Witte fosforis een allotrope vorm van het chemische element fosfor, gewoonlijk weergegeven door de molecuulformule P4. Ondanks dat het witte fosfor wordt genoemd, doet de kleur meer denken aan was of geelachtig. Witte fosfor wordt beschouwd als de meest stabiele vorm van fosfor, hoewel het thermodynamisch niet de meest stabiele vorm is.
Witte fosfor heeft weinig directe toepassingen in de industrie en wordt over het algemeen omgezet in de rode allotroop, die meer directe toepassingen heeft en minder giftig is. Witte fosfor wordt echter in militaire conflicten gebruikt als rookveroorzaker, voor verlichting en ook om brand te veroorzaken, omdat witte fosfor ontbrandt bij contact met lucht en bij temperaturen iets hoger dan 30 graden °C.
Lees ook: Wat zijn de allotrope vormen van zwavel?
Onderwerpen in dit artikel
- 1 - Samenvatting van witte fosfor
- 2 - Wat is witte fosfor?
- 3 - Samenstelling van witte fosfor
- 4 - Waar wordt witte fosfor voor gebruikt?
-
5 - Gebruik van witte fosfor in oorlog
- → Witte fosforbom
- → Effecten van blootstelling aan witte fosfor
- 6 - Verschillen tussen witte fosfor en rode fosfor
Samenvatting van witte fosfor
- Witte fosfor is een allotrope vorm van fosfor, weergegeven door de formule P4.
- Het heeft een gelige kleur, dichtbij de kleur van was.
- Het kan bij hoge temperaturen worden geproduceerd uit fosfaatgesteenten, zand en cokes.
- Het is zeer slecht oplosbaar in water en ontbrandt bij temperaturen net boven de 30°C.
- Het wordt niet veel gebruikt in de industrie, maar het is de belangrijkste elementaire vorm van geproduceerde fosfor.
- Het wordt gebruikt in conflicten en oorlogen als middel dat rook, brand veroorzaakt en voor verlichting.
- Het heeft meer directe toepassingen dan witte fosfor en is ook minder giftig dan dit.
Wat is witte fosfor?
Witte fosfor is een van de twaalf allotrope vormen die er bestaan chemisch element fosfor, gewoonlijk voorgesteld als P4.
In de oudheid was urine de enige bekende bron voor het element fosfor en daarom verwezen alle onderzoeken naar dit element naar de productie uit urine. De bij dit proces geproduceerde fosfor had een witte (of geelachtige, wasachtige) kleur dat witte fosfor de eerste allotrope vorm van dit element was, waardoor het ook groter werd roem.
Achteraf, In de tweede helft van de 19e eeuw werd ontdekt dat witte fosfor kon worden geproduceerd door fosfaatgesteenten te verhitten, met zand en cola. Deze methode is verbeterd voor de moderne manier om witte fosfor te produceren, die bestaat uit het gebruik van een elektrische oven (die temperaturen bereikt tussen 1.400 en 1.500 ° C) voor het verwarmen van een fosfaatgesteente (Hier3(STOF4)2), zand (silica, SiO2) en cokes (koolstof).
2Ca3(STOF4)2 + 6 SiO2 + 10 C → P4 + 6 CaSiO3 + 10 CO
Fosfordampen worden gecondenseerd en vormen een wasachtige vaste stof die onoplosbaar is in water.
Niet stoppen nu... Er volgt nog meer na de reclame ;)
Samenstelling witte fosfor
Witte fosfor is conventioneel de meest stabiele vorm van fosfor, hoewel het in feite metastabiel is (de verwarming ervan leidt tot de thermodynamisch stabielere allotrope vormen, rood en zwart).
Het verschijnt in kristallijne vorm als P-moleculen4 tetraëdrische met P─P-bindingen met een lengte gelijk aan 221 pm. Het is oplosbaar in benzeen, PCl3 en C.S.2, zeer weinig oplosbaar in water. Witte fosfor wordt feitelijk in water opgeslagen om te voorkomen dat het oxideert.
In vochtige lucht ondergaat het chemiluminescerende oxidatie, waarbij het een groene gloed uitstraalt en langzaam transformeert in P4O8 en de3.
Waar is witte fosfor goed voor?
Witte fosfor wordt veel gebruikt in de militaire industrie, als rookproducent en voor het vullen van projectielen en granaten.
In de industrie in het algemeen wordt het geproduceerd als elementair fosfor uit fosfaatgesteenten, om vervolgens te worden omgezet in rode fosfor., een andere allotrope vorm, die ander chemisch gedrag vertoont. Rode fosfor heeft een grotere algemene toepassing en wordt gebruikt voor de productie van luciferstokjes, aluminiumfosfide, vlamvertragers en voor pyrotechnische doeleinden. Witte fosfor is ook de belangrijkste manier om verbindingen met een hogere zuiverheid te produceren die fosfor kunnen bevatten. Het produceert ook PCl3, door reactie met Cl2.
Zie ook: Zit de lucifer immers in het doosje of op de stick?
Gebruik van witte fosfor in oorlog
Witte fosfor wordt uiteindelijk gebruikt voor militaire doeleinden, vanwege de zelfontbranding bij lage temperaturen: boven 50 °C (sommige auteurs zeggen dat boven 34 °C) witte fosfor in contact met lucht ontbrandt en fosforpentoxide produceert (P4O10).
→ Witte fosforbom
Witte fosfor ontbrandt bij lage temperaturen. Daarom, het gebruik van witte fosfor als brandwapen is gebruikelijk bij conflicten. Het gebruik ervan is niet gebaseerd op dodelijkheid, maar eerder om vuur, verlichting of zelfs een rookgordijn te creëren om te helpen bij het ontsnappen of terugtrekken van troepen. Rookvorming vindt plaats wanneer de temperatuur voldoende hoog is in verhouding tot de zelfontbrandingstemperatuur van de allotrope vorm.
Omdat er de bovengenoemde toepassingen van witte fosfor bestaan (verlichting, rookgordijn en vuurbevordering), verbieden internationale verdragen het gebruik ervan in conflicten niet. Het VN-Verdrag tegen Chemische Wapens (CWC) beschouwt het niet als een chemisch wapen. Het enige probleem is dat witte fosfor, als het wordt gebruikt om mensen direct in brand te steken op burgerdoelen, in strijd zou kunnen zijn met Protocol III van het Verdrag inzake bepaalde conventionele wapens (CCCW). Dit feit zou echter moeten worden bewezen door een onderzoek door de bevoegde instanties.
→ Effecten van blootstelling aan witte fosfor
Eenmaal ontstoken is witte fosforbrand moeilijk te blussen. Hecht zeer gemakkelijk aan huid en kleding en veroorzaakt daardoor aanzienlijke brandwonden. Bovendien kan witte fosfor, zelfs na de eerste behandeling, opnieuw ontbranden als het nog in contact komt met lucht. Daarom is het essentieel om elk spoor van fosfor uit wonden te verwijderen.
In eerste instantie is wassen met water en zoutoplossingen essentieel, omdat dit niet alleen de klachten kan verminderen temperatuur, evenals het stoppen van de verbranding en het verwijderen van eventuele sporen van verdund fosforzuur gevormd. De opname van fosfor door de verbranding kan afwijkingen in de calcium- en fosforniveaus van het lichaam veroorzaken, waardoor er snel hypocalciëmie en hyperfosfatemie, wat de oorzaak kan zijn fatale hartritmestoornissen.
De rook is uiterst irriterend voor de slijmvliezen, waar het samen met water fosforzuur vormt. Het inademen van witte fosforrook veroorzaakt irritatie van de luchtwegen, waardoor hoesten, hoofdpijn en vertraagd longoedeem ontstaan.
Witte fosfor is zeer giftig voor de mens en wordt snel opgenomen in het bloed en de lever. Inname van 100 mg kan fataal zijn als gevolg van leverfalen. Langzame, langdurige blootstelling aan kleine hoeveelheden veroorzaakt ook vreselijke gevolgen. De meest voorkomende aandoening is overeenkomen met kaak, die eind 19e en begin 20e eeuw verschillende arbeiders in fosforfabrieken trof.
Verschillen tussen witte fosfor en rode fosfor
Witte en rode fosfor zijn verschillende allotrope vormen van het chemische element fosfor, beiden vertegenwoordigd door P4.
Rode fosfor kan worden verkregen uit witte fosfor door het in een inerte atmosfeer te verwarmen tot een temperatuur in het bereik van 540 K (267 ° C). Het werd voor het eerst verkregen door Anton von Schötter in 1845.
Er zijn verschillende kristallijne vormen van rode fosfor. Eén daarvan is Hittorf (ook bekend als violette fosfor), dat bestaat uit een lange en complexe fosforketen.
Rode fosfor heeft een lagere dichtheid dan wit, heeft een hoger smeltpunt en is minder reactief. Bovendien wordt rode fosfor ook niet als giftig beschouwd, waardoor het gemakkelijker en veiliger te hanteren is.
Bronnen
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. Het beheer van witte fosforverbranding. Brandwonden, N. 27, blz. 492-497, 2001.
HUISCROFT, C. EN.; SCHERPE, A. G. Anorganische scheikunde. 2. red. Pearson Education Limited: Londen, 2005.
Kelly, P. F. Fosfor: anorganische chemie. In: Encyclopedie van anorganische chemie. 2. red. Wiley: New Jersey, 2005.
WERELDGEZONDHEIDSORGANISATIE. Witte fosfor. Wereldgezondheidsorganisatie, 20 oktober. 2023. Beschikbaar in: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/white-phosphorus.
Wilt u naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijk:
NOVAIS, Stéfano Araújo. "Witte fosfor"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fosforo-branco.htm. Geraadpleegd op 9 november 2023.
