Proč by někdo potřeboval červený fosfor? Ukázalo se, že tento hořlavý materiál má mnoho využití. Je to primární přísada do ohňostrojů a světlic a je to hlavní přísada do zápasů kdekoli a do úderných desek pro bezpečnostní zápasy. Má také použití, která nesouvisí s jeho hořlavostí. Je to důležitá součást rostlinných hnojiv a je to jeden z prvků, které výrobci čipů používají k dopování křemíku k výrobě účinnějších polovodičů. Při smíchání s plasty a pryskyřicemi může být neúčinně použit také červený fosfor jako retardér hoření. Je to také jedna z ingrediencí, které fiktivní obchodník s drogami, Walter Walter White, vyráběl metamfetamin.
Ve skutečnosti si můžete koupit červený fosfor online, i když váš zdroj bude pravděpodobně umístěn v Číně nebo v jiné části Asie. Kvůli svému spojení s produkcí pervitinu reguluje Americká protidrogová správa prodej červeného fosforu ve Spojených státech spolu s bílým fosforem a hypofosforem kyselina (H3PO2). Tyto předpisy také ovlivňují dovoz, takže pokud žijete ve Spojených státech, může být dovoz v závislosti na vašem účelu nelegální. Evropská chemická agentura však odhaduje, že se každoročně vyrobí 1 000 až 10 000 tun fosforu pro použití v průmyslu, takže je toho spousta.
Technicky byste si mohli vyrobit svůj vlastní červený fosfor. Tento proces není tak obtížný, i když zahrnuje ponechání nádoby s močí stát týden nebo déle, takže je nechutné. Pokud nechcete pracovat s močí, můžete fosfor zušlechtit také z kostního popela nebo minerálů bohatých na fosfor. Oba procesy poskytují bílý fosfor, který lze převést na červený fosfor.
Objev fosforu a jeho alotropů
15. prvek v periodické tabulce, fosfor (P), objevil náhodně alchymista Hennig Brand v roce 1669. Brand hledal kámen mudrců, což byl způsob, jak rafinovat zlato z obecných kovů. Byl prvním, kdo rafinoval fosfor z moči, a dal mu jméno fosfor (nositel světla), protože ve tmě zářil.
To, co Brand vyráběl, byl ve skutečnosti bílý fosfor, který je jedním ze tří hlavních alotropů. V této formě je fosfor tak nestabilní, že musí být udržován pod vodou, aby se zabránilo jeho vzplanutí. Teprve v roce 1845 objevil rakouský chemik Anton von Schrötter červený fosfor, stabilnější allotrope. Svůj první vzorek získal zahřátím bílého fosforu na teplotu 250 stupňů Celsia (482 F). Třetím hlavním alotropem je černý fosfor, který je ještě stabilnější než červený fosfor, ale není tak užitečný.
Všechny tři allotropy fosforu mají stejné chemické složení: P4. Čtyři atomy fosforu jsou uspořádány do čtyřboké struktury, ale ve vazbách, které je drží pohromadě, existují jemné variace. Tyto rozdíly představují vyšší bod varu a teploty tání červeného P ve srovnání s bílým P a jeho nižší reaktivitu.
Rafinace červeného fosforu z moči
Značkový proces výroby bílého fosforu byl časově náročný. Naplnil nádobu močí a nechal ji stát, dokud nezaschla; potom ji vařil na pastu, kterou zahřál na vysokou teplotu. Sbíral páry ve vodě, kde kondenzovaly na bílý fosfor.
Varování
Bílý fosfor je toxický a musí být udržován pod vodou. Pokud jej necháte vystavit vzduchu, spontánně se zapálí. Nepokoušejte se vyrobit bílý fosfor.
Postup rafinace zahrnuje dvě reakce. V první se zahřívá hydrogenfosforečnan sodný amonný za vzniku fosforečnanu sodného, amoniaku a vody. Při zahřívání fosforečnanu sodného dřevěným uhlím, které je v podstatě uhlíkem, jsou produkty pyrofosforečnan sodný, oxid uhelnatý a bílý fosfor.
V roce 1680 chemik Robert Boyle vylepšil Brandův proces přidáním písku (oxidu křemičitého) do druhé reakce, aby uvolnil veškerý fosfor z pyrofosforečnanu sodného.
Chcete-li získat červené P, musíte zahřát bílé P získané v tomto procesu a udržovat konstantní teplotu po delší dobu. K degradaci z bílého na červený fosfor může dojít spontánně při pokojové teplotě, ale trvá to mnohem déle.
Získávání červeného fosforu z kostního popela nebo skal
Další metoda používaná od konce 17. století produkuje fosfor z kostního popela nebo hornin. V této metodě redukujete zvířecí nebo rybí kosti na popel, nebo rozdrvíte kameny bohaté na fosfor, jako je pyromorfit, a popel nebo prášek zpracujete kyselinou sírovou. Reakcí se získá kyselina fosforečná a síran vápenatý. Koncentrovaná forma kyseliny se kombinuje s určitým typem dřevěného uhlí na plameni, aby se oddestiloval bílý fosfor. Bílý fosfor musí být zahříván, aby se vytvořil červený fosfor.
Která jídla mají vysoký obsah fosforu?
Skutečnost, že můžete získat fosfor z moči, naznačuje, že lidské tělo potřebuje určité množství fosforu. To je pravda a platí to také pro zvířata a rostliny. Pokud jde o lidské bytosti, fosfor je důležitý při tvorbě kostí a zubů, je pro tělo nezbytný vyrábí bílkoviny a je klíčovou složkou při tvorbě adenosintrifosfátu (ATP), který tělo využívá k výrobě energie. Ledviny uvolňují přebytečný fosfor do moči, a proto je moč tak dobrým zdrojem.
Hlavním potravinovým zdrojem fosforu je mléko a maso - zejména kuřecí, vepřové a orgánové maso. Mořské plody jsou také bohaté na fosfor. Dobrým zdrojem jsou také jiné potraviny s vysokým obsahem bílkovin, jako jsou fazole, čočka a hrášek. Malé množství fosforu můžete získat z celozrnného chleba a cereálií, ořechů, semen a čokolády. Klíčení semen a ořechů zvyšuje biologickou dostupnost fosforu, který obsahují. Fosfor můžete získat také konzumací quinoa a amarantu.
Rostliny také potřebují fosfor, aby byly silné a odolné vůči chorobám. Hnojiva bohatá na fosfor se často vyrábějí za použití kostního popela jako primární složky. Bat guano je také bohaté na fosfor a je dobrým hnojivem.
