ฟอสฟอรัสขาว: คืออะไร องค์ประกอบ การใช้งาน

ฟอสฟอรัสขาวเป็นรูปแบบ allotropic ขององค์ประกอบทางเคมีฟอสฟอรัสโดยทั่วไปแสดงด้วยสูตรโมเลกุล P₄. แม้จะเรียกว่าฟอสฟอรัสขาว แต่สีของมันก็ชวนให้นึกถึงขี้ผึ้งหรือสีเหลืองมากกว่า ฟอสฟอรัสขาวถือเป็นฟอสฟอรัสในรูปแบบที่เสถียรที่สุด แม้ว่าจะไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์มากที่สุดก็ตาม

ฟอสฟอรัสขาวมีการใช้โดยตรงในอุตสาหกรรมเพียงเล็กน้อย โดยทั่วไปจะถูกแปลงเป็น allotrope สีแดง ซึ่งมีประโยชน์โดยตรงมากกว่าและมีพิษน้อยกว่า อย่างไรก็ตาม ฟอสฟอรัสขาวถูกใช้ในความขัดแย้งทางการทหารในฐานะสารก่อควัน เพื่อใช้ให้แสงสว่างและยังใช้อีกด้วย ทำให้เกิดไฟได้เนื่องจากฟอสฟอรัสขาวจะติดไฟเมื่อสัมผัสกับอากาศและที่อุณหภูมิสูงกว่า 30 เล็กน้อย องศาเซลเซียส

อ่านด้วย: ซัลเฟอร์ในรูปแบบ allotropic คืออะไร?

หัวข้อในบทความนี้

• 1 - สรุปฟอสฟอรัสขาว
• 2 - ฟอสฟอรัสขาวคืออะไร?
• 3 - องค์ประกอบของฟอสฟอรัสขาว
• 4 - ฟอสฟอรัสขาวใช้ทำอะไร?
• 5 - การใช้ฟอสฟอรัสขาวในสงคราม
  • → ระเบิดฟอสฟอรัสขาว
  • → ผลของการได้รับฟอสฟอรัสขาว
• 6 - ความแตกต่างระหว่างฟอสฟอรัสขาวและฟอสฟอรัสแดง

สรุปฟอสฟอรัสขาว

• ฟอสฟอรัสขาวเป็นรูปแบบหนึ่งของฟอสฟอรัส allotropic ซึ่งแสดงโดยสูตร P_4.
• มีสีเหลืองใกล้เคียงกับสีขี้ผึ้ง
• สามารถผลิตได้จากหินฟอสเฟต ทราย และโค้กที่อุณหภูมิสูง
• ละลายได้ไม่ดีในน้ำและติดไฟได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 30°C
• ไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม แต่เป็นฟอสฟอรัสในรูปแบบองค์ประกอบหลักที่ผลิตได้
• ใช้ในความขัดแย้งและสงครามในฐานะตัวแทนที่ก่อให้เกิดควัน ไฟ และแสงสว่าง
• มีประโยชน์โดยตรงมากกว่าฟอสฟอรัสขาวและมีพิษน้อยกว่าด้วย

ฟอสฟอรัสขาวคืออะไร?

ฟอสฟอรัสขาว เป็นหนึ่งใน 12 รูปแบบ allotropic ที่มีอยู่ องค์ประกอบทางเคมีฟอสฟอรัสโดยทั่วไปแสดงเป็น P₄.

ในสมัยโบราณ ปัสสาวะเป็นแหล่งเดียวที่รู้จักสำหรับธาตุฟอสฟอรัส ดังนั้นการศึกษาทั้งหมดเกี่ยวกับองค์ประกอบนี้จึงอ้างอิงถึงการผลิตจากปัสสาวะ ฟอสฟอรัสที่เกิดขึ้นในกระบวนการนี้มีสีขาว (หรือสีเหลืองคล้ายขี้ผึ้ง) ทำให้เกิด ฟอสฟอรัสขาวเป็นรูปแบบ allotropic แรกขององค์ประกอบนี้ และยังทำให้มันยิ่งใหญ่ขึ้นด้วย ชื่อเสียง.

ด้านหลัง ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 พบว่าฟอสฟอรัสขาวสามารถผลิตได้โดยการให้ความร้อนกับหินฟอสเฟตด้วยทรายและโค้ก วิธีการนี้ได้รับการปรับปรุงให้ทันสมัยในการผลิตฟอสฟอรัสขาวซึ่งประกอบด้วยการใช้ก เตาไฟฟ้า (ซึ่งมีอุณหภูมิอยู่ในช่วง 1,400 ถึง 1,500 °C) เพื่อให้ความร้อนแก่หินฟอสเฟต (ที่นี่₃(ฝุ่น₄)₂), ทราย (ซิลิกา, SiO₂) และโค้ก (คาร์บอน)

2ซีเอ₃(ฝุ่น₄)₂ + 6 SiO₂ + 10 C → ป₄ + 6 CaSiO₃ +10 CO

ไอระเหยของฟอสฟอรัสจะถูกควบแน่นจนกลายเป็นของแข็งคล้ายขี้ผึ้งที่ไม่ละลายในน้ำ

อย่าหยุดตอนนี้... มีมากขึ้นหลังจากการโฆษณา;)

องค์ประกอบของฟอสฟอรัสขาว

ฟอสฟอรัสขาว เป็นรูปแบบฟอสฟอรัสที่เสถียรที่สุดตามอัตภาพแม้ว่าในความเป็นจริงแล้วจะสามารถแพร่กระจายได้ (การให้ความร้อนนำไปสู่รูปแบบ allotropic ที่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์มากขึ้นสีแดงและสีดำ)

ปรากฏอยู่ในรูปผลึกเป็นโมเลกุล P₄ จัตุรมุขที่มีพันธะ P─P ยาวเท่ากับ 221 pm. ละลายได้ในเบนซีน บมจ₃ และซี.เอส.₂ละลายได้ในน้ำน้อยมาก ที่จริงแล้ว ฟอสฟอรัสขาวจะถูกเก็บไว้ในน้ำเพื่อป้องกันไม่ให้ออกซิไดซ์

ฟอสฟอรัสในรูปแบบ allotropic หลัก: สีขาว สีแดง และสีดำ

ในอากาศชื้น จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันแบบเคมีเรืองแสง เปล่งแสงสีเขียวและค่อยๆ เปลี่ยนเป็น P₄โอ₈ และ₃.

ฟอสฟอรัสขาวมีประโยชน์อย่างไร?

ฟอสฟอรัสขาว มีการใช้งานอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมการทหารในฐานะผู้ผลิตควันและสำหรับเติมขีปนาวุธและระเบิด

ในอุตสาหกรรมโดยทั่วไปจะผลิตเป็นธาตุฟอสฟอรัสจากหินฟอสเฟตแล้วเปลี่ยนเป็นฟอสฟอรัสแดงซึ่งเป็นรูปแบบ allotropic อีกรูปแบบหนึ่งซึ่งมีพฤติกรรมทางเคมีต่างกัน ฟอสฟอรัสแดงมีการใช้งานทั่วไปมากกว่า โดยจะใช้ในการผลิตก้านไม้ขีด อะลูมิเนียมฟอสไฟด์ สารหน่วงการติดไฟ และเพื่อจุดประสงค์ด้านดอกไม้เพลิง ฟอสฟอรัสขาวยังเป็นวิธีหลักในการผลิตสารประกอบที่มีความบริสุทธิ์สูงขึ้นซึ่งอาจมีฟอสฟอรัสอยู่ด้วย นอกจากนี้ยังผลิตบมจ₃โดยทำปฏิกิริยากับ Cl₂.

ดูด้วย: ท้ายที่สุดแล้วการแข่งขันอยู่ในกล่องหรือบนไม้ขีด?

การใช้ฟอสฟอรัสขาวในสงคราม

ฟอสฟอรัสขาวท้ายที่สุดถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการทหาร เนื่องจากการจุดติดไฟได้เองที่อุณหภูมิต่ำ: สูงกว่า 50 °C (ผู้เขียนบางคนบอกว่าอุณหภูมิสูงกว่า 34 °C) เมื่อสัมผัสกับอากาศ ฟอสฟอรัสขาวจะลุกไหม้ ทำให้เกิดฟอสฟอรัสเพนท็อกไซด์ (ป₄โอ₁₀).

→ ระเบิดฟอสฟอรัสขาว

ฟอสฟอรัสขาวติดไฟที่อุณหภูมิต่ำ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไม การใช้ฟอสฟอรัสขาวเป็นอาวุธก่อความไม่สงบถือเป็นเรื่องปกติในความขัดแย้ง. การใช้งานไม่ได้ขึ้นอยู่กับการสังหาร แต่เพื่อสร้างไฟ แสงสว่าง หรือแม้แต่ม่านควันเพื่อช่วยในการหลบหนีหรือล่าถอยของทหาร การก่อตัวของควันเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงเพียงพอสัมพันธ์กับอุณหภูมิที่เริ่มจุดติดไฟอัตโนมัติของรูปแบบอัลโลทรอปิก

ระเบิดฟอสฟอรัสขาวถูกใช้ในปี 1966 ระหว่างสงครามเวียดนาม

เนื่องจากมีการใช้ฟอสฟอรัสขาวตามที่กล่าวไว้ข้างต้น (แสงสว่าง ม่านควัน และส่งเสริมการจุดไฟ) อนุสัญญาระหว่างประเทศจึงไม่ห้ามการใช้ฟอสฟอรัสในความขัดแย้ง อนุสัญญาว่าด้วยอาวุธเคมีแห่งสหประชาชาติ (CWC) ไม่ถือว่าเป็นอาวุธเคมี ปัญหาเดียวก็คือ หากใช้ในการจุดไฟเผาประชาชนโดยตรงไปยังเป้าหมายพลเรือน ฟอสฟอรัสขาวอาจละเมิดพิธีสารที่ 3 ของอนุสัญญาว่าด้วยอาวุธตามแบบบางประเภท (CCCW) อย่างไรก็ตาม ข้อเท็จจริงนี้จะต้องได้รับการพิสูจน์โดยการสอบสวนโดยหน่วยงานผู้มีอำนาจ

→ ผลของการได้รับฟอสฟอรัสขาว

เมื่อจุดไฟแล้วไฟฟอสฟอรัสขาวจะดับได้ยาก ยึดติดกับผิวหนังและเสื้อผ้าได้ง่ายมากทำให้เกิด การเผาไหม้ที่สำคัญ. นอกจากนี้ แม้หลังการรักษาเบื้องต้น ฟอสฟอรัสขาวยังสามารถลุกไหม้ได้หากยังสัมผัสกับอากาศ ดังนั้นการกำจัดฟอสฟอรัสออกจากบาดแผลจึงเป็นสิ่งสำคัญ

ในตอนแรกการล้างด้วยน้ำและน้ำเกลือเป็นสิ่งจำเป็น เพราะไม่เพียงแต่ช่วยลดปัญหาเท่านั้น อุณหภูมิตลอดจนหยุดการเผาไหม้และขจัดกรดฟอสฟอริกเจือจางที่อาจมี ถูกสร้างขึ้น การดูดซึมฟอสฟอรัสจากการเผาไหม้สามารถทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของระดับแคลเซียมและฟอสฟอรัสในร่างกายซึ่งสามารถสร้างได้อย่างรวดเร็ว ภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำและภาวะฟอสเฟตในเลือดสูงซึ่งอาจเป็นสาเหตุของ ภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะร้ายแรง.

ควันจะทำให้เยื่อเมือกระคายเคืองอย่างยิ่ง โดยจะรวมตัวกับน้ำเพื่อสร้างกรดฟอสฟอริก การสูดดมควันฟอสฟอรัสขาวทำให้เกิด ระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจ ทำให้เกิดอาการไอ ปวดศีรษะ และปอดบวมน้ำตามมา.

ฟอสฟอรัสขาวเป็นพิษอย่างมากต่อมนุษย์และถูกดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดและตับอย่างรวดเร็ว การกลืนกิน 100 มก. อาจถึงแก่ชีวิตได้เนื่องจากตับวาย การได้รับสารปริมาณน้อยอย่างช้าๆ และเป็นเวลานานยังทำให้เกิดผลที่ตามมาอันเลวร้ายอีกด้วย สภาพที่พบบ่อยที่สุดคือ จับคู่กรามซึ่งส่งผลกระทบต่อคนงานหลายคนในโรงงานฟอสฟอรัสในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20

ความแตกต่างระหว่างฟอสฟอรัสขาวและฟอสฟอรัสแดง

ฟอสฟอรัสสีขาวและสีแดง เป็นรูปแบบ allotropic ที่แตกต่างกันขององค์ประกอบทางเคมีฟอสฟอรัสทั้งสองแสดงโดย P₄.

ฟอสฟอรัสแดงสามารถหาได้จากฟอสฟอรัสขาว โดยการให้ความร้อนในบรรยากาศเฉื่อยที่อุณหภูมิในช่วง 540 K (267 °C) ได้มาครั้งแรกโดย Anton von Schötter ในปี 1845

ฟอสฟอรัสแดงมีรูปแบบผลึกหลายรูปแบบ หนึ่งในนั้นคือฮิตทอร์ฟ (หรือเรียกอีกอย่างว่าไวโอเล็ตฟอสฟอรัส) ซึ่งประกอบด้วยสายโซ่ฟอสฟอรัสที่ยาวและซับซ้อน

ฟอสฟอรัสแดงมีความหนาแน่นน้อยกว่าสีขาว มีจุดหลอมเหลวสูงกว่าและมีปฏิกิริยาน้อยกว่า. นอกจากนี้ฟอสฟอรัสแดงก็ไม่ถือว่าเป็นพิษซึ่งทำให้จัดการได้ง่ายและปลอดภัยยิ่งขึ้น

แหล่งที่มา

โชว ต.-ดี.; ลี, ต.-ว.; เฉิน ส.-ล.; ตุง ย.-ม.; ได น.-ท.; เฉิน เอส.-จี.; ลี, ซี.-ช.; เฉิน ต.-ม.; วัง, เอช.-เจ. การจัดการการเผาผลาญฟอสฟอรัสขาว เบิร์นส์, n. 27 น. 492-497, 2001.

เฮาส์ครอฟต์, ซี. และ.; ชาร์ป, เอ. ช. เคมีอนินทรีย์. 2. เอ็ด เพียร์สัน เอ็ดดูเคชั่น ลิมิเต็ด: ลอนดอน, 2548

เคลลี่พี. เอฟ ฟอสฟอรัส: เคมีอนินทรีย์ ใน: สารานุกรมเคมีอนินทรีย์. 2. เอ็ด ไวลีย์: นิวเจอร์ซีย์ 2548

องค์การอนามัยโลก. ฟอสฟอรัสขาว. องค์การอนามัยโลก 20 ต.ค. 2023. มีจำหน่ายใน: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/white-phosphorus.

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

โนไวส์, สเตฟาโน อาราอูโฮ. "ฟอสฟอรัสขาว"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fosforo-branco.htm. เข้าถึงเมื่อวันที่ 9 พฤศจิกายน 2023.