Miért lenne szüksége valakinek vörös foszforra? Nos, kiderült, hogy ennek az éghető anyagnak sok felhasználása van. Ez a tűzijátékok és fáklyák elsődleges összetevője, és a sztrájk bárhol meccsek, valamint a biztonsági mérkőzések sztrájkoló tábláinak fő összetevője. Olyan felhasználási területei is vannak, amelyek nem kapcsolódnak az éghetőségéhez. A növényi műtrágyák fontos eleme, és ez az egyik elem, amelyet a forgácsgyártók a szilícium doppingolására használnak, hogy hatékonyabb félvezetőket állítsanak elő. Műanyagokkal és gyantákkal keverve a vörös foszfor égésgátlóként is használható. Ez az egyik olyan összetevő, amelyet a kitalált tanár-drogkereskedő, Walter White metamfetamin előállításához használt.
Valójában online vásárolhat vörös foszfort, bár a forrása valószínűleg Kínában vagy Ázsia más részén található. A metatermeléshez való kapcsolódása miatt az Egyesült Államok Kábítószer-ellenőrzési Hivatala szabályozza a vörös foszfor értékesítése az Egyesült Államokban, a fehér foszfor és a hipofoszfor mellett sav (H
Technikailag elkészítheti saját vörös foszforját. A folyamat nem olyan nehéz, bár magában foglalja, hogy egy tartály vizeletet egy hétig vagy tovább álljon, ezért gusztustalan. Ha nem szeretne vizelettel dolgozni, finomíthatja a foszfort a csonthamu vagy a foszforban gazdag ásványi anyagokból is. Mindkét folyamat fehér foszfort eredményez, amely vörös foszforrá alakítható.
A foszfor és allotropjainak felfedezése
A periódusos rendszer 15. elemét, a foszfort (P) véletlenül fedezte fel Hennig Brand alkimista 1669-ben. Brand a filozófus kövét kereste, amely az arany nemesfémekből történő finomításának egyik módja volt. Elsőként finomította a vizeletből a foszfort, és a foszfor (fényhordozó) nevet adta neki, mert sötétben világított.
Amit Brand gyártott, az valójában a fehér foszfor volt, amely a három fő allotróp egyike. Ebben a formában a foszfor annyira instabil, hogy víz alatt kell tartani, hogy megakadályozza lángba borulását. Csak 1845-ben fedezte fel osztrák vegyész, Anton von Schrötter a vörös foszfort, amely stabilabb allotróp. Első mintáját úgy kapta, hogy a fehér foszfort 250 Celsius fok (482 F) hőmérsékletre melegítette. A harmadik fő allotróp a fekete foszfor, amely még stabilabb, mint a vörös foszfor, de nem annyira hasznos.
A foszfor mindhárom allotrópjának kémiai összetétele azonos: P4. A négy foszforatom tetraéderes struktúrában helyezkedik el, de az ezeket összetartó kötésekben finom változatok vannak. Ezek a különbségek a vörös P magasabb forrás- és olvadáspontját jelentik, mint a fehér P-t, és alacsonyabb reakcióképességét.
A vörös foszfor finomítása a vizeletből
Brand fehér foszfor előállítási eljárása időigényes volt. Töltött egy tartályt vizelettel, és hagyta állni, amíg megkopott; majd paszttá főzte, amelyet magas hőmérsékletre melegített. Összegyűjtötte a gőzöket vízben, ahol fehér foszforrá kondenzálódtak.
Figyelmeztetések
A fehér foszfor mérgező és víz alatt kell tartani. Ha hagyja, hogy levegő érje, spontán meggyullad. Ne próbáljon fehér foszfort előállítani.
A finomítási eljárás két reakciót foglal magában. Az első esetben az ammónium-nátrium-hidrogén-foszfátot nátrium-foszfit, ammónia és víz előállításához melegítik. Ha a nátrium-foszfitot szénnel melegítjük, amely lényegében szén, a termékek nátrium-pirofoszfát, szén-monoxid és fehér foszfor.
1680-ban Robert Boyle vegyész javította Brand folyamatát azzal, hogy homokot (szilícium-dioxidot) adott a második reakcióhoz, hogy az összes foszfort felszabadítsa a nátrium-pirofoszfátból.
A vörös P eléréséhez meg kell melegítenie az ebben a folyamatban kapott fehér P-t, és hosszabb ideig állandó hőmérsékleten kell tartania a hőmérsékletet. A fehér és a vörös foszfor közötti lebomlás szobahőmérsékleten spontán módon történhet, de ez sokkal tovább tart.
Vörös foszfor nyerése csonthamuból vagy sziklákból
Az 1700-as évek vége óta alkalmazott másik módszer foszfort állít elő csonthamuból vagy kőzetekből. Ezzel a módszerrel az állati vagy halcsontokat hamuvá redukálja, vagy foszforban gazdag kőzeteket, például piromorfitot őröl, és a hamu vagy a por kénsavval történő kezelését. A reakció során foszforsav és kalcium-szulfát keletkezik. A sav koncentrált formáját egy bizonyos típusú szénnel egyesítik lángon a fehér foszfor desztillálásához. A vörös foszfor előállításához a fehér foszfort fel kell melegíteni.
Mely élelmiszerek tartalmaznak magas foszfortartalmat?
Az a tény, hogy foszfort nyerhet a vizeletből, arra utal, hogy az emberi testnek bizonyos mennyiségű foszforra van szüksége. Ez igaz, és igaz az állatokra és a növényekre is. Ami az embereket illeti, a foszfor fontos a csontok és a fogak kialakulásában, a test számára szükséges fehérjék előállításához, és ez kulcsfontosságú eleme az adenozin-trifoszfát (ATP) képződésének, amelyet a test energiára használ fel. A vesék felszabadítják a felesleges foszfort a vizeletbe, ezért a vizelet olyan jó forrása annak.
A foszfor legfőbb táplálékforrása a tej és a hús - különösen a csirke-, sertés- és szervhúsok. A tenger gyümölcsei is gazdagok foszforban. Egyéb magas fehérjetartalmú ételek, például bab, lencse és borsó szintén jó források. Kis mennyiségű foszfort kaphat teljes kiőrlésű kenyérből és gabonafélékből, diófélékből, magvakból és csokoládéból. A magvak és a diófélék csírázása növeli a bennük lévő foszfor biohasznosulását. A foszfort is meg lehet kapni a quinoa és az amarant elfogyasztásával.
A növényeknek foszforra is szükségük van ahhoz, hogy erősek és ellenállóak legyenek a betegségekkel szemben. A foszforban gazdag műtrágyákat gyakran elsődleges összetevőként csonthamu felhasználásával állítják elő. A denevér guanó szintén gazdag foszforban, és jó műtrágya.