วิธีรับฟอสฟอรัสแดง

ทำไมทุกคนถึงต้องการฟอสฟอรัสแดง? ปรากฎว่าวัสดุที่ติดไฟได้นี้มีประโยชน์หลายอย่าง เป็นส่วนประกอบหลักในดอกไม้ไฟและพลุ และเป็นส่วนประกอบหลักในการแข่งขันนัดหยุดงานทุกที่ และในจานที่โดดเด่นสำหรับการแข่งขันด้านความปลอดภัย นอกจากนี้ยังมีการใช้งานที่ไม่เกี่ยวข้องกับการติดไฟได้ เป็นส่วนประกอบสำคัญของปุ๋ยพืช และเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่ผู้ผลิตชิปใช้ในการเจือซิลิกอนเพื่อสร้างสารกึ่งตัวนำที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ในทางกลับกัน เมื่อผสมกับพลาสติกและเรซิน ฟอสฟอรัสแดงก็สามารถใช้เป็นสารหน่วงไฟได้เช่นกัน นอกจากนี้ยังเป็นหนึ่งในส่วนผสมที่วอลเตอร์ ไวท์ พ่อค้ายาที่ผันตัวมาเป็นครู ซึ่งเคยใช้ในการผลิตเมทแอมเฟตามีน

คุณสามารถซื้อฟอสฟอรัสแดงทางออนไลน์ได้ แม้ว่าแหล่งที่มาของคุณน่าจะอยู่ในประเทศจีนหรือบางส่วนของเอเชีย เนื่องจากการเชื่อมโยงกับการผลิตยาบ้า สำนักงานปราบปรามยาเสพติดแห่งสหรัฐอเมริกาจึงออกระเบียบ การขายฟอสฟอรัสแดงในสหรัฐอเมริกาพร้อมกับฟอสฟอรัสขาวและไฮโปฟอสฟอรัส กรด (H₃ป₂). ข้อบังคับเหล่านี้ส่งผลต่อการนำเข้าด้วย ดังนั้นหากคุณอาศัยอยู่ในสหรัฐอเมริกา การนำเข้าอาจผิดกฎหมาย ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของคุณ อย่างไรก็ตาม สำนักงานเคมีแห่งยุโรป (European Chemical Agency) คาดการณ์ว่าในแต่ละปีจะมีการผลิตฟอสฟอรัสจำนวน 1,000 ถึง 10,000 ตันเพื่อใช้ในอุตสาหกรรม ดังนั้นจึงมีอีกมากที่จะต้องมี

ในทางเทคนิค คุณสามารถสร้างฟอสฟอรัสแดงได้เอง กระบวนการนี้ไม่ได้ยากขนาดนั้น แม้ว่ามันจะเกี่ยวข้องกับการปล่อยให้ภาชนะใส่ปัสสาวะยืนเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์หรือมากกว่านั้น ดังนั้นจึงเป็นสิ่งที่น่ารังเกียจ หากคุณไม่ต้องการใช้ปัสสาวะ คุณยังสามารถปรับแต่งฟอสฟอรัสจากขี้เถ้ากระดูกหรือแร่ธาตุที่อุดมด้วยฟอสฟอรัส กระบวนการทั้งสองให้ผลผลิตฟอสฟอรัสขาวซึ่งสามารถแปลงเป็นฟอสฟอรัสแดงได้

องค์ประกอบที่ 15 ในตารางธาตุ ฟอสฟอรัส (P) ถูกค้นพบโดยบังเอิญโดยนักเล่นแร่แปรธาตุ Hennig Brand ในปี 1669 แบรนด์กำลังค้นหาศิลาอาถรรพ์ ซึ่งเป็นวิธีการกลั่นทองจากโลหะพื้นฐาน เขาเป็นคนแรกที่กลั่นฟอสฟอรัสจากปัสสาวะ และเขาตั้งชื่อมันว่าฟอสฟอรัส (ผู้ถือแสง) เพราะมันเรืองแสงในความมืด

สิ่งที่แบรนด์ผลิตขึ้นจริง ๆ แล้วคือฟอสฟอรัสขาว ซึ่งเป็นหนึ่งในสามของ allotropes หลัก ในรูปแบบนี้ ฟอสฟอรัสไม่เสถียรจนต้องเก็บไว้ใต้น้ำเพื่อป้องกันไม่ให้ลุกเป็นไฟ จนกระทั่งปี 1845 นักเคมีชาวออสเตรีย Anton von Schrötter ได้ค้นพบฟอสฟอรัสแดง ซึ่งเป็นอัลโลโทรปที่เสถียรกว่า เขาได้รับตัวอย่างแรกโดยให้ความร้อนกับฟอสฟอรัสขาวที่อุณหภูมิ 250 องศาเซลเซียส (482 F) allotrope หลักที่สามคือฟอสฟอรัสดำ ซึ่งมีความเสถียรมากกว่าฟอสฟอรัสแดงแต่ไม่มีประโยชน์เท่า

ฟอสฟอรัสทั้งสาม allotropes มีองค์ประกอบทางเคมีเหมือนกัน: P₄. อะตอมของฟอสฟอรัสสี่อะตอมถูกจัดเรียงในโครงสร้างจัตุรมุข แต่มีรูปแบบที่ละเอียดอ่อนในพันธะที่ยึดไว้ด้วยกัน ความแตกต่างเหล่านี้ทำให้จุดเดือดและจุดหลอมเหลวของ P สีแดงสูงขึ้น เมื่อเทียบกับ P สีขาว และมีปฏิกิริยาที่ต่ำกว่า

กระบวนการผลิตฟอสฟอรัสขาวของแบรนด์ใช้เวลานาน เขาเทปัสสาวะใส่ภาชนะแล้วปล่อยให้มันตั้งไว้จนเน่าเปื่อย จากนั้นเขาก็ต้มมันให้เป็นแป้งซึ่งเขาให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง เขารวบรวมไอระเหยในน้ำที่กลั่นตัวเป็นฟอสฟอรัสขาว

• ฟอสฟอรัสขาวเป็นพิษและต้องเก็บไว้ใต้น้ำ หากคุณปล่อยให้สัมผัสกับอากาศ มันจะจุดไฟได้เองตามธรรมชาติ อย่าพยายามสร้างฟอสฟอรัสขาว

ขั้นตอนการกลั่นประกอบด้วยสองปฏิกิริยา ในขั้นแรก แอมโมเนียมโซเดียมไฮโดรเจนฟอสเฟตถูกให้ความร้อนเพื่อผลิตโซเดียมฟอสไฟต์ แอมโมเนียและน้ำ เมื่อคุณให้ความร้อนโซเดียมฟอสไฟต์ด้วยถ่านซึ่งก็คือคาร์บอน ผลิตภัณฑ์คือโซเดียมไพโรฟอสเฟต คาร์บอนมอนอกไซด์และฟอสฟอรัสขาว

ในปี ค.ศ. 1680 นักเคมี Robert Boyle ได้ปรับปรุงกระบวนการของ Brand โดยการเพิ่มทราย (ซิลิกอนไดออกไซด์) ลงในปฏิกิริยาที่สองเพื่อปลดปล่อยฟอสฟอรัสทั้งหมดออกจากโซเดียม ไพโรฟอสเฟต

เพื่อให้ได้ P สีแดง คุณต้องให้ความร้อน P สีขาวที่ได้จากกระบวนการนี้และคงอุณหภูมิให้คงที่เป็นระยะเวลานาน การเสื่อมสภาพจากฟอสฟอรัสขาวเป็นฟอสฟอรัสแดงสามารถเกิดขึ้นได้เองที่อุณหภูมิห้อง แต่จะใช้เวลานานกว่ามาก

อีกวิธีหนึ่งที่ใช้ตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1700 ผลิตฟอสฟอรัสจากเถ้ากระดูกหรือหิน ในวิธีนี้ คุณจะลดกระดูกสัตว์หรือปลาให้เป็นเถ้า หรือคุณบดหินที่มีฟอสฟอรัสสูง เช่น ไพโรมอร์ไฟต์ แล้วบำบัดเถ้าหรือผงด้วยกรดซัลฟิวริก ปฏิกิริยาทำให้เกิดกรดฟอสฟอริกและแคลเซียมซัลเฟต กรดในรูปแบบเข้มข้นรวมกับถ่านบางชนิดบนเปลวไฟเพื่อกลั่นฟอสฟอรัสขาว ฟอสฟอรัสขาวต้องถูกทำให้ร้อนเพื่อผลิตฟอสฟอรัสแดง

ความจริงที่ว่าคุณสามารถได้รับฟอสฟอรัสจากปัสสาวะแสดงให้เห็นว่าร่างกายมนุษย์ต้องการฟอสฟอรัสในปริมาณที่พอเหมาะ นี่เป็นเรื่องจริง และก็เป็นความจริงสำหรับสัตว์และพืชด้วย เท่าที่มนุษย์มีความกังวล ฟอสฟอรัสมีความสำคัญในการสร้างกระดูกและฟัน จำเป็นสำหรับร่างกาย ผลิตโปรตีนและเป็นส่วนประกอบสำคัญในการก่อตัวของอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP) ซึ่งร่างกายใช้เป็นพลังงาน ไตจะปล่อยฟอสฟอรัสส่วนเกินออกทางปัสสาวะ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ปัสสาวะเป็นแหล่งที่ดี

แหล่งอาหารหลักของฟอสฟอรัส ได้แก่ นมและเนื้อสัตว์ โดยเฉพาะเนื้อไก่ เนื้อหมู และอวัยวะ อาหารทะเลยังอุดมไปด้วยฟอสฟอรัส อาหารที่มีโปรตีนสูงอื่นๆ เช่น ถั่ว ถั่วเลนทิล และถั่วก็เป็นแหล่งอาหารที่ดีเช่นกัน คุณสามารถรับฟอสฟอรัสจำนวนเล็กน้อยจากขนมปังโฮลเกรนและซีเรียล ถั่ว เมล็ดพืช และช็อกโกแลต การแตกหน่อของเมล็ดพืชและถั่วจะเพิ่มการดูดซึมของฟอสฟอรัสที่มีอยู่ คุณยังสามารถได้รับฟอสฟอรัสจากการรับประทานคีนัวและผักโขม

พืชยังต้องการฟอสฟอรัสเพื่อให้แข็งแรงและต้านทานโรค ปุ๋ยที่อุดมด้วยฟอสฟอรัสมักใช้ขี้เถ้ากระดูกเป็นส่วนผสมหลัก ค้างคาวค้างคาวยังอุดมไปด้วยฟอสฟอรัสและทำให้เป็นปุ๋ยที่ดี