Foszfor (P), a nitrogéncsalád nemfémes kémiai eleme (a periódusos táblázat 15. [Va] csoportja), amely szobahőmérsékleten színtelen, félig átlátszó, puha, viaszos szilárd anyag, amely sötétben világít.
Az elem tulajdonságai
| atomszám | 15 |
|---|---|
| atomtömeg | 30,9738 |
| olvadáspont (fehér) | 44,1 ° C (111,4 ° F) |
| forráspont (fehér) | 280 ° C (536 ° F) |
| sűrűség (fehér) | 1,82 g / cm 3 20 ° C-on (68 ° F) |
| oxidációs állapotok | −3, +3, +5 |
| elektronkonfiguráció | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 |
Történelem
A 12. századi arab alkimisták véletlenül izolálhattak elemi foszfort, ám az adatok nem egyértelműek. Úgy tűnik, hogy a foszfort 1669-ben fedezte fel Hennig Brand, egy német kereskedő, akinek hobbija az alkímia volt. Brand hagyta, hogy 50 vödör vizelet álljon, amíg megtisztulnak és „nevelik a férgeket”. Ezután a vizeletet forrássá forralta, és homokkal melegítette, ezáltal az elemi foszfort ledesztillálta a keverékből. Brand felfedezéséről Gottfried Wilhelm Leibniznek címzett levélben számolt be, majd ezt az elemet és annak képességét, hogy sötétben ragyogjon, vagyis „foszforrezentáció” demonstrálják, felkeltik a közvélemény érdeklődését. A foszfor azonban kémiai kíváncsiságnak maradt körülbelül egy évszázaddal később, amikor a csontok alkotórészének bizonyult. A csontok salétromsavval vagy kénsavval történő emésztése foszforsavval képződik, amelyből a foszfor le lehet desztillálni faszén melegítésével. Az 1800-as évek végén James Burgess Readman (Edinburgh) kifejlesztett egy elektromos kemencés eljárást az elem előállítására foszfátkőzetből, amely alapvetően a jelenleg alkalmazott módszer.
Előfordulás és eloszlás
A foszfor nagyon széles körben elterjedt elem - a legalacsonyabb a 12. kéregben, amelyben körülbelül 0,10 tömeg% járul hozzá. Kozmikus jelenléte körülbelül egy atom 100 szilíciumatomon, a standard. Magas kémiai reakcióképessége biztosítja, hogy szabad állapotban nem fordul elő (néhány meteorit kivételével). A foszfor mindig foszfát-ion formájában fordul elő. A természetben a fő kombinált formák a foszfátsók. Körülbelül 550 különféle ásványról találtak foszfortartalmot, ám ezek közül a foszfor fő forrása az apatit sorozat, amelyben a kalcium-ionok foszfát-ionokkal és változó mennyiségű fluorid-, klorid- vagy hidroxid-ionokkal vannak jelen, a képlet szerint [Ca 10 (PO 4) 6 (F, Cl vagy OH) 2]. Egyéb fontos foszfortartalmú ásványok a hullám- és a vivianit. Általában az ilyen fématomok, mint a magnézium, mangán, stroncium és ólom helyettesítői az ásványban, valamint a szilikát, szulfát, vanadát és hasonló anionok helyettesítik a foszfát-ionokat. Nagyon nagy üledékes fluorapatit lerakódások vannak a Föld sok részén. A csont- és fogzománc foszfátja hidroxiapatit. (A fogszuvasodás csökkentésének alapelve a fluorozással függ attól, hogy a hidroxiapatit átalakul-e keményebb, pusztulásállóbb, fluoroapatitdé.)
A fő kereskedelmi forrás a foszfor vagy foszfát kőzet, a karbonátot hordozó apatit szennyezett tömeges formája. A földkéregben található összes foszfátkövet becsülések szerint körülbelül 65 000 000 000 tonna, ebből Marokkó és Nyugat-Szahara körülbelül 80 százalékot tartalmaz. Ez a becslés csak azokat az érceket tartalmazza, amelyek elegendő mennyiségben tartalmaznak foszfátot ahhoz, hogy jelenlegi módszerekkel hasznos termékekké alakuljanak. Nagy mennyiségű, alacsony foszfortartalmú anyag is létezik.
Az egyetlen természetben előforduló foszfor izotóp a 31. tömegű. A többi 24. és 46 tömegű izotópokat megfelelő nukleáris reakciókkal szintetizálták. Ezek mindegyike radioaktív, viszonylag rövid felezési idejű. A 32 tömegű izotóp felezési ideje 14,268 nap, és rendkívül hasznosnak bizonyult az élő szervezetekben a foszfor felszívódását és mozgatását magában foglaló nyomjelző vizsgálatokban.
