Защо някой ще се нуждае от червен фосфор? Е, оказва се, че този горим материал има много приложения. Това е основна съставка в фойерверки и ракети и е основната съставка в мачове за удари навсякъде и в удрящи плочи за мачове за безопасност. Той също така има приложения, които не са свързани с неговата горимост. Това е важен компонент на торовете за растения и е един от елементите, които производителите на чипове използват за легиране на силиций, за да направят по-ефективни полупроводници. Противоположно, когато се смесва с пластмаси и смоли, червеният фосфор също може да се използва като забавител на горенето. Това е и една от съставките, която измисленият учител, превърнал се в наркодилър Уолтър Уайт, използва за производството на метамфетамин.
Всъщност можете да закупите червен фосфор онлайн, въпреки че вашият източник е вероятно да се намира в Китай или друга част на Азия. Поради връзката си с производството на мет, Американската администрация за борба с наркотиците регулира продажбата на червен фосфор в САЩ, заедно с бял фосфор и хипофосфор киселина (H
3PO2). Тези разпоредби засягат и вноса, така че ако живеете в Съединените щати, вносът може да е незаконен, в зависимост от вашата цел. Европейската агенция по химикали обаче изчислява, че всяка година се произвеждат от 1000 до 10 000 тона фосфор за използване в промишлеността, така че има какво да се предложи.Технически бихте могли да направите свой собствен червен фосфор. Процесът не е толкова труден, въпреки че включва оставяне на контейнер с урина да престои една седмица или повече, така че е неприятно. Ако предпочитате да не работите с урина, можете също да прецизирате фосфора от костна пепел или богати на фосфор минерали. И двата процеса дават бял фосфор, който може да се превърне в червен фосфор.
Откриването на фосфор и неговите алотропи
15-ият елемент в периодичната таблица фосфор (P) е открит случайно от алхимик Хениг Бранд през 1669г. Бранд търсеше философския камък, който беше начин за усъвършенстване на златото от неблагородни метали. Той е първият, който усъвършенства фосфора от урината и му дава името фосфор (носител на светлина), защото той свети в тъмнината.
Това, което Бранд произвежда, всъщност е бял фосфор, който е един от трите основни алотропи. В тази форма фосфорът е толкова нестабилен, че трябва да се държи под водата, за да не избухне в пламъци. Едва през 1845 г. австрийски химик Антон фон Шротър открива червения фосфор, по-стабилен алотроп. Той получава първата си проба чрез нагряване на бял фосфор до температура от 250 градуса по Целзий (482 F). Третият основен алотроп е черен фосфор, който е дори по-стабилен от червения фосфор, но не е толкова полезен.
И трите алотропи на фосфор имат един и същ химичен състав: P4. Четирите фосфорни атома са подредени в тетраедрична структура, но има фини вариации в връзките, които ги държат заедно. Тези разлики обясняват по-високата точка на кипене и топене на червения P в сравнение с белия P и по-ниската му реактивност.
Рафиниране на червен фосфор от урина
Процесът на Бранд за получаване на бял фосфор отне много време. Той напълни съд с урина и го остави да престои, докато се разгъне; след това го свари в паста, която загрява до висока температура. Той събира парите във вода, където те се кондензират в бял фосфор.
Предупреждения
Белият фосфор е токсичен и трябва да се съхранява под вода. Ако му позволите да бъде изложено на въздуха, то спонтанно ще се запали. Не се опитвайте да правите бял фосфор.
Процедурата за рафиниране включва две реакции. В първия амониевият натриев хидрогенфосфат се нагрява, за да се получи натриев фосфит, амоняк и вода. Когато нагрявате натриев фосфит с въглен, който по същество е въглерод, продуктите са натриев пирофосфат, въглероден окис и бял фосфор.
През 1680 г. химикът Робърт Бойл подобри процеса на Бранд, като добави пясък (силициев диоксид) към втората реакция, за да освободи целия фосфор от натриевия пирофосфат.
За да получите червено P, трябва да загреете полученото в този процес бяло P и да поддържате постоянна температура за продължителен период. Разграждането от бял до червен фосфор може да се случи спонтанно при стайна температура, но отнема много повече време.
Получаване на червен фосфор от костна пепел или скали
Друг метод, използван от края на 1700 г., произвежда фосфор от костна пепел или скали. По този метод намалявате костите на животни или риби до пепел или смилате богати на фосфор скали, като пироморфит, и обработвате пепелта или праха със сярна киселина. В резултат на реакцията се получават фосфорна киселина и калциев сулфат. Концентрирана форма на киселината се комбинира с определен вид въглен върху пламък, за да дестилира бял фосфор. Белият фосфор трябва да се нагрее, за да се получи червен фосфор.
Кои храни са с високо съдържание на фосфор?
Фактът, че можете да получите фосфор от урината, предполага, че човешкото тяло се нуждае от определено количество фосфор. Това е вярно и важи и за животните и растенията. Що се отнася до човешките същества, фосфорът е важен за формирането на костите и зъбите, той е необходим на тялото произвеждат протеини и това е ключов компонент при образуването на аденозин трифосфат (АТФ), който тялото използва за енергия. Бъбреците отделят излишния фосфор в урината, поради което урината е толкова добър източник на него.
Основните хранителни източници на фосфор са млякото и месото - по-специално пилешко, свинско и органно месо. Морските дарове също са богати на фосфор. Други храни с високо съдържание на протеини, като боб, леща и грах, също са добри източници. Можете да получите малки количества фосфор от пълнозърнест хляб и зърнени храни, ядки, семена и шоколад. Покълването на семена и ядки увеличава бионаличността на съдържащия се в тях фосфор. Можете също така да си набавите фосфор, като ядете киноа и амарант.
Растенията се нуждаят и от фосфор, за да ги направят здрави и устойчиви на болести. Торовете, богати на фосфор, често се правят с помощта на костна пепел като основна съставка. Гуано прилеп също е богато на фосфор и прави добър тор.
