Λευκός φώσφοροςείναι μια αλλοτροπική μορφή του χημικού στοιχείου φώσφορος, που συνήθως αντιπροσωπεύεται από τον μοριακό τύπο P4. Παρά το ότι ονομάζεται λευκός φώσφορος, το χρώμα του θυμίζει περισσότερο κερί ή κιτρινωπό. Ο λευκός φώσφορος αντιμετωπίζεται ως η πιο σταθερή μορφή φωσφόρου, αν και δεν είναι η πιο σταθερή θερμοδυναμικά.
Ο λευκός φώσφορος έχει λίγες άμεσες χρήσεις στη βιομηχανία, γενικά μετατρέπεται στο κόκκινο αλλοτρόπιο, το οποίο έχει πιο άμεσες χρήσεις και είναι λιγότερο τοξικό. Ωστόσο, ο λευκός φώσφορος χρησιμοποιείται σε στρατιωτικές συγκρούσεις ως παράγοντας που προκαλεί καπνό, για φωτισμό και επίσης για τη δημιουργία πυρκαγιών, καθώς ο λευκός φώσφορος αναφλέγεται όταν έρχεται σε επαφή με τον αέρα και σε θερμοκρασίες ελαφρώς υψηλότερες από 30°C °C.
Διαβάστε επίσης: Ποιες είναι οι αλλοτροπικές μορφές του θείου;
Θέματα σε αυτό το άρθρο
- 1 - Περίληψη του λευκού φωσφόρου
- 2 - Τι είναι ο λευκός φώσφορος;
- 3 - Σύνθεση λευκού φωσφόρου
- 4 - Σε τι χρησιμοποιείται ο λευκός φώσφορος;
-
5 - Χρήση λευκού φωσφόρου στον πόλεμο
- → Βόμβα λευκού φωσφόρου
- → Επιδράσεις της έκθεσης σε λευκό φώσφορο
- 6 - Διαφορές μεταξύ λευκού και κόκκινου φωσφόρου
Σύνοψη λευκού φωσφόρου
- Ο λευκός φώσφορος είναι μια αλλοτροπική μορφή φωσφόρου, που αντιπροσωπεύεται από τον τύπο P4.
- Έχει κιτρινωπό χρώμα, κοντά στο χρώμα του κεριού.
- Μπορεί να παραχθεί από φωσφορικά πετρώματα, άμμο και κοκ σε υψηλές θερμοκρασίες.
- Είναι πολύ ελάχιστα διαλυτό στο νερό και αναφλέγεται σε θερμοκρασίες λίγο πάνω από 30°C.
- Δεν χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία, αλλά είναι η κύρια στοιχειακή μορφή φωσφόρου που παράγεται.
- Χρησιμοποιείται σε συγκρούσεις και πολέμους ως παράγοντας που προκαλεί καπνό, φωτιές και για φωτισμό.
- Έχει πιο άμεσες χρήσεις από τον λευκό φώσφορο και είναι επίσης λιγότερο τοξικό από αυτόν.
Τι είναι ο λευκός φώσφορος;
Λευκός φώσφορος είναι μία από τις 12 αλλοτροπικές μορφές που υπάρχουν χημικό στοιχείο φώσφορος, που συνήθως αντιπροσωπεύεται ως P4.
Στην αρχαιότητα, τα ούρα ήταν η μόνη γνωστή πηγή για το στοιχείο φώσφορος και, επομένως, όλες οι μελέτες σχετικά με αυτό το στοιχείο έκαναν αναφορά στην παραγωγή από ούρα. Ο φώσφορος που παράγεται σε αυτή τη διαδικασία είχε λευκό (ή κιτρινωπό, σαν κερί) χρώμα, προκαλώντας ότι ο λευκός φώσφορος ήταν η πρώτη αλλοτροπική μορφή αυτού του στοιχείου, φέρνοντάς το επίσης μεγαλύτερο φήμη.
Εκ των υστέρων, Στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα, ανακαλύφθηκε ότι ο λευκός φώσφορος μπορούσε να παραχθεί με θέρμανση φωσφορικών πετρωμάτων, με άμμο και κοκ. Αυτή η μέθοδος βελτιώθηκε για τον σύγχρονο τρόπο παραγωγής λευκού φωσφόρου, ο οποίος συνίσταται στη χρήση α ηλεκτρικός κλίβανος (που φτάνει σε θερμοκρασίες από 1.400 έως 1.500 °C) για τη θέρμανση ενός φωσφορικού πετρώματος (Εδώ3(ΣΚΟΝΗ4)2), άμμος (πυρίτιο, SiO2) και οπτάνθρακας (άνθρακας).
2Ca3(ΣΚΟΝΗ4)2 + 6 SiO2 + 10 C → P4 + 6 CaSiO3 + 10 CO
Οι ατμοί του φωσφόρου συμπυκνώνονται, σχηματίζοντας ένα κηρώδες στερεό που είναι αδιάλυτο στο νερό.
Μη σταματάς τώρα... Υπάρχουν και άλλα μετά τη διαφήμιση ;)
Σύνθεση λευκού φωσφόρου
Λευκός φώσφορος είναι συμβατικά η πιο σταθερή μορφή φωσφόρου, αν και είναι, στην πραγματικότητα, μετασταθερό (η θέρμανση του οδηγεί στις θερμοδυναμικά πιο σταθερές αλλοτροπικές μορφές, κόκκινο και μαύρο).
Εμφανίζεται σε κρυσταλλική μορφή ως μόρια P4 τετραεδρικό με δεσμούς P─P μήκους ίσου με 221 pm. Είναι διαλυτό σε βενζόλιο, PCl3 και C.S.2, πολύ λίγο διαλυτό στο νερό. Στην πραγματικότητα, ο λευκός φώσφορος αποθηκεύεται στο νερό για να μην οξειδωθεί.
Σε υγρό αέρα, υφίσταται οξείδωση χημειοφωταύγειας, εκπέμποντας μια πράσινη λάμψη και αργά μετατρέπεται σε P.4Ο8 και το3.
Σε τι είναι καλός ο λευκός φώσφορος;
Λευκός φώσφορος έχει ευρεία χρήση στη στρατιωτική βιομηχανία, ως παραγωγός καπνού και για πλήρωση βλημάτων και χειροβομβίδων.
Στη βιομηχανία γενικά, παράγεται ως στοιχειακός φώσφορος από φωσφορικά πετρώματα, για να μετατραπεί στη συνέχεια σε κόκκινο φώσφορο., μια άλλη αλλοτροπική μορφή, η οποία έχει διαφορετική χημική συμπεριφορά. Ο κόκκινος φώσφορος έχει μεγαλύτερη γενική εφαρμογή, καθώς χρησιμοποιείται για την παραγωγή σπιρτόξυλων, φωσφιδίου αλουμινίου, επιβραδυντικών φλόγας και για πυροτεχνικούς σκοπούς. Ο λευκός φώσφορος είναι επίσης ο κύριος τρόπος για την παραγωγή ενώσεων υψηλότερης καθαρότητας που μπορεί να περιέχουν φώσφορο. Παράγει επίσης PCl3, μέσω αντίδρασης με Cl2.
Δείτε επίσης: Τελικά το σπίρτο είναι στο κουτί ή στο ξυλάκι;
Χρήση λευκού φωσφόρου στον πόλεμο
Ο λευκός φώσφορος καταλήγει να χρησιμοποιείται για στρατιωτικούς σκοπούς, λόγω της αυτανάφλεξής του σε χαμηλές θερμοκρασίες: πάνω από 50 °C (ορισμένοι συγγραφείς λένε πάνω από 34 °C), σε επαφή με τον αέρα, ο λευκός φώσφορος αναφλέγεται, παράγοντας πεντοξείδιο του φωσφόρου (Π4Ο10).
→ Βόμβα λευκού φωσφόρου
Ο λευκός φώσφορος αναφλέγεται σε χαμηλές θερμοκρασίες. Να γιατί, η χρήση λευκού φωσφόρου ως εμπρηστικού όπλου είναι συνηθισμένη στις συγκρούσεις. Η χρήση του δεν βασίζεται στη φονικότητα, αλλά στη δημιουργία πυρκαγιάς, φωτισμού ή ακόμα και προπέτασης καπνού για να βοηθήσει στη διαφυγή ή την υποχώρηση των στρατευμάτων. Ο σχηματισμός καπνού συμβαίνει όταν η θερμοκρασία είναι αρκετά υψηλή σε σχέση με τη θερμοκρασία έναρξης αυτανάφλεξης της αλλοτροπικής μορφής.
Επειδή υπάρχουν οι προαναφερθείσες χρήσεις του λευκού φωσφόρου (φωτισμός, προπέτασμα καπνού και προώθηση πυρκαγιάς), οι διεθνείς συμβάσεις δεν απαγορεύουν τη χρήση του σε συγκρούσεις. Η Σύμβαση του ΟΗΕ για τα Χημικά Όπλα (CWC) δεν το θεωρεί χημικό όπλο. Το μόνο ζήτημα είναι ότι, εάν χρησιμοποιηθεί για την άμεση πυρπόληση ανθρώπων σε πολιτικούς στόχους, ο λευκός φώσφορος θα μπορούσε να παραβιάζει το Πρωτόκολλο III της Σύμβασης για ορισμένα συμβατικά όπλα (CCCW). Ωστόσο, το γεγονός αυτό θα έπρεπε να αποδειχθεί από έρευνα των αρμόδιων φορέων.
→ Επιδράσεις της έκθεσης σε λευκό φώσφορο
Μόλις αναφλεγεί, η φωτιά από λευκό φώσφορο είναι δύσκολο να σβήσει. Προσκολλάται πολύ εύκολα στο δέρμα και τα ρούχα, προκαλώντας σημαντικά εγκαύματα. Επιπλέον, ακόμη και μετά την αρχική επεξεργασία, ο λευκός φώσφορος μπορεί να αναφλεγεί ξανά εάν εξακολουθεί να έρχεται σε επαφή με τον αέρα. Επομένως, η αφαίρεση οποιουδήποτε ίχνους φωσφόρου από τις πληγές είναι απαραίτητη.
Αρχικά, το πλύσιμο με νερό και αλατούχα διαλύματα είναι απαραίτητο, καθώς αυτό όχι μόνο μπορεί να μειώσει το θερμοκρασία, καθώς και διακοπή της καύσης και αφαίρεση κάθε ίχνους αραιωμένου φωσφορικού οξέος που μπορεί να έχει σχηματίστηκε. Η απορρόφηση του φωσφόρου από το έγκαυμα μπορεί να προκαλέσει αποκλίσεις στα επίπεδα ασβεστίου και φωσφόρου του σώματος, τα οποία μπορούν να δημιουργήσουν γρήγορα υπασβεστιαιμία και υπερφωσφαταιμία, που μπορεί να είναι η αιτία θανατηφόρα καρδιακή αρρυθμία.
Ο καπνός είναι εξαιρετικά ερεθιστικός για τους βλεννογόνους, όπου συνδυάζεται με νερό για να σχηματίσει φωσφορικό οξύ. Η εισπνοή καπνού λευκού φωσφόρου προκαλεί ερεθισμός της αναπνευστικής οδού, που προκαλεί βήχα, πονοκέφαλο και καθυστερημένο πνευμονικό οίδημα.
Ο λευκός φώσφορος είναι πολύ τοξικός για τον άνθρωπο και απορροφάται γρήγορα στο αίμα και στο συκώτι. Η κατάποση 100 mg μπορεί να είναι θανατηφόρα λόγω ηπατικής ανεπάρκειας. Η αργή, παρατεταμένη έκθεση σε μικρές ποσότητες προκαλεί επίσης φρικτές συνέπειες. Η πιο συχνή πάθηση είναι σπίρτο σαγόνι, που επηρέασε αρκετούς εργάτες σε εργοστάσια φωσφόρου στα τέλη του 19ου αιώνα και στις αρχές του 20ού αιώνα.
Διαφορές μεταξύ λευκού και κόκκινου φωσφόρου
Λευκός και κόκκινος φώσφορος είναι διαφορετικές αλλοτροπικές μορφές του χημικού στοιχείου φώσφορος, και οι δύο εκπροσωπούνται από τον Π4.
Ο κόκκινος φώσφορος μπορεί να ληφθεί από τον λευκό φώσφορο με θέρμανση, σε αδρανή ατμόσφαιρα, σε θερμοκρασία στην περιοχή των 540 K (267 °C). Αποκτήθηκε για πρώτη φορά από τον Anton von Schötter το 1845.
Υπάρχουν πολλές κρυσταλλικές μορφές κόκκινου φωσφόρου. Ένα από αυτά είναι το Hittorf (γνωστό και ως violet phosphorus), το οποίο αποτελείται από μια μακριά και πολύπλοκη αλυσίδα φωσφόρου.
Ο κόκκινος φώσφορος είναι λιγότερο πυκνός από τον λευκό, έχει υψηλότερο σημείο τήξης και είναι λιγότερο αντιδραστικός. Επιπλέον, ο κόκκινος φώσφορος δεν θεωρείται επίσης τοξικός, γεγονός που καθιστά ευκολότερο και ασφαλέστερο τον χειρισμό του.
Πηγές
CHOU, T.-D.; LEE, T.-W.; CHEN, S.-L.; TUNG, Υ.-Μ.; DAI, Ν.-Τ.; CHEN, S.-G.; LEE, C.-H.; CHEN, T.-M.; WANG, H.-J. Διαχείριση καύσης λευκού φωσφόρου. Εγκαύματα, n. 27, σελ. 492-497, 2001.
HOUSECROFT, C. ΚΑΙ.; ΣΑΡΠ, Α. ΣΟΛ. Ανόργανη Χημεία. 2. εκδ. Pearson Education Limited: Λονδίνο, 2005.
Κέλλυ, Π. ΦΑ. Φώσφορος: Ανόργανη Χημεία. Σε: Εγκυκλοπαίδεια Ανόργανης Χημείας. 2. εκδ. Wiley: New Jersey, 2005.
ΠΑΓΚΟΣΜΙΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΣ ΥΓΕΙΑΣ. Λευκός φώσφορος. Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας, 20 Οκτ. 2023. Διαθέσιμο σε: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/white-phosphorus.
Θα θέλατε να αναφερθείτε σε αυτό το κείμενο σε σχολική ή ακαδημαϊκή εργασία; Κοίτα:
NOVAIS, Στέφανο Αραούχο. "Λευκός φώσφορος"? Σχολή Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fosforo-branco.htm. Πρόσβαση στις 9 Νοεμβρίου 2023.