Prečo by niekto potreboval červený fosfor? Ukázalo sa, že tento horľavý materiál má veľa využití. Je to primárna prísada do zábavnej pyrotechniky a svetlice a je to hlavná prísada do zápaliek kdekoľvek a do štrajkujúcich tanierov bezpečnostných zápaliek. Má tiež použitia, ktoré nesúvisia s jej horľavosťou. Je to dôležitá súčasť rastlinných hnojív a je to jeden z prvkov, ktoré výrobcovia čipov používajú na dopovanie kremíka na výrobu účinnejších polovodičov. Kontinuálne sa dá povedať, že keď sa zmieša s plastmi a živicami, môže sa červený fosfor použiť aj ako retardér horenia. Je to tiež jedna z prísad, ktoré fiktívny obchodník s drogami, Walter Walter White, používal na výrobu metamfetamínu.
Červený fosfor môžete skutočne kúpiť online, hoci váš zdroj sa pravdepodobne bude nachádzať v Číne alebo v inej časti Ázie. Pre svoju súvislosť s výrobou pervitínu reguluje americký úrad pre kontrolu liečiv predaj červeného fosforu v USA spolu s bielym fosforom a hypofosforom kyselina (H3PO2). Tieto nariadenia ovplyvňujú aj dovoz, takže ak žijete v Spojených štátoch, môže byť dovoz v závislosti od vášho účelu nelegálny. Európska chemická agentúra však odhaduje, že sa každý rok vyrobí 1 000 až 10 000 ton fosforu na použitie v priemysle, takže je ich tu naozaj veľa.
Technicky by ste si mohli vyrobiť svoj vlastný červený fosfor. Tento proces nie je taký zložitý, hoci zahŕňa nechanie nádoby s močom stáť týždeň alebo viac, takže je to nevkusné. Ak nechcete pracovať s močom, môžete fosfor zušľachtiť aj z kostného popola alebo z minerálov bohatých na fosfor. Oba procesy poskytujú biely fosfor, ktorý sa môže previesť na červený fosfor.
Objav fosforu a jeho alotropov
15. prvok v periodickej tabuľke, fosfor (P), objavil náhodne alchymista Hennig Brand v roku 1669. Brand hľadal kameň mudrcov, čo bol spôsob, ako zušľachtiť zlato z obyčajných kovov. Ako prvý zušľachťoval fosfor z moču a dal mu meno fosfor (nositeľ svetla), pretože v tme svietil.
To, čo Brand vyrábal, bol v skutočnosti biely fosfor, ktorý je jedným z troch hlavných alotropov. V tejto forme je fosfor taký nestabilný, že sa musí držať pod vodou, aby sa zabránilo jeho výbuchu. Až v roku 1845 rakúsky chemik Anton von Schrötter objavil červený fosfor, stabilnejší alotrop. Prvú vzorku získal zohriatím bieleho fosforu na teplotu 250 stupňov Celzia (482 F). Tretím hlavným alotropom je čierny fosfor, ktorý je ešte stabilnejší ako červený fosfor, ale nie taký užitočný.
Všetky tri alotropy fosforu majú rovnaké chemické zloženie: P4. Štyri atómy fosforu sú usporiadané do štvorbokej štruktúry, ale vo väzbách, ktoré ich držia pohromade, existujú jemné variácie. Tieto rozdiely zodpovedajú za vyššiu teplotu varu a teploty topenia červeného P v porovnaní s bielym P a za jeho nižšiu reaktivitu.
Rafinácia červeného fosforu z moču
Postup značky pri výrobe bieleho fosforu bol časovo náročný. Naplnil nádobu močom a nechal ju stáť, kým nezatvrdla; potom to uvaril na pastu, ktorú zohrial na vysokú teplotu. Zozbieral pary vo vode, kde kondenzovali na biely fosfor.
Varovania
Biely fosfor je toxický a musí sa uchovávať pod vodou. Ak ho necháte vystaviť vzduchu, spontánne sa zapáli. Nepokúšajte sa pripraviť biely fosfor.
Postup rafinácie zahŕňa dve reakcie. V prvej sa zahrieva hydrogénfosforečnan amónny na výrobu fosforečnanu sodného, amoniaku a vody. Pri zahrievaní fosforečnanu sodného dreveným uhlím, ktoré je v podstate uhlíkom, sú to produkty pyrofosforečnan sodný, oxid uhoľnatý a biely fosfor.
V roku 1680 chemik Robert Boyle vylepšil Brandov proces pridaním piesku (oxid kremičitý) do druhej reakcie, aby sa uvoľnil všetok fosfor z pyrofosforečnanu sodného.
Ak chcete získať červené P, musíte zohriať biele P získané pri tomto postupe a udržiavať teplotu konštantnú po dlhšiu dobu. K degradácii z bieleho na červený fosfor môže dôjsť spontánne pri izbovej teplote, ale trvá to oveľa dlhšie.
Získanie červeného fosforu z kostného popola alebo skál
Ďalšou metódou používanou od konca 17. storočia je produkcia fosforu z kostného popola alebo hornín. Pri tejto metóde redukujete živočíšne alebo rybie kosti na popol alebo drvíte horniny bohaté na fosfor, napríklad pyromorfit, a popol alebo prášok upravujete kyselinou sírovou. Reakciou sa získa kyselina fosforečná a síran vápenatý. Koncentrovaná forma kyseliny sa kombinuje s určitým typom dreveného uhlia na plameni, aby sa oddestiloval biely fosfor. Biely fosfor sa musí zohriať, aby sa vytvoril červený fosfor.
Ktoré potraviny majú vysoký obsah fosforu?
Skutočnosť, že môžete získať fosfor z moču, naznačuje, že ľudské telo potrebuje určité množstvo fosforu. To je pravda a platí to aj pre zvieratá a rastliny. Pokiaľ ide o ľudí, fosfor je dôležitý pri tvorbe kostí a zubov, je potrebný pre telo vyrába bielkoviny a je to kľúčová zložka pri tvorbe adenozíntrifosfátu (ATP), ktorý telo využíva na energiu. Obličky uvoľňujú prebytočný fosfor do moču, a preto je moč ich dobrým zdrojom.
Hlavnými potravinovými zdrojmi fosforu sú mlieko a mäso - konkrétne kuracie, bravčové a mäso z orgánov. Morské plody sú tiež bohaté na fosfor. Dobrým zdrojom sú aj ďalšie potraviny s vysokým obsahom bielkovín, ako sú fazuľa, šošovica a hrášok. Malé množstvo fosforu môžete získať z celozrnného chleba a obilnín, orechov, semien a čokolády. Klíčenie semien a orechov zvyšuje biologickú dostupnosť fosforu, ktorý obsahujú. Fosfor môžete získať aj konzumáciou quinou a amarantu.
Rastliny tiež potrebujú fosfor, aby boli silné a odolné voči chorobám. Hnojivá bohaté na fosfor sa často vyrábajú z kostného popola ako primárnej zložky. Netopierí guáno je tiež bohaté na fosfor a je dobrým hnojivom.