Weißer Phosphor: Was es ist, Zusammensetzung, Anwendungen

Weißer Phosphorist eine allotrope Form des chemischen Elements Phosphor, üblicherweise dargestellt durch die Summenformel P₄. Obwohl er als weißer Phosphor bezeichnet wird, erinnert seine Farbe eher an Wachs oder ist gelblich. Weißer Phosphor gilt als die stabilste Form des Phosphors, obwohl er thermodynamisch nicht die stabilste ist.

Weißer Phosphor hat in der Industrie nur wenige direkte Verwendungszwecke und wird im Allgemeinen in den roten Allotrop umgewandelt, der direkter verwendet werden kann und weniger toxisch ist. Allerdings wird weißer Phosphor in militärischen Konflikten als Raucherzeuger, zur Beleuchtung und auch als Treibstoff eingesetzt zur Entstehung von Bränden, da sich weißer Phosphor bei Kontakt mit Luft und bei Temperaturen etwas über 30 °C entzündet °C.

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Themen in diesem Artikel

• 1 - Zusammenfassung von weißem Phosphor
• 2 - Was ist weißer Phosphor?
• 3 – Zusammensetzung von weißem Phosphor
• 4 - Wofür wird weißer Phosphor verwendet?
• 5 – Einsatz von weißem Phosphor im Krieg
  • → Weiße Phosphorbombe
  • → Auswirkungen der Exposition gegenüber weißem Phosphor
• 6 – Unterschiede zwischen weißem Phosphor und rotem Phosphor

Zusammenfassung des weißen Phosphors

• Weißer Phosphor ist eine allotrope Form von Phosphor, dargestellt durch die Formel P_4.
• Es hat eine gelbliche Farbe, die der Farbe von Wachs ähnelt.
• Es kann aus Phosphatgestein, Sand und Koks bei hohen Temperaturen hergestellt werden.
• Es ist in Wasser sehr schlecht löslich und entzündet sich bei Temperaturen knapp über 30°C.
• Es wird in der Industrie nicht häufig verwendet, ist jedoch die wichtigste elementare Form des produzierten Phosphors.
• Es wird in Konflikten und Kriegen als Rauch- und Feuerverursacher sowie zur Beleuchtung eingesetzt.
• Es hat direktere Verwendungsmöglichkeiten als weißer Phosphor und ist auch weniger toxisch als dieser.

Was ist weißer Phosphor?

Weißer Phosphor ist eine der 12 existierenden allotropen Formen chemisches Element Phosphor, allgemein dargestellt als P₄.

In der Antike war Urin die einzige bekannte Quelle für das Element Phosphor und daher bezogen sich alle Studien zu diesem Element auf die Produktion aus Urin. Der bei diesem Prozess erzeugte Phosphor hatte eine weiße (oder gelbliche, wachsartige) Farbe, die verursachte dass weißer Phosphor die erste allotrope Form dieses Elements war und es dadurch auch größer machte Ruhm.

Im Nachhinein, In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurde entdeckt, dass weißer Phosphor durch Erhitzen von Phosphatgesteinen hergestellt werden kann, mit Sand und Koks. Diese Methode wurde für die moderne Art der Herstellung von weißem Phosphor verbessert, die aus der Verwendung von a besteht Elektroofen (der Temperaturen im Bereich von 1.400 bis 1.500 °C erreicht) zum Erhitzen eines Phosphatgesteins (Hier₃(STAUB₄)₂), Sand (Kieselsäure, SiO₂) und Koks (Kohlenstoff).

2Ca₃(STAUB₄)₂ + 6 SiO₂ + 10 C → P₄ + 6 CaSiO₃ + 10 CO

Phosphordämpfe werden kondensiert und bilden einen wachsartigen Feststoff, der in Wasser unlöslich ist.

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Zusammensetzung von weißem Phosphor

Weißer Phosphor ist herkömmlicherweise die stabilste Form von Phosphor, obwohl es tatsächlich metastabil ist (sein Erhitzen führt zu den thermodynamisch stabileren allotropen Formen Rot und Schwarz).

Es liegt in kristalliner Form als P-Moleküle vor₄ tetraedrisch mit P-P-Bindungen mit einer Länge von 221 pm. Es ist in Benzol, PCl, löslich₃ und C.S.₂, sehr wenig wasserlöslich. Tatsächlich wird weißer Phosphor im Wasser gespeichert, um eine Oxidation zu verhindern.

Wichtigste allotrope Formen von Phosphor: weiß, rot und schwarz.

In feuchter Luft unterliegt es einer chemilumineszierenden Oxidation, die ein grünes Leuchten ausstrahlt und sich langsam in P umwandelt₄Ö₈ und das₃.

Wofür ist weißer Phosphor gut?

Weißer Phosphor findet breite Anwendung in der Militärindustrie, als Raucherzeuger und zum Befüllen von Geschossen und Granaten.

In der Industrie wird es im Allgemeinen als elementarer Phosphor aus Phosphatgesteinen hergestellt und anschließend in roten Phosphor umgewandelt, eine weitere allotrope Form, die ein anderes chemisches Verhalten aufweist. Roter Phosphor hat eine allgemeinere Anwendung und wird zur Herstellung von Streichhölzern, Aluminiumphosphid, Flammschutzmitteln und für pyrotechnische Zwecke verwendet. Weißer Phosphor ist auch die Hauptmethode zur Herstellung von Verbindungen mit höherer Reinheit, die Phosphor enthalten können. Es produziert auch PCl₃, durch Reaktion mit Cl₂.

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Einsatz von weißem Phosphor im Krieg

Weißer Phosphor wird schließlich für militärische Zwecke verwendet, da er sich bei niedrigen Temperaturen von über 50 °C selbst entzündet (einige Autoren sagen, über 34 °C) entzündet sich weißer Phosphor bei Kontakt mit Luft und es entsteht Phosphorpentoxid (P₄Ö₁₀).

→ Weiße Phosphorbombe

Weißer Phosphor entzündet sich bei niedrigen Temperaturen. Deshalb, Der Einsatz von weißem Phosphor als Brandwaffe ist in Konflikten weit verbreitet. Bei seinem Einsatz geht es nicht um Tödlichkeit, sondern um die Erzeugung eines Feuers, einer Beleuchtung oder sogar einer Nebelwand, um die Flucht oder den Rückzug von Truppen zu erleichtern. Rauchbildung tritt auf, wenn die Temperatur im Verhältnis zur Selbstentzündungstemperatur der allotropen Form ausreichend hoch ist.

Weiße Phosphorbombe, die 1966 während des Vietnamkrieges eingesetzt wurde.

Da es die oben genannten Verwendungszwecke von weißem Phosphor gibt (Beleuchtung, Rauchschutz und Feuerförderung), verbieten internationale Konventionen seinen Einsatz in Konflikten nicht. Das UN-Chemiewaffenübereinkommen (CWÜ) betrachtet es nicht als chemische Waffe. Das einzige Problem besteht darin, dass weißer Phosphor, wenn er dazu verwendet wird, Menschen direkt auf zivile Ziele in Brand zu setzen, gegen Protokoll III des Übereinkommens über bestimmte konventionelle Waffen (CCCW) verstoßen könnte. Dieser Sachverhalt müsste jedoch durch eine Untersuchung durch die zuständigen Stellen nachgewiesen werden.

→ Auswirkungen der Exposition gegenüber weißem Phosphor

Einmal entzündet, ist ein Feuer aus weißem Phosphor schwer zu löschen. Haftet sehr leicht auf Haut und Kleidung und sorgt so für einen angenehmen Tragekomfort erhebliche Verbrennungen. Darüber hinaus kann sich weißer Phosphor auch nach der ersten Behandlung erneut entzünden, wenn er noch mit Luft in Kontakt kommt. Daher ist es wichtig, jegliche Spuren von Phosphor aus Wunden zu entfernen.

Zunächst ist das Waschen mit Wasser und Salzlösungen unerlässlich, da dadurch nicht nur die Entzündung reduziert werden kann Temperatur, stoppt die Verbrennung und entfernt eventuell vorhandene Spuren verdünnter Phosphorsäure gebildet worden. Die Aufnahme von Phosphor durch die Verbrennung kann zu Abweichungen im Kalzium- und Phosphorspiegel des Körpers führen, die schnell auftreten können Hypokalzämie und Hyperphosphatämie, was die Ursache sein kann tödliche Herzrhythmusstörungen.

Der Rauch reizt die Schleimhäute stark und verbindet sich dort mit Wasser zu Phosphorsäure. Das Einatmen von weißem Phosphorrauch verursacht Reizung der Atemwege, was zu Husten, Kopfschmerzen und verzögertem Lungenödem führt.

Weißer Phosphor ist für den Menschen sehr giftig und wird schnell in Blut und Leber aufgenommen. Die Einnahme von 100 mg kann aufgrund von Leberversagen tödlich sein. Auch die langsame und längere Exposition kleiner Mengen hat schreckliche Folgen. Die häufigste Erkrankung ist passender Kiefer, von der Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts mehrere Arbeiter in Phosphorfabriken betroffen waren.

Unterschiede zwischen weißem Phosphor und rotem Phosphor

Weißer und roter Phosphor sind verschiedene allotrope Formen des chemischen Elements Phosphor, beide vertreten durch P₄.

Roter Phosphor kann aus weißem Phosphor gewonnen werden durch Erhitzen in einer inerten Atmosphäre auf eine Temperatur im Bereich von 540 K (267 °C). Es wurde erstmals 1845 von Anton von Schötter erworben.

Es gibt verschiedene kristalline Formen von rotem Phosphor. Einer davon ist Hittorf (auch violetter Phosphor genannt), der aus einer langen und komplexen Phosphorkette besteht.

Roter Phosphor ist weniger dicht als weißer, hat einen höheren Schmelzpunkt und ist weniger reaktiv. Darüber hinaus gilt roter Phosphor auch als nicht giftig, was die Handhabung einfacher und sicherer macht.

Quellen

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HOUSECROFT, C. UND.; SHARPE, A. G. Anorganische Chemie. 2. Hrsg. Pearson Education Limited: London, 2005.

Kelly, P. F. Phosphor: Anorganische Chemie. In: Enzyklopädie der Anorganischen Chemie. 2. Hrsg. Wiley: New Jersey, 2005.

WELTGESUNDHEITSORGANISATION. Weißer Phosphor. Weltgesundheitsorganisation, 20. Okt. 2023. Verfügbar in: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/white-phosphorus.

Möchten Sie diesen Text in einer schulischen oder wissenschaftlichen Arbeit referenzieren? Sehen:

NOVAIS, Stefano Araújo. „Weißer Phosphor“; Brasilien-Schule. Verfügbar in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fosforo-branco.htm. Abgerufen am 9. November 2023.