i fòsfor | enciclopèdia.cat

OBRES

OBRES

Divulgació científica
Estadístiques
Gran enciclopèdia catalana

fòsfor

Símbol delP, fósforo (es), phosphorus (en)
substantiu masculím
Química
Símbol delP, fósforo (es), phosphorus (en)
química quím
Element pertanyent al grup V de la taula periòdica, de valències +3 o +5; el núclid 31 en constitueix l’element natural; hom en coneix sis núclids artificials: 28, 29, 30, 32, 33 i 34.

L’alquimista H.Brand fou el primer d’obtenir-lo (Hamburg, 1669), a partir de l’orina. Tot i ésser relativament poc abundant en la natura (l’escorça terrestre en conté un 0,1%), té una importància considerable en els regnes animal i vegetal; ocorre, en les roques, en l’estat de fosfats metàl·lics, el més abundós dels quals és el fosfat tricàlcic [Ca3(PO4)2] o fosforita, que constitueix jaciments importants al nord d’Àfrica i als EUA (Florida). En el procediment clàssic de preparació industrial del fòsfor, derivat del de Scheele, el fosfat tricàlcic és tractat amb àcid sulfúric, i l’àcid fosfòric obtingut és reduït pel carboni. Actualment el fòsfor és preparat sobretot a partir de la fosforita, en el forn elèctric. El fòsfor és un sòlid polimorf que presenta diferents varietats al·lotròpiques amb propietats físiques diferents; el fòsfor blanc i el fòsfor vermell són les més conegudes. El fòsfor blanc és un sòlid de color d’ambre i d’olor al·liàcia que cristal·litza en el sistema cúbic; és insoluble en aigua i en alcohol i es dissol en el sulfur de carboni, en el benzè i en l’amoníac líquid; és un verí molt violent, mortal a la dosi d’alguns centigrams. Aquest fòsfor, que és una varietat metaestable a la temperatura ordinària, és obtingut per refredament brusc del vapor de fòsfor. El fòsfor vermell té un color que varia del rosat al morat; no es fon a la pressió atmosfèrica, però se sublima a 550°C, i té una densitat de 2,2; insoluble en els solvents del fòsfor blanc, només pot ésser dissolt en el plom fos; no és tòxic, i a la temperatura ordinària aquesta varietat és més estable que l’altra, puix que, per efecte de la llum, el fòsfor blanc es transforma lentament en fòsfor vermell. És preparat escalfant el fòsfor blanc a 260°C en una atmosfera inerta, i el fòsfor blanc que en resta es dissol en el sulfur de carboni o en una solució diluïda de sosa. L’estudi de la seva densitat mostra que el vapor de fòsfor és tetraatòmic fins a 1 000°C i diatòmic a una temperatura més alta. Les propietats químiques d’ambdues varietats són idèntiques, però les reaccions obtingudes amb el fòsfor blanc són més vives. El fòsfor pertany a la família del nitrogen, però és menys electronegatiu que aquest; no es combina directament amb l’hidrogen i té una gran afinitat amb els halògens i l’oxigen. És combustible: el blanc s’inflama a l’aire lliure a 50°C, i el vermell a 400°C; la reacció, altament exotèrmica, va acompanyada d’una flama enlluernadora i produeix anhídrid fosfòric (P2O5). A la temperatura ordinària el fòsfor blanc s’oxida lentament i es transforma en anhídrid fosforós (P2O3), amb despreniment de calor, que a vegades és suficient per a inflamar-lo espontàniament, i per això cal conservar-lo dins l’aigua. El fòsfor es combina amb els halògens, al contacte dels quals s’inflama, s’uneix al sofre i dóna el sesquisulfur (P4S3) i es combina també, en calent, amb gairebé tots els metalls, que transforma en fosfurs, com el Ca3P2. És un reductor que descompon el vapor d’aigua, amb producció d’hidrogen i de diferents òxids de fòsfor; a la temperatura ordinària redueix les sals dels metalls poc oxidables: un bastonet de fòsfor immergit en una solució de sulfat de coure es recobreix d’una capa de coure metàl·lic. El fòsfor descompon les solucions alcalines, amb despreniment de PH3, que s’inflama espontàniament amb producció d’hipofosfits dissolts. És un component de certes proteïnes del sistema nerviós i de la sang, les quals, en forma de fosfats, constitueixen la part mineral dels ossos; la proporció de fòsfor en els teixits vivents és constant en relació amb la del calci. És eliminat per l’orina en forma de fosfats alcalins i alcalinoterris que provenen dels aliments i de la metabolització dels derivats orgànics del fòsfor; l’eliminació normal és de 2 a 3 g/l d’orina, i augmenta exageradament en els casos patològics. La terra de conreu, que conté sempre àcid fosfòric, s’empobreix a cada collita; per collita i per hectàrea, les quantitats de P2O5 extretes són de 35 kg per al blat, de 20 kg per a l’ordi i de 30 kg per a les patates. L’àcid fosfòric així extret és substituït en general pels adobs, sobretot pels superfosfats, que són els productes resultants del tractament d’un fosfat natural, o d’ossos polvoritzats, per l’àcid sulfúric. El fòsfor és utilitzat, en forma de sesquisulfur, per a fabricar llumins, raticides i també bronzes de fòsfor. El desenvolupament del procediment que permet d’obtenir-lo al forn elèctric ha fet possible la síntesi directa de l’àcid fosfòric d’una manera industrial i la fabricació de fosfat d’amoni, que és un adob alhora fosfòric i nitrogenat.

Propietats físiques del fòsfor

nombre atòmic 15
pes atòmic 30,974
estructura electrònica [Ne] 3s23p3
estats d’oxidació +3, +5, −3
densitat (fòsfor blanc) 1,82 g/ml
punt de fusió 44,1ºC
punt d’ebullició 280ºC
conductivitat tèrmica (fòsfor blanc, a 25ºC) 0,00236 W/cm·K
resistivitat elèctrica (fòsfor blanc a 11ºC) 1017μΩ·cm
radi iònic (P−3): 2,123 Å
  (P+3): 0,44 Å
  (P+5): 0,35 Å
potencials d’ionització, en eV I: 10,486
  II: 19,752
  III: 30,18

Col·laboració: 
JCoR
Llegir més...