Kāpēc kādam būtu vajadzīgs sarkanais fosfors? Nu, izrādās, šim degošajam materiālam ir daudz pielietojumu. Tā ir galvenā uguņošanas ierīču un signālraķešu sastāvdaļa, un tā ir galvenā sastāvdaļa mačos ar streiku jebkurā vietā un drošības maču streikojošajās plāksnēs. Tam ir arī lietojumi, kas nav saistīti ar tā degtspēju. Tā ir svarīga augu mēslošanas līdzekļu sastāvdaļa, un tas ir viens no elementiem, ko mikroshēmu ražotāji izmanto silīcija dopēšanai, lai padarītu efektīvākus pusvadītājus. Pretēji tam, ja to sajauc ar plastmasu un sveķiem, sarkano fosforu var izmantot arī kā antipirēnu. Tā ir arī viena no sastāvdaļām, ko izdomāts skolotājs, kurš kļuvis par narkotiku tirgotāju Valters Vaits, izmantoja metamfetamīna ražošanai.
Jūs faktiski varat iegādāties sarkano fosforu tiešsaistē, lai gan jūsu avots, visticamāk, atrodas Ķīnā vai kādā citā Āzijas daļā. Sakarā ar saistību ar meta ražošanu, ASV Narkotiku apkarošanas administrācija to regulē sarkanā fosfora tirdzniecība Amerikas Savienotajās Valstīs kopā ar balto fosforu un hipofosforu skābe (H
3PO2). Šie noteikumi ietekmē arī importēšanu, tādēļ, ja jūs dzīvojat Amerikas Savienotajās Valstīs, imports var būt nelegāls, atkarībā no jūsu mērķa. Tomēr Eiropas Ķīmijas aģentūra lēš, ka katru gadu tiek ražots no 1000 līdz 10 000 tonnām fosfora izmantošanai rūpniecībā, tāpēc tur ir daudz kas pieejams.Tehniski jūs varētu izveidot savu sarkano fosforu. Process nav tik grūts, lai arī tas ļauj urīna tvertnei nostāvēties nedēļu vai ilgāk, tāpēc tas ir nepatīkams. Ja nevēlaties strādāt ar urīnu, varat arī attīrīt fosforu no kaulu pelniem vai minerālvielām, kas bagātas ar fosforu. Abos procesos iegūst balto fosforu, kuru var pārveidot par sarkano fosforu.
Fosfora un tā alotropu atklāšana
Periodiskās tabulas 15. elementu, fosforu (P), alķīmiķis Hennigs Brends atklāja nejauši 1669. gadā. Brends meklēja filozofa akmeni, kas bija veids, kā attīrīt zeltu no parastajiem metāliem. Viņš bija pirmais, kurš no urīna attīrīja fosforu, un deva tam nosaukumu fosfors (gaismas nesējs), jo tas spīdēja tumsā.
Tas, ko Brand ražoja, faktiski bija baltais fosfors, kas ir viens no trim galvenajiem alotropiem. Šajā formā fosfors ir tik nestabils, ka tas ir jātur zem ūdens, lai novērstu tā uzliesmošanu. Tikai 1845. gadā austriešu ķīmiķis Antons fon Šroters atklāja sarkano fosforu, stabilāku alotropu. Pirmo paraugu viņš ieguva, uzkarsējot balto fosforu līdz 250 grādu temperatūrai (482 F). Trešais galvenais alotrops ir melnais fosfors, kas ir pat stabilāks par sarkano fosforu, bet nav tik noderīgs.
Visiem trim fosfora alotropiem ir vienāds ķīmiskais sastāvs: P4. Četri fosfora atomi ir sakārtoti tetraedriskā struktūrā, bet saitēs, kas tos satur, pastāv smalkas variācijas. Šīs atšķirības izskaidro augstāko sarkanā P viršanas un kušanas temperatūru, salīdzinot ar balto P, un tā zemāko reaktivitāti.
Sarkanā fosfora attīrīšana no urīna
Zīmola process baltā fosfora ražošanai bija laikietilpīgs. Viņš piepildīja trauku ar urīnu un ļāva tam nostāvēties, līdz tas saputo; pēc tam viņš to vārīja pastā, kuru uzsildīja līdz augstai temperatūrai. Viņš savāca tvaikus ūdenī, kur tie kondensējās baltā fosforā.
Brīdinājumi
Baltais fosfors ir toksisks, un tas jātur zem ūdens. Ja ļausiet to pakļaut gaisam, tas spontāni uzliesmos. Nemēģiniet izgatavot balto fosforu.
Rafinēšanas procedūra ietver divas reakcijas. Pirmajā gadījumā amonija nātrija hidrogēnfosfātu karsē, lai iegūtu nātrija fosfītu, amonjaku un ūdeni. Sildot nātrija fosfītu ar kokogli, kas būtībā ir ogleklis, produkti ir nātrija pirofosfāts, oglekļa monoksīds un baltais fosfors.
1680. gadā ķīmiķis Roberts Boils uzlaboja Brenda procesu, otrajā reakcijā pievienojot smiltis (silīcija dioksīdu), lai atbrīvotu visu fosforu no nātrija pirofosfāta.
Lai iegūtu sarkano P, jums jāuzsilda šajā procesā iegūtais baltais P un ilgstoši jāuztur nemainīga temperatūra. No baltā līdz sarkanajam fosforam noārdīšanās var notikt spontāni istabas temperatūrā, taču tas prasa daudz ilgāku laiku.
Sarkanā fosfora iegūšana no kaulu pelniem vai akmeņiem
Cita metode, kas izmantota kopš 1700. gadu beigām, ražo fosforu no kaulu pelniem vai akmeņiem. Izmantojot šo metodi, jūs dzīvnieku vai zivju kaulus pārvērš pelnos vai sasmalcina ar fosforu bagātus iežus, piemēram, piromorfītu, un pelnus vai pulveri apstrādā ar sērskābi. Reakcijas rezultātā rodas fosforskābe un kalcija sulfāts. Koncentrēta skābes forma tiek apvienota ar noteikta veida oglēm virs liesmas, lai destilētu balto fosforu. Baltais fosfors ir jāuzsilda, lai iegūtu sarkano fosforu.
Kuros pārtikas produktos ir daudz fosfora?
Fakts, ka jūs varat iegūt fosforu no urīna, liek domāt, ka cilvēka ķermenim nepieciešams noteikts daudzums fosfora. Tas ir taisnība, un tas attiecas arī uz dzīvniekiem un augiem. Kas attiecas uz cilvēkiem, fosfors ir svarīgs kaulu un zobu veidošanā, tas ir nepieciešams, lai ķermenis varētu olbaltumvielu ražošana, un tā ir galvenā sastāvdaļa adenozīna trifosfāta (ATP) veidošanā, ko organisms izmanto enerģijai. Nieres izdalās fosfora pārpalikumu urīnā, tāpēc urīns ir tik labs tā avots.
Galvenie fosfora pārtikas avoti ir piens un gaļa - īpaši vistas, cūkgaļas un orgānu gaļa. Jūras veltēs ir arī daudz fosfora. Arī citi pārtikas produkti ar augstu olbaltumvielu saturu, piemēram, pupiņas, lēcas un zirņi, ir labi avoti. Nelielā daudzumā fosforu varat iegūt no pilngraudu maizes un graudaugiem, riekstiem, sēklām un šokolādes. Sēklas un rieksti diedzē palielina tajos esošā fosfora biopieejamību. Fosforu var iegūt arī apēdot kvinoju un amarantu.
Augiem ir nepieciešams arī fosfors, lai tie būtu izturīgi un izturīgi pret slimībām. Mēslošanas līdzekļus, kas satur daudz fosfora, bieži ražo, izmantojot kaulu pelnus kā galveno sastāvdaļu. Sikspārņu guano ir arī bagāts ar fosforu un padara labu mēslojumu.
