كيفية الحصول على الفوسفور الأحمر

لماذا يحتاج أي شخص إلى الفوسفور الأحمر؟ حسنًا ، اتضح أن هذه المادة القابلة للاحتراق لها استخدامات عديدة. إنه عنصر أساسي في الألعاب النارية والمشاعل ، وهو المكون الرئيسي في مباريات الإضراب في أي مكان وفي لوحات ملفتة للنظر لمباريات الأمان. كما أن لها استخدامات لا تتعلق بقابليتها للاحتراق. إنه عنصر مهم في الأسمدة النباتية ، وهو أحد العناصر التي يستخدمها مصنعو الرقائق لتخدير السيليكون لإنتاج أشباه موصلات أكثر كفاءة. بشكل غير متوقع ، عند مزجه بالبلاستيك والراتنجات ، يمكن أيضًا استخدام الفوسفور الأحمر كمثبط للهب. إنه أيضًا أحد المكونات التي استخدمها المعلم الخيالي الذي تحول إلى تاجر مخدرات والتر وايت لتصنيع الميثامفيتامين.

يمكنك بالفعل شراء الفوسفور الأحمر عبر الإنترنت ، على الرغم من أنه من المحتمل أن يكون مصدرك موجودًا في الصين أو في جزء آخر من آسيا. نظرًا لارتباطها بإنتاج الميثامفيتامين ، تنظم إدارة مكافحة المخدرات الأمريكية بيع الفوسفور الأحمر في الولايات المتحدة ، إلى جانب الفوسفور الأبيض ونقص الفوسفور. حمض (H₃ص₂). تؤثر هذه اللوائح أيضًا على الاستيراد ، لذلك إذا كنت تعيش في الولايات المتحدة ، فقد يكون الاستيراد غير قانوني ، اعتمادًا على الغرض الخاص بك. ومع ذلك ، تقدر الوكالة الكيميائية الأوروبية أنه يتم تصنيع ما بين 1000 إلى 10000 طن من الفوسفور كل عام لاستخدامه في الصناعة ، لذلك هناك الكثير مما يمكن الحصول عليه.

من الناحية الفنية ، يمكنك صنع الفوسفور الأحمر الخاص بك. هذه العملية ليست بهذه الصعوبة ، على الرغم من أنها تتضمن ترك وعاء من البول يقف لمدة أسبوع أو أكثر ، لذا فهي مقيتة. إذا كنت تفضل عدم التعامل مع البول ، يمكنك أيضًا تنقية الفوسفور من رماد العظام أو المعادن الغنية بالفوسفور. تنتج كلتا العمليتين الفوسفور الأبيض ، والذي يمكن تحويله إلى فوسفور أحمر.

تم اكتشاف العنصر الخامس عشر في الجدول الدوري ، الفوسفور (P) عن طريق الخطأ بواسطة الكيميائي Hennig Brand في عام 1669. كانت العلامة التجارية تبحث عن حجر الفيلسوف ، والذي كان وسيلة لتكرير الذهب من المعادن الأساسية. وكان أول من صقل الفسفور من البول ، وأطلق عليه اسم الفوسفور (حامل النور) لأنه يتوهج في الظلام.

ما أنتجته العلامة التجارية كان في الواقع الفسفور الأبيض ، وهو أحد العناصر الأساسية الثلاثة المتآصلة. في هذا الشكل ، يكون الفوسفور غير مستقر لدرجة أنه يجب أن يبقى تحت الماء لمنعه من الاشتعال. لم يكتشف الكيميائي النمساوي أنطون فون شروتر حتى عام 1845 الفوسفور الأحمر ، وهو مادة أكثر ثباتًا. حصل على عينته الأولى عن طريق تسخين الفوسفور الأبيض إلى درجة حرارة 250 درجة مئوية (482 فهرنهايت). التآصل الرئيسي الثالث هو الفوسفور الأسود ، وهو أكثر ثباتًا من الفوسفور الأحمر ولكنه ليس مفيدًا.

جميع تآصلات الفوسفور الثلاثة لها نفس التركيب الكيميائي: P₄. يتم ترتيب ذرات الفوسفور الأربع في هيكل رباعي السطوح ، ولكن توجد اختلافات دقيقة في الروابط التي تربطها ببعضها البعض. تمثل هذه الاختلافات نقطة غليان وانصهار أعلى لـ P الأحمر ، مقارنةً بـ P الأبيض ، وتفاعلها الأقل.

كانت عملية العلامة التجارية لصنع الفوسفور الأبيض تستغرق وقتًا طويلاً. ملأ إناءً بالبول وتركه حتى يفسد. ثم غليه في عجينة ، وسخنها إلى درجة حرارة عالية. قام بجمع الأبخرة في الماء حيث تكثفوا في الفوسفور الأبيض.

• الفوسفور الأبيض سام ويجب أن يبقى تحت الماء. إذا سمحت له بالتعرض للهواء ، فسوف يشتعل تلقائيًا. لا تحاول صنع الفوسفور الأبيض.

يتضمن إجراء التكرير تفاعلين. في المرحلة الأولى ، يتم تسخين فوسفات الصوديوم الأمونيوم لإنتاج فوسفيت الصوديوم والأمونيا والماء. عندما تقوم بتسخين فوسفيت الصوديوم بالفحم ، وهو في الأساس كربون ، فإن المنتجات هي بيروفوسفات الصوديوم وأول أكسيد الكربون والفوسفور الأبيض.

في عام 1680 ، قام الكيميائي روبرت بويل بتحسين عملية براند بإضافة الرمل (ثاني أكسيد السيليكون) إلى التفاعل الثاني لتحرير كل الفوسفور من بيروفوسفات الصوديوم.

للحصول على P الأحمر ، يجب عليك تسخين P الأبيض الذي تم الحصول عليه في هذه العملية والحفاظ على درجة الحرارة ثابتة لفترة طويلة. يمكن أن يحدث التحلل من الفوسفور الأبيض إلى الأحمر تلقائيًا في درجة حرارة الغرفة ، لكنه يستغرق وقتًا أطول.

طريقة أخرى استخدمت منذ أواخر القرن الثامن عشر تنتج الفوسفور من رماد العظام أو الصخور. في هذه الطريقة ، يمكنك تقليل عظام الحيوانات أو الأسماك إلى رماد ، أو طحن الصخور الغنية بالفوسفور ، مثل البيرومورفيت ، ومعالجة الرماد أو المسحوق بحمض الكبريتيك. ينتج التفاعل حامض الفوسفوريك وكبريتات الكالسيوم. يتم دمج شكل مركز من الحمض مع نوع معين من الفحم فوق اللهب لتقطير الفسفور الأبيض. يجب تسخين الفسفور الأبيض لإنتاج الفوسفور الأحمر.

تشير حقيقة أنه يمكنك الحصول على الفوسفور من البول إلى أن جسم الإنسان يحتاج إلى كمية معينة من الفوسفور. هذا صحيح ، وينطبق أيضًا على الحيوانات والنباتات. بقدر ما يتعلق الأمر بالبشر ، الفوسفور مهم في تكوين العظام والأسنان ، فهو ضروري للجسم تصنع البروتينات وهي مكون رئيسي في تكوين ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP) ، والذي يستخدمه الجسم للحصول على الطاقة. تفرز الكلى الفوسفور الزائد في البول ، وهذا هو السبب في أن البول مصدر جيد له.

المصادر الغذائية الرئيسية للفوسفور هي الحليب واللحوم - خاصة الدجاج ولحم الخنزير ولحوم الأعضاء. كما أن المأكولات البحرية غنية بالفوسفور. الأطعمة الأخرى الغنية بالبروتين مثل الفول والعدس والبازلاء هي أيضًا مصادر جيدة. يمكنك الحصول على كميات صغيرة من الفوسفور من الخبز والحبوب الكاملة والمكسرات والبذور والشوكولاتة. إن نبت البذور والمكسرات يزيد من التوافر البيولوجي للفوسفور الذي تحتوي عليه. يمكنك أيضًا الحصول على الفوسفور عن طريق تناول الكينوا والقطيفة.

تحتاج النباتات أيضًا إلى الفوسفور لجعلها قوية ومقاومة للأمراض. غالبًا ما تُصنع الأسمدة الغنية بالفوسفور باستخدام رماد العظام كمكون أساسي. كما أن ذرق الخفافيش غني بالفوسفور ويصنع سمادًا جيدًا.