Bijeli fosfor: što je to, sastav, primjene

Bijeli fosforje alotropski oblik kemijskog elementa fosfora, obično predstavljen molekulskom formulom P₄. Unatoč tome što se zove bijeli fosfor, njegova boja više podsjeća na vosak ili žućkastu. Bijeli fosfor se tretira kao najstabilniji oblik fosfora, iako nije termodinamički najstabilniji.

Bijeli fosfor se malo izravno koristi u industriji, općenito se pretvara u crveni alotrop, koji ima izravniju upotrebu i manje je toksičan. Međutim, bijeli fosfor se koristi u vojnim sukobima kao sredstvo za stvaranje dima, za rasvjetu i također izazvati požare, jer se bijeli fosfor zapali u dodiru sa zrakom i na temperaturama nešto višim od 30 °C.

Pročitajte također: Koji su alotropski oblici sumpora?

Teme u ovom članku

• 1 - Sažetak bijelog fosfora
• 2 - Što je bijeli fosfor?
• 3 - Sastav bijelog fosfora
• 4 - Za što se koristi bijeli fosfor?
• 5 - Upotreba bijelog fosfora u ratu
  • → Bijela fosforna bomba
  • → Učinci izloženosti bijelom fosforu
• 6 - Razlike između bijelog i crvenog fosfora

Sažetak bijelog fosfora

• Bijeli fosfor je alotropski oblik fosfora, predstavljen formulom P_4.
• Ima žućkastu boju, blisku boji voska.
• Može se proizvesti iz fosfatnih stijena, pijeska i koksa na visokim temperaturama.
• Vrlo je slabo topljiv u vodi i zapali se na temperaturama malo iznad 30°C.
• Nema široku primjenu u industriji, ali je glavni elementarni oblik proizvedenog fosfora.
• Koristi se u sukobima i ratovima kao sredstvo za izazivanje dima, požara i za rasvjetu.
• Ima izravniju upotrebu od bijelog fosfora i manje je toksičan od njega.

Što je bijeli fosfor?

Bijeli fosfor jedan je od 12 alotropskih oblika koji postoje kemijski element fosfor, obično predstavljen kao P₄.

U davna vremena urin je bio jedini poznati izvor elementa fosfora i stoga su se sve studije o ovom elementu odnosile na proizvodnju iz urina. Fosfor proizveden u ovom procesu imao je bijelu (ili žućkastu, poput voska) boju, uzrokujući da je bijeli fosfor bio prvi alotropski oblik ovog elementa, također ga dovodeći do većeg slava.

Straga, U drugoj polovici 19. stoljeća otkriveno je da se bijeli fosfor može proizvesti zagrijavanjem fosfatnih stijena, s pijeskom i koksom. Ova metoda je poboljšana za suvremeni način proizvodnje bijelog fosfora, koji se sastoji od korištenja a električna peć (koja postiže temperature u rasponu od 1400 do 1500 °C) za zagrijavanje fosfatne stijene (Ovdje₃(PRAH₄)₂), pijesak (silika, SiO₂) i koks (ugljik).

2Ca₃(PRAH₄)₂ + 6 SiO₂ + 10 C → P₄ + 6 CaSiO₃ + 10 CO

Pare fosfora se kondenziraju, tvoreći voštanu krutinu koja je netopljiva u vodi.

Nemoj sada stati... Ima još nakon reklame ;)

Sastav bijelog fosfora

Bijeli fosfor je konvencionalno najstabilniji oblik fosfora, iako je zapravo metastabilan (njegovim zagrijavanjem nastaju termodinamički stabilniji alotropski oblici, crvena i crna).

Pojavljuje se u kristalnom obliku kao P molekule₄ tetraedar s P─P vezama duljine jednake 221 pm. Topljiv je u benzenu, PCl₃ i C.S.₂, vrlo malo topiv u vodi. Zapravo, bijeli fosfor se skladišti u vodi kako bi se spriječila njegova oksidacija.

Glavni alotropski oblici fosfora: bijeli, crveni i crni.

U vlažnom zraku prolazi kroz kemiluminescentnu oksidaciju, emitira zeleni sjaj i polako se pretvara u P₄O₈ i₃.

Za što je dobar bijeli fosfor?

Bijeli fosfor ima široku primjenu u vojnoj industriji, kao proizvođač dima i za punjenje projektila i granata.

U industriji općenito, proizvodi se kao elementarni fosfor iz fosfatnih stijena, da bi se zatim pretvorio u crveni fosfor, drugi alotropski oblik, koji ima drugačije kemijsko ponašanje. Crveni fosfor ima veću opću primjenu, koristi se za proizvodnju šibica, aluminijeva fosfida, usporivača plamena i u pirotehničke svrhe. Bijeli fosfor također je glavni način za proizvodnju spojeva veće čistoće koji mogu sadržavati fosfor. Također proizvodi PCl₃, kroz reakciju s Cl₂.

Vidi također: Uostalom, je li šibica u kutiji ili na štapiću?

Upotreba bijelog fosfora u ratu

Bijeli fosfor se na kraju koristi u vojne svrhe, zbog samozapaljenja na niskim temperaturama: iznad 50 °C (neki autori kažu iznad 34 °C), u dodiru sa zrakom bijeli fosfor se zapali stvarajući fosforov pentoksid (str₄O₁₀).

→ Bijela fosforna bomba

Bijeli fosfor se zapali na niskim temperaturama. Zato, upotreba bijelog fosfora kao zapaljivog oružja uobičajena je u sukobima. Njegova se upotreba ne temelji na smrtonosnosti, već radi stvaranja vatre, rasvjete ili čak dimne zavjese za pomoć u bijegu ili povlačenju trupa. Do stvaranja dima dolazi kada je temperatura dovoljno visoka u odnosu na temperaturu početka samozapaljenja alotropnog oblika.

Bomba s bijelim fosforom korištena 1966., tijekom Vijetnamskog rata.

Budući da postoje gore navedene upotrebe bijelog fosfora (rasvjeta, dimna zavjesa i poticanje vatre), međunarodne konvencije ne zabranjuju njegovu upotrebu u sukobima. Konvencija UN-a o kemijskom oružju (CWC) ne smatra ga kemijskim oružjem. Jedini problem je da bijeli fosfor, ako se koristi za izravno paljenje ljudi na civilne ciljeve, može prekršiti Protokol III Konvencije o određenim konvencionalnim oružjem (CCCW). No, tu bi činjenicu trebala dokazati istraga nadležnih tijela.

→ Učinci izloženosti bijelom fosforu

Jednom zapaljena vatra bijelog fosfora teško se gasi. Vrlo lako prianja na kožu i odjeću, uzrokujući značajne opekline. Nadalje, čak i nakon početnog tretmana, bijeli fosfor se može ponovno zapaliti ako je i dalje u kontaktu sa zrakom. Stoga je neophodno ukloniti svaki trag fosfora s rana.

U početku je neophodno pranje vodom i slanim otopinama, jer to ne samo da može smanjiti temperature, kao i zaustavljanje izgaranja i uklanjanje bilo kakvog traga razrijeđene fosforne kiseline koja bi mogla biti formiran. Apsorpcija fosfora kod opeklina može generirati odstupanja u razinama kalcija i fosfora u tijelu, što može brzo generirati hipokalcemija i hiperfosfatemija, što može biti uzrok smrtonosna srčana aritmija.

Dim je izuzetno iritantan za sluznicu, gdje se spaja s vodom i stvara fosfornu kiselinu. Udisanje dima bijelog fosfora uzrokuje iritacija dišnog trakta, izazivanje kašlja, glavobolje i odgođenog plućnog edema.

Bijeli fosfor je vrlo otrovan za ljude i brzo se apsorbira u krv i jetru. Gutanje 100 mg može biti kobno zbog zatajenja jetre. Sporo, dugotrajno izlaganje malim količinama također uzrokuje strašne posljedice. Najčešće stanje je šibica čeljusti, koji je pogodio nekoliko radnika u tvornicama fosfora krajem 19. stoljeća i početkom 20. stoljeća.

Razlike između bijelog i crvenog fosfora

Bijeli i crveni fosfor su različiti alotropski oblici kemijskog elementa fosfora, obojicu zastupa P₄.

Crveni fosfor se može dobiti iz bijelog fosfora zagrijavanjem, u inertnoj atmosferi, na temperaturu u rasponu od 540 K (267 °C). Prvi ga je dobio Anton von Schötter 1845. godine.

Postoji nekoliko kristalnih oblika crvenog fosfora. Jedan od njih je Hittorf (poznat i kao ljubičasti fosfor), koji se sastoji od dugog i složenog fosfornog lanca.

Crveni fosfor je manje gust od bijelog, ima višu točku taljenja i manje je reaktivan. Nadalje, crveni fosfor se također ne smatra toksičnim, što ga čini lakšim i sigurnijim za rukovanje.

Izvori

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. Upravljanje opeklinama bijelog fosfora. Opekline, n. 27, str. 492-497, 2001.

HOUSECROFT, C. I.; SHARPE, A. G. Anorganska kemija. 2. izd. Pearson Education Limited: London, 2005.

Kelly, P. F. Fosfor: anorganska kemija. U: Enciklopedija anorganske kemije. 2. izd. Wiley: New Jersey, 2005.

SVJETSKA ZDRAVSTVENA ORGANIZACIJA. Bijeli fosfor. Svjetska zdravstvena organizacija, 20. listopada. 2023. Dostupno u: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/white-phosphorus.

Želite li ovaj tekst citirati u školskom ili akademskom radu? Izgled:

NOVAIS, Stéfano Araújo. "Bijeli fosfor"; Brazilska škola. Dostupno u: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fosforo-branco.htm. Pristupljeno 9. studenog 2023.