Biały fosforjest alotropową formą pierwiastka chemicznego fosforu, powszechnie reprezentowany wzorem cząsteczkowym P4. Mimo że nazywany jest białym fosforem, jego kolor bardziej przypomina wosk lub żółtawy. Fosfor biały traktowany jest jako najbardziej stabilna forma fosforu, choć nie jest najbardziej stabilna termodynamicznie.
Fosfor biały ma niewiele bezpośrednich zastosowań w przemyśle i na ogół przekształca się go w czerwony alotrop, który ma bardziej bezpośrednie zastosowania i jest mniej toksyczny. Jednakże biały fosfor jest używany w konfliktach zbrojnych jako środek powodujący dym, do oświetlenia, a także powodować pożary, gdyż fosfor biały zapala się w kontakcie z powietrzem i w temperaturze nieco wyższej niż 30°C °C.
Przeczytaj też: Jakie są alotropowe formy siarki?
Tematy w tym artykule
- 1 - Podsumowanie białego fosforu
- 2 - Co to jest fosfor biały?
- 3 - Skład białego fosforu
- 4 - Do czego wykorzystuje się fosfor biały?
-
5 - Użycie białego fosforu na wojnie
- → Bomba z białym fosforem
- → Skutki narażenia na fosfor biały
- 6 - Różnice pomiędzy fosforem białym a fosforem czerwonym
Podsumowanie dotyczące fosforu białego
- Fosfor biały jest alotropową formą fosforu, reprezentowaną wzorem P4.
- Ma żółtawą barwę, zbliżoną do barwy wosku.
- Można go wytwarzać ze skał fosforytowych, piasku i koksu w wysokich temperaturach.
- Jest bardzo słabo rozpuszczalny w wodzie i zapala się w temperaturze nieco powyżej 30°C.
- Nie jest szeroko stosowany w przemyśle, ale jest główną formą elementarną produkowanego fosforu.
- Używa się go podczas konfliktów i wojen jako środek wywołujący dym, pożary i do zapalania.
- Ma bardziej bezpośrednie zastosowania niż biały fosfor i jest od niego mniej toksyczny.
Co to jest fosfor biały?
Biały fosfor jest jedną z 12 istniejących form alotropowych pierwiastek chemiczny fosfor, powszechnie przedstawiany jako P4.
W starożytności jedynym znanym źródłem fosforu był mocz dlatego też wszystkie badania dotyczące tego pierwiastka odnosiły się do jego wytwarzania z moczu. Fosfor powstały w tym procesie miał białą (lub żółtawą, woskową) barwę, co powodowało że fosfor biały był pierwszą alotropową formą tego pierwiastka, również zwiększając jego liczebność sława.
Później, W drugiej połowie XIX wieku odkryto, że fosfor biały można wytwarzać poprzez ogrzewanie skał fosforanowychz piaskiem i koksem. Metoda ta została udoskonalona do nowoczesnego sposobu otrzymywania fosforu białego, który polega na zastosowaniu a piec elektryczny (osiągający temperatury w zakresie od 1400 do 1500 °C) do wygrzewania fosforytu (Tutaj3(PYŁ4)2), piasek (krzemionka, SiO2) i koks (węgiel).
2Ca3(PYŁ4)2 + 6SiO22 + 10 C → P4 + 6 CaSiO3 + 10 CO
Opary fosforu kondensują się, tworząc woskowatą substancję stałą, która jest nierozpuszczalna w wodzie.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Skład białego fosforu
Biały fosfor jest tradycyjnie najbardziej stabilną formą fosforu, chociaż w rzeczywistości jest metastabilny (jego ogrzewanie prowadzi do bardziej stabilnych termodynamicznie form alotropowych, czerwonej i czarnej).
Występuje w postaci krystalicznej jako cząsteczki P4 czworościenny z wiązaniami P─P o długości równej 221 pm. Jest rozpuszczalny w benzenie, PCl3 i CS2, bardzo słabo rozpuszczalny w wodzie. W rzeczywistości biały fosfor jest magazynowany w wodzie, aby zapobiec jego utlenianiu.
W wilgotnym powietrzu ulega utlenianiu chemiluminescencyjnemu, emitując zieloną poświatę i powoli przekształcając się w P4O8 i3.
Do czego służy biały fosfor?
Biały fosfor ma szerokie zastosowanie w przemyśle zbrojeniowym, jako generator dymu oraz do napełniania pocisków i granatów.
W przemyśle wytwarza się go w postaci pierwiastkowego fosforu ze skał fosforytowych, który następnie przekształca się w fosfor czerwony, inna forma alotropowa, która ma inne zachowanie chemiczne. Fosfor czerwony ma szersze zastosowanie ogólne, jest używany do produkcji zapałek, fosforku glinu, środków zmniejszających palność oraz do celów pirotechnicznych. Biały fosfor jest również głównym sposobem wytwarzania związków o wyższej czystości, które mogą zawierać fosfor. Produkuje również PCl3, poprzez reakcję z Cl2.
Zobacz też: W końcu zapałka jest w pudełku czy na patyku?
Użycie białego fosforu na wojnie
Fosfor biały jest ostatecznie wykorzystywany do celów wojskowych ze względu na jego samozapłon w niskich temperaturach: powyżej 50 °C (niektórzy autorzy podają powyżej 34°C), w kontakcie z powietrzem fosfor biały zapala się, tworząc pięciotlenek fosforu (P4O10).
→ Bomba z białym fosforem
Fosfor biały zapala się w niskich temperaturach. Dlatego, użycie białego fosforu jako broni zapalającej jest powszechne w konfliktach. Jego użycie nie opiera się na zabójczym działaniu, ale raczej na wywołaniu pożaru, oświetlenia, a nawet zasłony dymnej, aby pomóc w ucieczce lub odwrocie żołnierzy. Tworzenie się dymu następuje, gdy temperatura jest wystarczająco wysoka w stosunku do temperatury początku samozapłonu formy alotropowej.
Ponieważ istnieją wyżej wymienione zastosowania fosforu białego (oświetlenie, zasłona dymna i wzniecanie ognia), konwencje międzynarodowe nie zabraniają jego stosowania w konfliktach. Konwencja ONZ o zakazie broni chemicznej (CWC) nie uznaje tej broni za broń chemiczną. Jedynym problemem jest to, że biały fosfor użyty do bezpośredniego podpalenia celów cywilnych może naruszyć Protokół III Konwencji o niektórych broniach konwencjonalnych (CCCW). Fakt ten musiałby jednak zostać udowodniony w drodze dochodzenia prowadzonego przez właściwe organy.
→ Skutki narażenia na fosfor biały
Po zapaleniu ogień białego fosforu jest trudny do ugaszenia. Bardzo łatwo przylega do skóry i odzieży, powodując znaczne oparzenia. Co więcej, nawet po wstępnej obróbce biały fosfor może ponownie się zapalić, jeśli nadal będzie miał kontakt z powietrzem. Dlatego konieczne jest usunięcie wszelkich śladów fosforu z ran.
Na początku konieczne jest przemycie wodą i roztworami soli fizjologicznej, ponieważ może to nie tylko zmniejszyć temperatury, a także zatrzymanie spalania i usunięcie wszelkich śladów rozcieńczonego kwasu fosforowego, który może zawierać powstało. Wchłanianie fosforu w wyniku oparzenia może powodować odchylenia w poziomie wapnia i fosforu w organizmie, co może szybko spowodować hipokalcemia i hiperfosfatemia, co może być przyczyną śmiertelna arytmia serca.
Dym działa wyjątkowo drażniąco na błony śluzowe, gdzie łączy się z wodą, tworząc kwas fosforowy. Wdychanie dymu białego fosforu powoduje podrażnienie dróg oddechowych, powodujące kaszel, ból głowy i opóźniony obrzęk płuc.
Fosfor biały jest bardzo toksyczny dla człowieka i szybko wchłania się do krwi i wątroby. Spożycie 100 mg może być śmiertelne z powodu niewydolności wątroby. Powolne, długotrwałe narażenie na niewielkie ilości również powoduje straszne konsekwencje. Najczęstszym stanem jest dopasuj szczękę, która dotknęła kilku pracowników fabryk fosforu pod koniec XIX i na początku XX wieku.
Różnice między fosforem białym a fosforem czerwonym
Fosfor biały i czerwony to różne alotropowe formy pierwiastka chemicznego fosforu, obaj reprezentowani przez P4.
Fosfor czerwony można otrzymać z fosforu białego poprzez ogrzewanie go w obojętnej atmosferze w temperaturze w zakresie 540 K (267 °C). Po raz pierwszy uzyskał go Anton von Schötter w 1845 roku.
Istnieje kilka krystalicznych form czerwonego fosforu. Jednym z nich jest Hittorf (znany również jako fosfor fioletowy), który składa się z długiego i złożonego łańcucha fosforu.
Fosfor czerwony ma mniejszą gęstość niż biały, ma wyższą temperaturę topnienia i jest mniej reaktywny. Co więcej, czerwony fosfor nie jest również uważany za toksyczny, co czyni go łatwiejszym i bezpieczniejszym w obsłudze.
Źródła
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. Postępowanie w przypadku oparzeń fosforem białym. Oparzenia, N. 27, s. 27 492-497, 2001.
HOUSECROFT, C. I.; SHARPE, A. G. Chemia nieorganiczna. 2. wyd. Pearson Education Limited: Londyn, 2005.
Kelly, P. F. Fosfor: chemia nieorganiczna. W: Encyklopedia chemii nieorganicznej. 2. wyd. Wiley: New Jersey, 2005.
ŚWIATOWA ORGANIZACJA ZDROWIA. Biały fosfor. Światowa Organizacja Zdrowia, 20 października. 2023. Dostępne w: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/white-phosphorus.
Czy chciałbyś odwołać się do tego tekstu w pracy szkolnej lub akademickiej? Patrzeć:
NOVAIS, Stéfano Araújo. „Biały fosfor”; Szkoła brazylijska. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fosforo-branco.htm. Dostęp: 9 listopada 2023 r.
