Γιατί κάποιος θα χρειαζόταν κόκκινο φωσφόρο; Λοιπόν, αποδεικνύεται ότι αυτό το καύσιμο υλικό έχει πολλές χρήσεις. Είναι το βασικό συστατικό στα πυροτεχνήματα και τις φωτοβολίδες και είναι το κύριο συστατικό σε αγώνες απεργίας-οπουδήποτε και σε εντυπωσιακές πλάκες για αγώνες ασφαλείας. Έχει επίσης χρήσεις που δεν σχετίζονται με την καύση του. Είναι ένα σημαντικό συστατικό των λιπασμάτων των φυτών και είναι ένα από τα στοιχεία που χρησιμοποιούν οι κατασκευαστές τσιπ για να ρίξουν σιλικόνη για να κάνουν πιο αποτελεσματικούς ημιαγωγούς. Αντίθετα, όταν αναμιγνύεται με πλαστικά και ρητίνες, ο κόκκινος φωσφόρος μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως επιβραδυντικό φλόγας. Είναι επίσης ένα από τα συστατικά που ο πλασματικός έμπορος ναρκωτικών Walter White χρησιμοποιούσε για την παρασκευή μεθαμφεταμίνης.
Μπορείτε πραγματικά να αγοράσετε κόκκινο φωσφόρο στο διαδίκτυο, αν και η πηγή σας είναι πιθανό να βρίσκεται στην Κίνα ή σε κάποιο άλλο μέρος της Ασίας. Λόγω της σύνδεσής της με την παραγωγή μεθόδων, η Αμερικανική Υπηρεσία Επιβολής Φαρμάκων ρυθμίζει την πώληση ερυθρού φωσφόρου στις Ηνωμένες Πολιτείες, μαζί με τον λευκό φωσφόρο και τον υποφωσφορώδη οξύ (Η
3ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ2). Αυτοί οι κανονισμοί επηρεάζουν επίσης την εισαγωγή, οπότε αν ζείτε στις Ηνωμένες Πολιτείες, η εισαγωγή μπορεί να είναι παράνομη, ανάλογα με τον σκοπό σας. Ωστόσο, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Χημικών Προϊόντων εκτιμά ότι 1.000 έως 10.000 τόνοι φωσφόρου παράγονται κάθε χρόνο για χρήση στη βιομηχανία, οπότε υπάρχουν πολλά εκεί έξω.Τεχνικά, θα μπορούσατε να φτιάξετε τον δικό σας κόκκινο φώσφορο. Η διαδικασία δεν είναι τόσο δύσκολη, αν και περιλαμβάνει την αφή ενός δοχείου ούρων να παραμείνει για μια εβδομάδα ή περισσότερο, οπότε είναι δυσάρεστο. Εάν προτιμάτε να μην δουλεύετε με ούρα, μπορείτε επίσης να βελτιώσετε τον φωσφόρο από οστική τέφρα ή πλούσια σε φωσφόρο μέταλλα. Και οι δύο διαδικασίες παράγουν λευκό φωσφόρο, ο οποίος μπορεί να μετατραπεί σε ερυθρό φωσφόρο.
Η ανακάλυψη του φωσφόρου και των αλλοτρόπων του
Το 15ο στοιχείο στον περιοδικό πίνακα, φωσφόρος (Ρ) ανακαλύφθηκε τυχαία από τον αλχημιστή Hennig Brand το 1669. Ο Brand έψαχνε για την πέτρα του φιλόσοφου, που ήταν ένας τρόπος να τελειοποιήσει το χρυσό από βασικά μέταλλα. Ήταν ο πρώτος που εξευγενίζει τον φώσφορο από τα ούρα και του έδωσε το όνομα φωσφόρος (ελαφρύς φορέας) επειδή λάμπει στο σκοτάδι.
Αυτό που παρήγαγε η Μάρκα ήταν στην πραγματικότητα λευκός φωσφόρος, που είναι ένα από τα τρία κύρια αλλότροπες. Σε αυτήν τη μορφή, ο φώσφορος είναι τόσο ασταθής που πρέπει να διατηρείται υποβρύχιος για να αποφευχθεί η έκρηξή του σε φλόγες. Μόλις το 1845, ένας Αυστριακός χημικός, ο Anton von Schrötter, ανακάλυψε τον κόκκινο φωσφόρο, έναν πιο σταθερό αλλοτρόπο. Έλαβε το πρώτο του δείγμα με θέρμανση λευκού φωσφόρου σε θερμοκρασία 250 βαθμών Κελσίου (482 F). Το τρίτο κύριο αλλότροπο είναι ο μαύρος φωσφόρος, ο οποίος είναι ακόμη πιο σταθερός από τον κόκκινο φωσφόρο αλλά όχι τόσο χρήσιμος.
Και τα τρία αλλοτρόπα του φωσφόρου έχουν την ίδια χημική σύνθεση: P4. Τα τέσσερα άτομα φωσφόρου είναι διατεταγμένα σε τετραεδρική δομή, αλλά υπάρχουν λεπτές παραλλαγές στους δεσμούς που τα συγκρατούν. Αυτές οι διαφορές αντιπροσωπεύουν το υψηλότερο σημείο βρασμού και τήξης του κόκκινου P, σε σύγκριση με το λευκό P, και τη χαμηλότερη αντιδραστικότητά του.
Εξευγενισμός του κόκκινου φωσφόρου από τα ούρα
Η διαδικασία της μάρκας για την παραγωγή λευκού φωσφόρου ήταν χρονοβόρα. Γέμισε ένα δοχείο με ούρα και το άφησε να σταματήσει έως ότου πήξει. Στη συνέχεια το έβρασε σε μια πάστα, η οποία θερμάνθηκε σε υψηλή θερμοκρασία. Συλλέγει τους ατμούς στο νερό όπου συμπυκνώθηκαν σε λευκό φωσφόρο.
Προειδοποιήσεις
Ο λευκός φωσφόρος είναι τοξικός και πρέπει να διατηρείται κάτω από το νερό. Εάν το αφήσετε να εκτεθεί στον αέρα, θα αναφλεγεί αυθόρμητα. Μην επιχειρήσετε να φτιάξετε λευκό φώσφορο.
Η διαδικασία διύλισης περιλαμβάνει δύο αντιδράσεις. Στην πρώτη, το όξινο φωσφορικό νάτριο αμμωνίου θερμαίνεται για να παράγει φωσφορώδες νάτριο, αμμωνία και νερό. Όταν θερμαίνετε φωσφορώδες νάτριο με άνθρακα, που είναι ουσιαστικά άνθρακας, τα προϊόντα είναι πυροφωσφορικό νάτριο, μονοξείδιο του άνθρακα και λευκός φωσφόρος.
Το 1680, ο χημικός Robert Boyle βελτιώθηκε στη διαδικασία του Brand προσθέτοντας άμμο (διοξείδιο του πυριτίου) στη δεύτερη αντίδραση για την απελευθέρωση όλου του φωσφόρου από το πυροφωσφορικό νάτριο.
Για να αποκτήσετε κόκκινο P, πρέπει να θερμάνετε το λευκό P που λαμβάνεται σε αυτήν τη διαδικασία και να διατηρείτε τη θερμοκρασία σταθερή για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η υποβάθμιση από λευκό σε κόκκινο φωσφόρο μπορεί να συμβεί αυθόρμητα σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά διαρκεί πολύ περισσότερο.
Λήψη κόκκινου φωσφόρου από τέφρα οστών ή βράχους
Μια άλλη μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε από τα τέλη του 1700 παράγει φώσφορο από οστική τέφρα ή πετρώματα. Σε αυτήν τη μέθοδο, μειώνετε τα οστά των ζώων ή των ψαριών σε τέφρα ή αλέθετε πετρώματα πλούσια σε φώσφορο, όπως πυρομορφίτη, και επεξεργάζεστε την τέφρα ή τη σκόνη με θειικό οξύ. Η αντίδραση παράγει φωσφορικό οξύ και θειικό ασβέστιο. Μια συμπυκνωμένη μορφή του οξέος συνδυάζεται με έναν συγκεκριμένο τύπο άνθρακα πάνω από τη φλόγα για την απόσταξη λευκού φωσφόρου. Ο λευκός φωσφόρος πρέπει να θερμανθεί για την παραγωγή κόκκινου φωσφόρου.
Ποια τρόφιμα έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε φωσφόρο;
Το γεγονός ότι μπορείτε να πάρετε φωσφόρο από τα ούρα υποδηλώνει ότι το ανθρώπινο σώμα χρειάζεται μια ορισμένη ποσότητα φωσφόρου. Αυτό ισχύει και ισχύει και για τα ζώα και τα φυτά. Όσον αφορά τα ανθρώπινα όντα, ο φώσφορος είναι σημαντικός στο σχηματισμό οστών και δοντιών, είναι απαραίτητο για το σώμα παράγει πρωτεΐνες και αποτελεί βασικό συστατικό του σχηματισμού τριφωσφορικής αδενοσίνης (ATP), την οποία χρησιμοποιεί ο οργανισμός για ενέργεια. Τα νεφρά απελευθερώνουν περίσσεια φωσφόρου στα ούρα, γι 'αυτό τα ούρα είναι τόσο καλή πηγή αυτού.
Οι κύριες πηγές τροφίμων του φωσφόρου είναι το γάλα και το κρέας - συγκεκριμένα κρέας κοτόπουλου, χοιρινού κρέατος και οργάνων. Τα θαλασσινά είναι επίσης πλούσια σε φώσφορο. Άλλες τροφές με υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες, όπως φασόλια, φακές και μπιζέλια, είναι επίσης καλές πηγές. Μπορείτε να πάρετε μικρές ποσότητες φωσφόρου από ψωμί ολικής αλέσεως και δημητριακά, ξηρούς καρπούς, σπόρους και σοκολάτα. Η βλάστηση των σπόρων και των ξηρών καρπών αυξάνει τη βιοδιαθεσιμότητα του φωσφόρου που περιέχουν. Μπορείτε επίσης να πάρετε φωσφόρο τρώγοντας κινόα και αμάραντο.
Τα φυτά χρειάζονται επίσης φωσφόρο για να τα καταστήσουν ισχυρά και ανθεκτικά στις ασθένειες. Τα λιπάσματα πλούσια σε φώσφορο παράγονται συχνά χρησιμοποιώντας τέφρα οστού ως κύριο συστατικό. Το ρόπαλο είναι επίσης πλούσιο σε φώσφορο και παράγει ένα καλό λίπασμα.