Fehér foszfor: mi ez, összetétel, alkalmazások

Fehér foszfora foszfor kémiai elem allotróp formája, amelyet általában a P molekulaképlettel jellemeznek₄. Annak ellenére, hogy fehér foszfornak nevezik, színe inkább viaszra vagy sárgásra emlékeztet. A fehérfoszfort a foszfor legstabilabb formájaként kezelik, bár termodinamikailag nem a legstabilabb.

A fehérfoszfornak kevés közvetlen felhasználása van az iparban, általában vörös allotrópmá alakul át, amelynek közvetlenebb felhasználása van, és kevésbé mérgező. A fehér foszfort azonban katonai konfliktusokban füstképző szerként használják, világításra és tüzet keltenek, mivel a fehér foszfor meggyullad, ha levegővel érintkezik és 30 °C-nál valamivel magasabb hőmérsékleten °C.

Olvasd el te is: Melyek a kén allotróp formái?

Témák ebben a cikkben

• 1 - A fehér foszfor összefoglalása
• 2 - Mi a fehér foszfor?
• 3 - A fehér foszfor összetétele
• 4 - Mire használják a fehér foszfort?
• 5 - A fehér foszfor használata háborúban
  • → Fehér foszforbomba
  • → A fehérfoszfor expozíciójának hatásai
• 6 - Különbségek a fehér és a vörös foszfor között

Fehér foszfor összefoglaló

• A fehér foszfor a foszfor egy allotróp formája, amelyet a P képlet képvisel_4.
• Sárgás színű, közel a viasz színéhez.
• Foszfát kőzetekből, homokból és kokszból magas hőmérsékleten állítható elő.
• Vízben nagyon rosszul oldódik, és 30°C feletti hőmérsékleten meggyullad.
• Az iparban nem széles körben használják, de ez a foszfor fő elemi formája.
• Konfliktusokban és háborúkban füstöt, tüzet okozó szerként és világításra használják.
• Közvetlenebb felhasználása van, mint a fehérfoszfornak, és kevésbé mérgező is nála.

Mi a fehér foszfor?

Fehér foszfor egyike a létező 12 allotróp formának kémiai elem a foszfor, általában P₄.

Az ókorban a vizelet volt az egyetlen ismert forrás a foszfor elemhez és ezért az ezzel az elemmel kapcsolatos összes tanulmány utalt a vizeletből történő termelésre. Az ebben a folyamatban keletkező foszfor fehér (vagy sárgás, viaszszerű) színű volt, ami okozza hogy a fehér foszfor volt ennek az elemnek az első allotróp formája, ami szintén növelte azt hírnév.

Utólagosan, A 19. század második felében felfedezték, hogy foszfátkőzetek hevítésével fehér foszfor állítható elő., homokkal és kólával. Ezt a módszert továbbfejlesztették a fehérfoszfor előállításának modern módjára, amely abból áll, hogy a elektromos kemence (amely 1400 és 1500 °C közötti hőmérsékletet ér el) foszfátkőzet melegítésére (Itt₃(POR₄)₂), homok (szilika, SiO₂) és koksz (szén).

2Ca₃(POR₄)₂ + 6 SiO₂ + 10 C → P₄ + 6 CaSiO₃ + 10 CO

A foszfor gőzei lecsapódnak, viaszos szilárd anyagot képezve, amely vízben oldhatatlan.

Ne hagyd abba most... A reklám után van még valami ;)

Fehér foszfor összetétele

Fehér foszfor hagyományosan a foszfor legstabilabb formája, bár valójában metastabil (hevítése a termodinamikailag stabilabb allotróp formákhoz vezet, a vörös és a fekete).

Kristályos formában P-molekulákként jelenik meg₄ tetraéder 221 pm hosszúságú P─P kötésekkel. Oldódik benzolban, PCl-ben₃ és C.S.₂, nagyon kevéssé oldódik vízben. Valójában a fehér foszfort vízben tárolják, hogy megakadályozzák az oxidációt.

A foszfor fő allotróp formái: fehér, vörös és fekete.

Nedves levegőben kemilumineszcens oxidáción megy keresztül, zöld fényt bocsát ki, és lassan P-vé alakul₄O₈ és a₃.

Mire jó a fehér foszfor?

Fehér foszfor széles körben használják a hadiiparban, füsttermelőként és lövedékek, gránátok töltésére.

Az iparban általában elemi foszforként állítják elő foszfátkőzetekből, hogy aztán vörösfoszforrá alakítsák., egy másik allotróp forma, amely eltérő kémiai viselkedéssel rendelkezik. A vörös foszfor szélesebb körben alkalmazható, gyufaszálak, alumínium-foszfid, égésgátlók és pirotechnikai célokra használják. A fehér foszfor a fő módja a nagyobb tisztaságú vegyületek előállításának, amelyek foszfort tartalmazhatnak. PCl-t is termel₃klórral reagáltatva₂.

Lásd még: Végül is a gyufa a dobozban vagy a boton van?

A fehér foszfor használata háborúban

A fehér foszfort katonai célokra használják fel, mivel alacsony hőmérsékleten: 50 °C felett öngyullad (egyes szerzők szerint 34 °C felett) levegővel érintkezve a fehér foszfor meggyullad, foszfor-pentoxid képződik (P₄O₁₀).

→ Fehér foszforbomba

A fehér foszfor alacsony hőmérsékleten meggyullad. Ezért, a fehér foszfor gyújtófegyverként való használata gyakori a konfliktusokban. Használata nem a letalitáson alapul, hanem tüzet, világítást vagy akár füstszűrőt hoz létre, hogy segítse a csapatok menekülését vagy visszavonulását. Füstképződés akkor következik be, ha a hőmérséklet kellően magas az allotróp forma öngyulladás kezdeti hőmérsékletéhez képest.

A fehér foszforbombát 1966-ban, a vietnami háború idején használták.

Mivel a fehér foszfornak vannak fent említett felhasználási módjai (világítás, füstszűrő és tűzoltás), a nemzetközi egyezmények nem tiltják a használatát konfliktusokban. Az ENSZ Vegyifegyver-tilalmi Egyezménye (CWC) nem tekinti vegyi fegyvernek. Az egyetlen probléma az, hogy ha embereket polgári célpontokra közvetlenül felgyújtanak, a fehér foszfor sértheti az egyes hagyományos fegyverekről szóló egyezmény (CCCW) III. jegyzőkönyvét. Ezt a tényt azonban az illetékes szervek vizsgálatával kell bizonyítani.

→ A fehérfoszfor expozíciójának hatásai

Ha egyszer meggyullad, a fehér foszfortüzet nehéz eloltani. Könnyen tapad a bőrre és a ruházatra, amitől jelentős égési sérülések. Ezenkívül a fehér foszfor még az első kezelés után is újra meggyulladhat, ha még mindig levegővel érintkezik. Ezért elengedhetetlen a foszfor nyomainak eltávolítása a sebekből.

Eleinte elengedhetetlen a vizes és sóoldattal történő mosás, hiszen ezzel nem csak a hőmérséklet, valamint az égés leállítása és az esetlegesen előforduló hígított foszforsav nyomainak eltávolítása. alakult ki. A foszfor felszívódása az égés során eltéréseket okozhat a szervezet kalcium- és foszforszintjében, ami gyorsan hypocalcaemia és hyperphosphataemia, ami az oka lehet halálos szívritmuszavar.

A füst rendkívül irritálja a nyálkahártyákat, ahol vízzel egyesülve foszforsavat képez. A fehér foszforfüst belélegzése okozza légúti irritáció, köhögést, fejfájást és késleltetett tüdőödémát okozva.

A fehér foszfor nagyon mérgező az emberre, és gyorsan felszívódik a vérbe és a májba. 100 mg lenyelése végzetes lehet májelégtelenség miatt. Kis mennyiségek lassú, hosszan tartó expozíciója is szörnyű következményekkel jár. A leggyakoribb állapot az gyufapofa, amely a 19. század végén és a 20. század elején a foszforgyárak több dolgozóját érintette.

A fehér foszfor és a vörös foszfor közötti különbségek

Fehér és vörös foszfor a foszfor kémiai elem különböző allotróp formái, mindkettőt P₄.

A vörös foszfor fehér foszforból nyerhető közömbös atmoszférában 540 K (267 °C) hőmérséklet-tartományba eső hevítéssel. Először Anton von Schötter szerezte meg 1845-ben.

A vörösfoszfornak számos kristályos formája létezik. Az egyik a Hittorf (más néven ibolya foszfor), amely egy hosszú és összetett foszforláncból áll.

A vörös foszfor kevésbé sűrű, mint a fehér, magasabb az olvadáspontja és kevésbé reakcióképes. Ezenkívül a vörös foszfor sem tekinthető mérgezőnek, ami megkönnyíti és biztonságosabbá teszi a kezelést.

Források

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. A fehér foszfor égésének kezelése. Égési sérülések, n. 27. o. 492-497, 2001.

HÁZTARTÁS, C. ÉS.; SHARPE, A. G. Szervetlen kémia. 2. szerk. Pearson Education Limited: London, 2005.

Kelly, P. F. Foszfor: szervetlen kémia. Ban ben: Szervetlen kémia enciklopédiája. 2. szerk. Wiley: New Jersey, 2005.

EGÉSZSÉGÜGYI VILÁGSZERVEZET. Fehér foszfor. Egészségügyi Világszervezet, október 20. 2023. Elérhető: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/white-phosphorus.

Szeretne hivatkozni erre a szövegre egy iskolai vagy tudományos munkában? Néz:

NOVAIS, Stéfano Araújo. "Fehér foszfor"; Brazil iskola. Elérhető: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fosforo-branco.htm. Hozzáférés dátuma: 2023. november 9.