO₃ + 10 CO

Páry fosforu kondenzují a tvoří voskovou pevnou látku, která je nerozpustná ve vodě.

Nepřestávej teď... Po reklamě je toho víc ;)

Složení bílého fosforu

Bílý fosfor je obvykle nejstabilnější formou fosforu, i když je ve skutečnosti metastabilní (jeho zahřívání vede k termodynamicky stabilnějším alotropním formám, červené a černé).

Objevuje se v krystalické formě jako molekuly P₄ čtyřstěnný s P─P vazbami o délce rovné 221 pm. Je rozpustný v benzenu, PCl₃ a C.S.₂, velmi málo rozpustný ve vodě. Ve skutečnosti je bílý fosfor uložen ve vodě, aby se zabránilo jeho oxidaci.

Hlavní alotropní formy fosforu: bílý, červený a černý.

Ve vlhkém vzduchu prochází chemiluminiscenční oxidací, vydává zelenou záři a pomalu se přeměňuje na P₄Ó₈ a₃.

K čemu je dobrý bílý fosfor?

Bílý fosfor má široké využití ve vojenském průmyslu, jako výrobce kouře a pro plnění projektilů a granátů.

V průmyslu se obecně vyrábí jako elementární fosfor z fosfátových hornin, aby se pak přeměnil na červený fosfor, další alotropní forma, která má odlišné chemické chování. Červený fosfor má širší obecné použití, používá se k výrobě zápalek, fosfidu hliníku, zpomalovačů hoření a pro pyrotechnické účely. Bílý fosfor je také hlavním způsobem výroby sloučenin vyšší čistoty, které mohou obsahovat fosfor. Vyrábí také PCl₃reakcí s Cl₂.

Viz také: Koneckonců, je zápas v krabici nebo na hokejce?

Použití bílého fosforu ve válce

Bílý fosfor se nakonec používá pro vojenské účely, a to kvůli jeho samovznícení při nízkých teplotách: nad 50 °C (někteří autoři uvádějí nad 34 °C), při kontaktu se vzduchem se vznítí bílý fosfor a vzniká oxid fosforečný (P₄Ó₁₀).

→ Bomba s bílým fosforem

Bílý fosfor se vznítí při nízkých teplotách. Proto, použití bílého fosforu jako zápalné zbraně je v konfliktech běžné. Jeho použití není založeno na smrtelnosti, ale spíše k vytvoření ohně, osvětlení nebo dokonce kouřové clony na pomoc při útěku nebo ústupu jednotek. K tvorbě kouře dochází, když je teplota dostatečně vysoká ve vztahu k teplotě počátku samovznícení alotropní formy.

Bomba s bílým fosforem byla použita v roce 1966, během války ve Vietnamu.

Protože existují již zmíněná použití bílého fosforu (osvětlení, kouřová clona a podpora ohně), mezinárodní úmluvy jeho použití v konfliktech nezakazují. Úmluva OSN o chemických zbraních (CWC) ji nepovažuje za chemickou zbraň. Jediným problémem je, že pokud by byl bílý fosfor použit k přímému zapalování lidí na civilní cíle, mohl by porušovat protokol III Úmluvy o některých konvenčních zbraních (CCCW). Tuto skutečnost by však bylo nutné prokázat šetřením ze strany příslušných orgánů.

→ Účinky expozice bílému fosforu

Jakmile se oheň bílého fosforu zapálí, je těžké ho uhasit. Velmi snadno přilne k pokožce a oděvu, což způsobuje výrazné popáleniny. Navíc i po počátečním ošetření se může bílý fosfor znovu vznítit, pokud je stále v kontaktu se vzduchem. Proto je nezbytné odstranit jakékoli stopy fosforu z ran.

Nejprve je nezbytné mytí vodou a solnými roztoky, protože to může nejen snížit teplota, stejně jako zastavení spalování a odstranění všech stop zředěné kyseliny fosforečné, které mohou mít byla vytvořena. Absorpce fosforu popálením může způsobit odchylky v hladinách vápníku a fosforu v těle, které mohou rychle vytvářet hypokalcémie a hyperfosfatémie, což může být příčinou fatální srdeční arytmie.

Kouř extrémně dráždí sliznice, kde se spojuje s vodou za vzniku kyseliny fosforečné. Vdechování kouře bílého fosforu způsobuje podráždění dýchacích cest, generování kašle, bolesti hlavy a opožděného plicního edému.

Bílý fosfor je pro člověka velmi toxický a rychle se vstřebává do krve a jater. Požití 100 mg může být smrtelné v důsledku selhání jater. Pomalé, dlouhodobé vystavení malým množstvím také způsobuje hrozné následky. Nejčastější stav je zápasová čelist, která na konci 19. a na počátku 20. století postihla několik dělníků ve fosforových továrnách.

Rozdíly mezi bílým fosforem a červeným fosforem

Bílý a červený fosfor jsou různé alotropní formy chemického prvku fosfor, oba zastoupeni P₄.

Červený fosfor lze získat z bílého fosforu zahříváním v inertní atmosféře na teplotu v rozmezí 540 K (267 °C). Poprvé jej získal Anton von Schötter v roce 1845.

Existuje několik krystalických forem červeného fosforu. Jedním z nich je Hittorf (také známý jako fialový fosfor), který se skládá z dlouhého a složitého fosforového řetězce.

Červený fosfor je méně hustý než bílý, má vyšší bod tání a je méně reaktivní. Kromě toho se červený fosfor také nepovažuje za toxický, což usnadňuje a usnadňuje manipulaci.

Prameny

CHOU, T.-D.; LEE, T.-W.; CHEN, S.-L.; TUNG, Y.-M.; DAI, N.-T.; CHEN, S.-G.; LEE, C.-H.; CHEN, T.-M.; WANG, H.-J. Řízení spalování bílého fosforu. popáleniny, n. 27, str. 492-497, 2001.

HOUSECROFT, C. A.; SHARPE, A. G. Anorganická chemie. 2. vyd. Pearson Education Limited: Londýn, 2005.

Kelly, P. F. Fosfor: Anorganická chemie. V: Encyklopedie anorganické chemie. 2. vyd. Wiley: New Jersey, 2005.

SVĚTOVÁ ZDRAVOTNICKÁ ORGANIZACE. Bílý fosfor. Světová zdravotnická organizace, 20. října. 2023. K dispozici v: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/white-phosphorus.

Chtěli byste odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:

NOVAIS, Stéfano Araújo. "Bílý fosfor"; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fosforo-branco.htm. Zpřístupněno 9. listopadu 2023.