Hvorfor trenger noen rød fosfor? Vel, det viser seg at dette brennbare materialet har mange bruksområder. Det er en hovedingrediens i fyrverkeri og bluss, og det er hovedingrediensen i treffkamper hvor som helst og i slående tallerkener for sikkerhetskamper. Det har også bruksområder som ikke er relatert til brennbarheten. Det er en viktig komponent i plantegjødsel, og det er et av elementene chipprodusenter bruker for å dope silisium for å lage mer effektive halvledere. I motsetning til blanding med plast og harpiks kan rød fosfor også brukes som et flammehemmende middel. Det er også en av ingrediensene den fiktive læreromsatte narkotikahandleren Walter White brukte til å produsere metamfetamin.
Du kan faktisk kjøpe rød fosfor online, selv om kilden din sannsynligvis vil være i Kina eller en annen del av Asia. På grunn av forbindelsen til metproduksjonen regulerer den amerikanske legemiddelhåndhevelsesadministrasjonen salg av rød fosfor i USA, sammen med hvitt fosfor og hypofosfor syre (H
Teknisk sett kan du lage din egen røde fosfor. Prosessen er ikke så vanskelig, selv om den innebærer å la en beholder med urin stå i en uke eller mer, så den er usmakelig. Hvis du foretrekker å ikke jobbe med urin, kan du også raffinere fosfor fra benaske eller fosforrike mineraler. Begge prosessene gir hvitt fosfor, som kan omdannes til rød fosfor.
Oppdagelsen av fosfor og dets allotroper
Det 15. elementet i det periodiske systemet, fosfor (P) ble oppdaget ved et uhell av alkymisten Hennig Brand i 1669. Brand lette etter filosofens stein, som var en måte å foredle gull fra uedle metaller. Han var den første som foredlet fosfor fra urin, og han ga det navnet fosfor (lysbærer) fordi det glødde i mørket.
Det Brand produserte var faktisk hvitt fosfor, som er en av de tre viktigste allotropene. I denne formen er fosfor så ustabil at den må holdes under vann for å forhindre at den brister i flammer. Først i 1845 oppdaget en østerriksk kjemiker, Anton von Schrötter, rød fosfor, en mer stabil allotrop. Han fikk sin første prøve ved å varme opp hvitt fosfor til en temperatur på 250 grader Celsius (482 F). Den tredje viktigste allotropen er svart fosfor, som er enda mer stabil enn rød fosfor, men ikke så nyttig.
Alle de tre allotropene av fosfor har samme kjemiske sammensetning: P4. De fire fosforatomene er ordnet i en tetrahedral struktur, men subtile variasjoner eksisterer i bindingene som holder dem sammen. Disse forskjellene utgjør det høyere kokepunktet og smeltepunktet til rødt P, sammenlignet med hvitt P, og dets lavere reaktivitet.
Raffinering av rød fosfor fra urin
Brands prosess for å lage hvitt fosfor var tidkrevende. Han fylte en beholder med urin og lot den stå til den ble forferdet; han kokte den deretter ned til en pasta som han varmet opp til høy temperatur. Han samlet dampene i vann der de kondenserte til hvitt fosfor.
Advarsler
Hvit fosfor er giftig og må holdes under vann. Hvis du lar den utsettes for luft, vil den antennes spontant. Ikke prøv å lage hvitt fosfor.
Raffineringsprosedyren innebærer to reaksjoner. I den første oppvarmes ammoniumnatriumhydrogenfosfat for å produsere natriumfosfitt, ammoniakk og vann. Når du varmer opp natriumfosfitt med kull, som i det vesentlige er karbon, er produktene natriumpyrofosfat, karbonmonoksid og hvitt fosfor.
I 1680 forbedret kjemiker Robert Boyle Brands prosess ved å tilsette sand (silisiumdioksid) til den andre reaksjonen for å frigjøre alt fosfor fra natriumpyrofosfatet.
For å få rød P, må du varme den hvite P som oppnås i denne prosessen og holde temperaturen konstant i en lengre periode. Nedbrytningen fra hvitt til rødt fosfor kan skje spontant ved romtemperatur, men det tar mye lenger tid.
Oppnå rød fosfor fra beinaske eller bergarter
En annen metode som ble brukt siden slutten av 1700-tallet, produserer fosfor fra benaske eller bergarter. I denne metoden reduserer du dyre- eller fiskeben til aske, eller du maler opp fosforrike bergarter, som pyromorfitt, og behandler asken eller pulveret med svovelsyre. Reaksjonen produserer fosforsyre og kalsiumsulfat. En konsentrert syreform kombineres med en bestemt type kull over flammen for å destillere hvitt fosfor. Det hvite fosforet må varmes opp for å produsere rødt fosfor.
Hvilke matvarer inneholder mye fosfor?
Det faktum at du kan få fosfor fra urin, antyder at menneskekroppen trenger en viss mengde fosfor. Dette er sant, og det gjelder også for dyr og planter. Når det gjelder mennesker, er fosfor viktig i dannelsen av bein og tenner, det er nødvendig for kroppen å produserer proteiner, og det er en nøkkelkomponent i dannelsen av adenosintrifosfat (ATP), som kroppen bruker til energi. Nyrene frigjør overflødig fosfor i urinen, og det er grunnen til at urin er en så god kilde til det.
De viktigste matkildene til fosfor er melk og kjøtt - spesielt kylling, svinekjøtt og organkjøtt. Sjømat er også rik på fosfor. Andre proteiner med høyt proteininnhold, som bønner, linser og erter, er også gode kilder. Du kan få små mengder fosfor fra fullkornsbrød og frokostblandinger, nøtter, frø og sjokolade. Spiring av frø og nøtter øker biotilgjengeligheten til fosforet de inneholder. Du kan også få fosfor ved å spise quinoa og amarant.
Planter trenger også fosfor for å gjøre dem sterke og motstandsdyktige mot sykdommer. Fosforrike gjødsel lages ofte med benaske som hovedingrediens. Bat guano er også rik på fosfor og gir en god gjødsel.