Valkoinen fosforion kemiallisen alkuaineen fosforin allotrooppinen muoto, jota yleisesti edustaa molekyylikaava P4. Vaikka sitä kutsutaan valkoiseksi fosforiksi, sen väri muistuttaa enemmän vahaa tai kellertävää. Valkoista fosforia pidetään stabiilimpana fosforin muotona, vaikka se ei ole termodynaamisesti stabiilin.
Valkoisella fosforilla on vähän suoraa käyttöä teollisuudessa, koska se muunnetaan yleensä punaiseksi allotroopiksi, jolla on suorempia käyttötarkoituksia ja joka on vähemmän myrkyllistä. Valkoista fosforia käytetään kuitenkin sotilaallisissa konflikteissa savua aiheuttavana aineena, valaistukseen ja myös aiheuttaa tulipaloja, koska valkoinen fosfori syttyy palaessaan joutuessaan kosketuksiin ilman kanssa ja lämpötilassa hieman yli 30 °C.
Lue myös: Mitkä ovat rikin allotrooppiset muodot?
Tämän artikkelin aiheet
- 1 - Yhteenveto valkoisesta fosforista
- 2 - Mikä on valkoinen fosfori?
- 3 - Valkoisen fosforin koostumus
- 4 - Mihin valkoista fosforia käytetään?
-
5 - Valkoisen fosforin käyttö sodassa
- → Valkoinen fosforipommi
- → Valkoiselle fosforille altistumisen vaikutukset
- 6 - Erot valkoisen ja punaisen fosforin välillä
Yhteenveto valkoisesta fosforista
- Valkoinen fosfori on fosforin allotrooppinen muoto, jota edustaa kaava P4.
- Sen väri on kellertävä, lähellä vahan väriä.
- Sitä voidaan valmistaa fosfaattikivistä, hiekasta ja koksista korkeissa lämpötiloissa.
- Se liukenee hyvin heikosti veteen ja syttyy hieman yli 30 °C: n lämpötiloissa.
- Sitä ei käytetä laajasti teollisuudessa, mutta se on tärkein tuotetun fosforin alkuainemuoto.
- Sitä käytetään konflikteissa ja sodissa savua, tulipaloa aiheuttavana aineena ja valaistukseen.
- Sillä on enemmän suoria käyttötarkoituksia kuin valkoisella fosforilla, ja se on myös vähemmän myrkyllistä.
Mikä on valkoinen fosfori?
Valkoinen fosfori on yksi 12 olemassa olevasta allotrooppisesta muodosta kemiallinen alkuaine fosfori, joka esitetään yleisesti nimellä P4.
Muinaisina aikoina virtsa oli ainoa tunnettu fosforin lähde ja siksi kaikki tätä alkuainetta koskevat tutkimukset viittasivat tuotantoon virtsasta. Tässä prosessissa tuotettu fosfori oli valkoista (tai kellertävää, vahamaista) väriä, mikä aiheuttaa että valkoinen fosfori oli tämän alkuaineen ensimmäinen allotrooppinen muoto, mikä myös lisäsi sitä mainetta.
Jälkikäteen, 1800-luvun jälkipuoliskolla havaittiin, että valkoista fosforia voitiin tuottaa kuumentamalla fosfaattikiviä., hiekalla ja koksilla. Tätä menetelmää parannettiin nykyaikaiseen valkoisen fosforin tuotantotapaan, jossa käytetään a sähköuuni (joka saavuttaa lämpötilan välillä 1400-1500 °C) fosfaattikiven lämmittämiseen (Tässä3(PÖLY4)2), hiekka (piidioksidi, SiO2) ja koksi (hiili).
2Ca3(PÖLY4)2 + 6 SiO2 +10 C → P4 + 6 CaSiO3 + 10 CO
Fosforihöyryt kondensoituvat muodostaen vahamaisen kiinteän aineen, joka ei liukene veteen.
Älä nyt lopeta... Mainonnan jälkeen on muutakin ;)
Valkoisen fosforin koostumus
Valkoinen fosfori on perinteisesti stabiilin fosforin muoto, vaikka se on itse asiassa metastabiili (sen kuumeneminen johtaa termodynaamisesti vakaampiin allotrooppisiin muotoihin, punaiseen ja mustaan).
Se esiintyy kiteisessä muodossa P-molekyyleina4 tetraedri, jossa P─P-sidokset, joiden pituus on 221 pm. Se liukenee bentseeniin, PCl: ään3 ja C.S.2, liukenee hyvin vähän veteen. Itse asiassa valkoinen fosfori varastoidaan veteen estämään sen hapettuminen.
Kosteassa ilmassa se käy läpi kemiluminoivan hapettumisen, säteilee vihreää hehkua ja muuttuu hitaasti P: ksi4O8 ja3.
Mihin valkoinen fosfori on hyödyllistä?
Valkoinen fosfori on laajalti käytössä sotateollisuudessa, savuntuottajana sekä ammusten ja kranaattien täyttöön.
Teollisuudessa yleensä sitä tuotetaan alkuainefosforina fosfaattikivestä, joka muutetaan sitten punaiseksi fosforiksi, toinen allotrooppinen muoto, jolla on erilainen kemiallinen käyttäytyminen. Punaisella fosforilla on yleisempi käyttökohde, sillä sitä käytetään tulitikkujen, alumiinifosfidin, palonestoaineiden ja pyroteknisten tarkoituksiin. Valkoinen fosfori on myös tärkein tapa tuottaa korkealaatuisempia yhdisteitä, jotka voivat sisältää fosforia. Se tuottaa myös PCl: ää3reaktiolla Cl: n kanssa2.
Katso myös: Onko tulitikku sittenkin laatikossa vai kepissä?
Valkoisen fosforin käyttö sodassa
Valkoinen fosfori päätyy sotilaalliseen käyttöön, koska se syttyy itsestään matalissa lämpötiloissa: yli 50 °C (jotkut kirjoittajat sanovat yli 34 °C) ilman kanssa kosketuksissa valkoinen fosfori syttyy, jolloin muodostuu fosforipentoksidia (P4O10).
→ Valkoinen fosforipommi
Valkoinen fosfori syttyy alhaisissa lämpötiloissa. Siksi, valkoisen fosforin käyttö sytytysaseena on yleistä konflikteissa. Sen käyttö ei perustu kuolleisuuteen, vaan pikemminkin tulipalon, valaistuksen tai jopa savuverhon luomiseen auttamaan joukkojen pakenemisessa tai vetäytymisessä. Savun muodostumista tapahtuu, kun lämpötila on riittävän korkea suhteessa allotrooppisen muodon itsesyttymislämpötilaan.
Koska valkoisella fosforilla on edellä mainittuja käyttötarkoituksia (valaistus, savuverho ja tulen edistäminen), kansainväliset sopimukset eivät kiellä sen käyttöä konflikteissa. YK: n kemiallisten aseiden kieltosopimus (CWC) ei pidä sitä kemiallisena aseena. Ainoa ongelma on, että jos valkoista fosforia käytetään sytyttämään ihmisiä suoraan siviilikohteisiin, se voi rikkoa tiettyjä tavanomaisia aseita koskevan yleissopimuksen (CCCW) pöytäkirjaa III. Tämä tosiasia olisi kuitenkin todistettava toimivaltaisten elinten suorittamalla tutkimuksella.
→ Valkoiselle fosforille altistumisen vaikutukset
Sytytettyä valkoista fosforia on vaikea sammuttaa. Tarttuu erittäin helposti ihoon ja vaatteisiin aiheuttaen merkittäviä palovammoja. Lisäksi valkoinen fosfori voi syttyä uudelleen jopa alkukäsittelyn jälkeen, jos se on edelleen kosketuksissa ilman kanssa. Siksi fosforijäämien poistaminen haavoista on välttämätöntä.
Aluksi pesu vedellä ja suolaliuoksilla on välttämätöntä, koska se ei voi vain vähentää lämpötilaan, sekä palamisen pysäyttämiseen ja mahdollisten laimennetun fosforihapon jäämien poistamiseen. muodostettu. Fosforin imeytyminen palovammosta voi aiheuttaa poikkeamia kehon kalsium- ja fosforitasoissa, jotka voivat nopeasti synnyttää hypokalsemia ja hyperfosfatemia, joka voi olla syynä kuolemaan johtava sydämen rytmihäiriö.
Savu on erittäin ärsyttävää limakalvoille, joissa se yhdistyy veteen muodostaen fosforihappoa. Valkoisen fosforisavun hengittäminen aiheuttaa hengitysteiden ärsytystä aiheuttaen yskää, päänsärkyä ja viivästyneen keuhkopöhön.
Valkoinen fosfori on erittäin myrkyllistä ihmiselle ja imeytyy nopeasti vereen ja maksaan. 100 mg: n nieleminen voi olla tappava maksan vajaatoiminnan vuoksi. Pienten määrien hidas, pitkäaikainen altistuminen aiheuttaa myös kauheita seurauksia. Yleisin tila on ottelun leuka, joka vaikutti useisiin fosforitehtaiden työntekijöihin 1800-luvun lopulla ja 1900-luvun alussa.
Erot valkoisen ja punaisen fosforin välillä
Valkoinen ja punainen fosfori ovat kemiallisen alkuaineen fosforin erilaisia allotrooppisia muotoja, molempia edustaa P4.
Punaista fosforia voidaan saada valkoisesta fosforista kuumentamalla sitä inertissä ilmakehässä lämpötila-alueella 540 K (267 °C). Sen hankki ensimmäisenä Anton von Schötter vuonna 1845.
Punaisella fosforilla on useita kiteisiä muotoja. Yksi niistä on Hittorf (tunnetaan myös nimellä violetti fosfori), joka koostuu pitkästä ja monimutkaisesta fosforiketjusta.
Punainen fosfori on vähemmän tiheää kuin valkoinen, sillä on korkeampi sulamispiste ja se on vähemmän reaktiivinen. Lisäksi punaista fosforia ei myöskään pidetä myrkyllisenä, mikä tekee sen käsittelystä helpompaa ja turvallisempaa.
Lähteet
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. Valkoisen fosforin palamisen hallinta. Palovammoja, n. 27, s. 492-497, 2001.
Kotitalous, C. JA.; SHARPE, A. G. Epäorgaaninen kemia. 2. toim. Pearson Education Limited: Lontoo, 2005.
Kelly, P. F. Fosfori: Epäorgaaninen kemia. Sisään: Epäorgaanisen kemian tietosanakirja. 2. toim. Wiley: New Jersey, 2005.
MAAILMAN TERVEYSJÄRJESTÖ. Valkoinen fosfori. Maailman terveysjärjestö, 20. lokakuuta 2023. Saatavilla: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/white-phosphorus.
Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:
NOVAIS, Stéfano Araújo. "Valkoinen fosfori"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fosforo-branco.htm. Käytetty 9.11.2023.
