Kodėl kam nors reikėtų raudonojo fosforo? Na, pasirodo, ši degi medžiaga turi daugybę paskirčių. Tai yra pagrindinis fejerverkų ir raketinių medžiagų ingredientas. Jis yra pagrindinis degtukų, vykstančių streikuojant bet kurioje vietoje, vietoje ir saugių varžybų lėkštėse. Jis taip pat turi naudojimą, kuris nėra susijęs su jo degumu. Tai svarbus augalinių trąšų komponentas, ir tai yra vienas iš elementų, kuriuos mikroschemų gamintojai naudoja dopingo siliciui gaminti efektyvesnius puslaidininkius. Priešingai, sumaišius su plastiku ir dervomis, raudonasis fosforas taip pat gali būti naudojamas kaip antipirenas. Tai taip pat yra vienas iš sudedamųjų dalių, kurias išgalvotas mokytojas tapo narkotikų pardavėju Walteriu White'u, naudodamas metamfetamino gamybą.
Raudonąjį fosforą iš tikrųjų galite įsigyti internetu, nors jūsų šaltinis greičiausiai yra Kinijoje ar kitoje Azijos dalyje. Dėl savo ryšio su metų gamyba JAV narkotikų kontrolės administracija reguliuoja raudonojo fosforo pardavimas JAV, kartu su baltuoju ir hipofosforu rūgštis (H
3PO2). Šios taisyklės taip pat turi įtakos importavimui, todėl, jei gyvenate JAV, importavimas gali būti neteisėtas, atsižvelgiant į jūsų tikslą. Tačiau Europos chemijos agentūra skaičiuoja, kad kasmet pagaminama nuo 1 000 iki 10 000 tonų fosforo, kad būtų galima naudoti pramonėje, todėl jų ten yra daug.Techniškai galėtumėte pasigaminti savo raudonąjį fosforą. Procesas nėra toks sunkus, nors reikia leisti šlapimo indui stovėti savaitę ar ilgiau, todėl jis yra neskanus. Jei nenorite dirbti su šlapimu, taip pat galite patikslinti fosforą iš kaulų pelenų ar fosforo turinčių mineralų. Abiejuose procesuose gaunamas baltasis fosforas, kurį galima paversti raudonuoju fosforu.
Fosforo ir jo alotropų atradimas
15-asis periodinės lentelės elementas fosforas (P) buvo atsitiktinai atrastas alchemiko Hennigo Brando 1669 m. Brandas ieškojo filosofo akmens, kuris buvo būdas išgryninti auksą iš netauriųjų metalų. Jis pirmasis išgrynino fosforą iš šlapimo ir davė jam fosforo (šviesos nešėjo) pavadinimą, nes jis švytėjo tamsoje.
Gamintojas gamino baltąjį fosforą, kuris yra vienas iš trijų pagrindinių alotropų. Šioje formoje fosforas yra toks nestabilus, kad jį reikia laikyti po vandeniu, kad jis nesprogtų į liepsną. Tik 1845 m. Austrų chemikas Antonas von Schrötteris atrado raudonąjį fosforą, stabilesnį alotropą. Pirmąjį mėginį jis gavo kaitindamas baltąjį fosforą iki 250 laipsnių Celsijaus (482 F) temperatūros. Trečias pagrindinis alotropas yra juodasis fosforas, kuris yra dar stabilesnis nei raudonasis fosforas, bet nėra toks naudingas.
Visų trijų fosforo alotropų cheminė sudėtis yra vienoda: P4. Keturi fosforo atomai išsidėstę tetraedrinėje struktūroje, tačiau juos laikančiuose ryšiuose egzistuoja subtilios variacijos. Šie skirtumai lemia aukštesnę raudonos P virimo ir lydymosi temperatūrą, palyginti su baltąja P, ir mažesnį jos reaktyvumą.
Raudonojo fosforo iš šlapimo išgryninimas
Prekės ženklo baltojo fosforo gamybos procesas užtruko. Jis pripildė indą šlapimo ir leido jam stovėti, kol jis sunyko; tada jis išvirė jį į pastą, kurią pašildė iki aukštos temperatūros. Jis surinko garus vandenyje, kur jie kondensavosi į baltąjį fosforą.
Įspėjimai
Balta fosforas yra toksiškas ir turi būti laikomas po vandeniu. Jei leisite jį veikti ore, jis savaime užsidegs. Nebandykite gaminti baltojo fosforo.
Rafinavimo procedūra apima dvi reakcijas. Pirmajame amonio natrio vandenilio fosfatas kaitinamas, kad gautų natrio fosfitą, amoniaką ir vandenį. Kaitinant natrio fosfitą anglimi, kuri iš esmės yra anglis, produktai yra natrio pirofosfatas, anglies monoksidas ir baltasis fosforas.
1680 m. Chemikas Robertas Boyle'as patobulino Brando procesą, į antrąją reakciją pridėdamas smėlio (silicio dioksido), kad iš natrio pirofosfato išsiskirtų visas fosforas.
Norėdami gauti raudoną P, turite pašildyti baltą P, gautą šiame procese, ir palaikyti pastovią temperatūrą ilgą laiką. Skilimas nuo baltojo iki raudonojo fosforo gali vykti savaime kambario temperatūroje, tačiau tai užtrunka daug ilgiau.
Raudonojo fosforo gavimas iš kaulų pelenų ar uolienų
Kitas metodas, naudojamas nuo 1700-ųjų pabaigos, fosforą gamina iš kaulų pelenų ar uolienų. Taikant šį metodą, gyvūnų ar žuvų kaulus paverčiate pelenais arba sumalate daug fosforo turinčias uolienas, tokias kaip piromorfitas, ir pelenus ar miltelius apdorojate sieros rūgštimi. Reakcijos metu susidaro fosforo rūgštis ir kalcio sulfatas. Koncentruota rūgšties forma sujungiama su tam tikros rūšies anglimi virš liepsnos, kad distiliuotų baltąjį fosforą. Baltasis fosforas turi būti kaitinamas, kad gautų raudoną fosforą.
Kuriuose maisto produktuose yra daug fosforo?
Tai, kad fosforo galite gauti iš šlapimo, rodo, kad žmogaus organizmui reikia tam tikro fosforo kiekio. Tai tiesa, taip pat ir gyvūnams bei augalams. Kalbant apie žmones, fosforas yra svarbus formuojant kaulus ir dantis, jo reikia organizmui baltymų gamybai ir tai yra pagrindinis komponentas susidarant adenozino trifosfatui (ATP), kurį organizmas naudoja energijai. Inkstai išskiria fosforo perteklių į šlapimą, todėl šlapimas yra toks geras jo šaltinis.
Pagrindiniai fosforo maisto šaltiniai yra pienas ir mėsa, ypač vištienos, kiaulienos ir organų mėsa. Jūros gėrybėse taip pat gausu fosforo. Kiti daug baltymų turintys maisto produktai, tokie kaip pupelės, lęšiai ir žirniai, taip pat yra geri šaltiniai. Nedideliu kiekiu fosforo galite gauti iš grūdų duonos ir kruopų, riešutų, sėklų ir šokolado. Daiginant sėklas ir riešutus, padidėja jose esančio fosforo biologinis prieinamumas. Fosforo taip pat galite gauti valgydami kvinoja ir amarantą.
Augalams taip pat reikalingas fosforas, kad jie būtų stiprūs ir atsparūs ligoms. Daug fosforo turinčios trąšos dažnai gaminamos naudojant kaulų pelenus kaip pagrindinį ingredientą. Šikšnosparnių guanas taip pat turtingas fosforo ir yra gera trąša.
