ويژگي هاي فسفر وکاربردآن

فسفر يکي از مواد تشکيل دهنده ارگان هاي زنده بوده و نامش به شکلهاي گوناگون ذکر ميشود. مهمترين استفاده فسفر در توليد کود ميباشد. همچنين در توليد مواد منفجره کبريت آتش بازي مواد حشره کش خمير دندان و مواد شوينده و همچنين مانيتورهاي کامپيوتر نيز کاربرد دارد.

خصوصيات قابل توجه

فسفر معمولا به شکل يک ماده جامد و موم مانند سفيد رنگ است که بوي نامطبوعي دارد. فسفر خالص بي رنگ و شفاف است. اگرچه اين نافلز در آب قابل حل نيست ولي در دي سولفيد کربن حل ميشود. فسفر خالص به سرعت در هوا ميسوزد و تبديل به پنتا اکسيد فسفر ميشود.

گونه ها

فسفر به چهار پنج شکل مختلف وجود دارد . سفيد (يا زرد) قرمز سياه (يا بنفش). که متداول ترين آنها فسفر قرمز و سفيد ميباشند که که هر دوي آنان از گروه چهار اتمي هاي چهار وجهي ميباشند. فسفر سفيد در تماس با هوا ميسوزد و در مجاورت با گرما يا نور به فسفر قرمز تبديل ميشود که دو حالت آفا و بتا دارد که با انتقال دماي -3.8 درجه سانتيگراد از هم تفکيک ميشوند. در عوض فسفر قرمز پايدار تر بوده و در فشار بخار 1 اتمسفر در 17 درجه سانتيگراد تصعيد مي شود و از تماس و يا گرماي مالشي ميسوزد. فسفر سياه چندشکلي Allotrope هم در ساختاري مشابه گرافيت که در آن اتمها در يک صفحه شش وجهي چيده شده و هادي جريان الکتريسيته هستند وجود دارد.

کاربردها

اسيد فسفريک غليظ شده که 70% تا 75% P2O))5 دارد. در(( کشاورزي و توليد کود بسيار مهم ميباشد. در نيمه دوم قرن بيستم نياز بيشتر به کودها توليدات فسفري را به مقدار قابل توجهي افزايش داد.
ديگر کاربردهاي فسفر عبارتند از:

فسفر براي توليد شيشه مخصوص براي لامپهاي سوديومي استفاده ميشود.
فسفات کلسيم يا Bone-Ash براي توليد ظروف چيني مرغوب و Mono_calcium Phosphate که در بکينگ پودر مصرف دارد استفاده ميشود.
همچنيند اين عنصر در توليد فلزات برنز فسفات و ديگر فلزات استيل کاربرد دارد.
تري سديوم فسفات در ماده هاي تصفيه کننده براي شيرين کردن آب و همچنين جلوگيري از فرسايش لوله ها کاربرد دارد.
از فسفر سفيد در ساخت بمبهاي آتش زا و دود زا و گلوله هاي رسام استفاده ميشود.
فسفر کاربردهاي گوناگون ديگري در ساخت کبريتهاي بي خطر مواد آتش زا حشره کش ها خميردندان ها و مواد پاک کننده دارد.

نقش بيولوژيکي

ترکيبات فسفري نقش حياتي در تمام گونه هاي حيات شناخته شده در زمين دارد. فسفرهاي معدني نقش کليدي در ملوکولهاي بيولوژيکي مانند DNA و RNA که قسمتي از استقامتهاي ملوکولي را شکل ميدهند بازي ميکنند. همچنين سلولهاي زنده از فسفرهاي معدني براي ذکيره و انتقال انرژي سلولي از طريق تري فسفات آدنوزين ATP استفاده ميکنند. نمکهاي فسفات کليسيوم هم توسط حيوانات براي سفت شدن استخوان استفاده ميشود. ضمناً فسفر يک عضو حياتي براي پروتوپلاسمهاي سلولي و بافتهاي عصبي ميباشد.

تاريخچه

فسفر (که يوناني آن فسفروس به معناي”حامل روشنايي” و از نامهاي باستاني سياره زهره ميباشد ) در سال 1669 توسط شيميدان آلماني Henning Brand در حين توليد يک دارو از ادرار کشف شد. براند با تبخير ادرار سعي در تقطير نمک داشت که در اين فرايند ماده سفيد رنگي توليد شد که در تاريکي ميدرخشيد و با نور زيادي ميسوخت. از آن روز تابندگي فسفري براي شرح اشياءي که در شب بدون سوختن ميدرخشند بکار برده شد.

کبريتهاي اوليه که از فسفر سفيد در ترکيباتشان اسفاده ميشد به دليل سمي بودن خطرناک بودند و استفاده از آنها موجبات قتل و خودکشي و …. را فراهم ميکرد. (يک داستان نا معلوم حکايت از اين دارد که زني با اضافه کردن فسفر سفيد به غذاي شوهرش قصد کشتن وي را داشت که هنگام جوشانيدن غذا به دليل به وجود آمد بخار نوراني لو رفت.)

همچنين کارگران کبريت ساز به دليل مجاورت با بخار آن دچار مردگي استخوانهاي فک ميشدند. زماني که فسفر قرمز که خاصيت آتش زايي و سمي به مراتب کمتري را دارد کشف شد جايگزين فسفر سفيد در صنعت کبريت سازي گرديد.

پيدايش

فسفر به دليل واکنش پذيري در هوا و ديگر مواد حاوي اکسيژن به تنهايي در طبيعت يافت نميشود ولي به صورت ترکيبي به مقدار زيادي در معادن گوناگون پخش شده اند. که بزرگترين اين معادن در روسيه مراکش فلوريدا Idaho, Tennesse و Utah قرار دارد.

فسفرهاي چندشکلي سفيد ميتوانند به شيوه هاي گوناگوني تهيه شوند. در يک فرايند تري کلسيم فسفات که از سخره هاي فسفاتي گرفته شده در مجاورت کربن و سيليکا در کوره هاي سوختي يا برقي حرارت داده ميشود. در اين فرايند عناصر فسفري به صورت بخار آزاد شده و به صورت اسيد فسفريک جمع آوري ميشوند.

هشدارها

فسفر يک ماده بسيار سمي ميباشد و حتي مقدار 50 mg آن کشنده و مرگ آور است.

فسفر سفيد بايد هميشه در زير آب نگهداري شود چرا که در مجاورت هوا بسيار واکنش پذير ميباشد. هنگام کار با آن حتما بايد از انبر استفاده شود چرا که تماس آن با پوست ميتواند باعث سوختگي هاي مزمن شود. خاصيت سمي و مزمن فسفر سفيد باعث ميشود که کارگراني که بايد با آن کنند دچار بيماري Necrosis of the Jaw مردگي فک که اصطلاحا PhossyJaw ناميده ميشود گرفتار آيند. استرهاي فسفاتي براي سيستم عصبي سمي هستند اما فسفاتهاي معدني و کاني معمولا غير سمي ميباشند.

آلودگي فسفاتي نيز زماني رخ ميدهد که کودها و مواد پاک کننده در خاک ها باقي بمانند.

هنگامي که گونه سفيد آن در مجاورت نور خورشيد قرار بگيرد و يا در بخار خود تا دماي 250 درجه سانتيگراد حرارت داده شود به گونه قرمز که در هوا ترکيب نميشود تبديل ميشود. فسفر قرمز فورا در هوا آتش نميگيرد و به خطرناکي فسفر سفيد نيست. با اين حال بايد با فسفر قرمز نيز با احتياط کار شود چرا که در شرايطي و در تحت دماهاي خاص ممکن است به فسفر سفيد تبديل شود . ضمنا در صورت گرما ديدن گازهاي بسيار سمي که حاوي اکسيدهاي فسفر هستند از خود ساتع ميکند.

ايزوتوپها

p32 ايزوتوپ رايج است که راديو اکتيو نيز مي باشد.

املاء

تنها املاء درست اين عنصر Phosphorus ميباشد که به شکل صفت براي ظرفيتهاي کوچکتر آن استفاده ميشود و درست همانند ترکبات گوگرد (sulfurour and sulfuric) ميباشد و با کلمات Phosphorous و Phosphoric ناميده ميشود.

شناخت محيط رشد:فسفر
فسفر از زمان هاي بسيار قديم با اهميت دانسته شده و مورد مصرف بوده است. در بيشتر اعمال فيزيولوژيکي گياه ، فسفر اهميت حياتي دارد (از آن جمله : در توليد ATP و اسيد نوکلئيک و آنزيم ها)، کمبود فسفر باعث توقف رشد گياه شده و به علت انتقال فسفر از برگ هاي پير به برگهاي جوان، منجر به ريزش برگهاي پير ميگردد. گهگاه، کمبود فسفر باعث تجمع مواد قندي در برگ و ساقه شده و در نتيجه توليد آنتوسيانين بالا رفته و برگها و ساقه ها به رنگ قرمز در مي آيند.
در خاک، فسفر ممکن است به صورت معدني و آلي يافت شود. واکنش (pH) خاک در قابل استفاده ساختن فسفر اهميت زيادي دارد. فسفر در خاک هاي قليايي، به املاح کلسيم، و در خاک هاي اسيدي با آهن و آلومينيم ترکيب شده غير قابل استفاده ميشود.
بنابراين مناسبترين واکنش براي قابل استفاده بودن فسفر واکنش هاي 6 تا 7 مي باشد. فسفر به صورت هاي و يا جذب گياه مي شود.
از کودهاي فسفره معمول که به مصرف مي‌رسد مي توان فسفات آمونيم، را نام برد.پودر استخوان گرچه داراي فسفر زيادي مي باشد ولي فسفر آن زياد قابل جذب نيست.

منبع: دانشنامه ي سايت رشد با آدرس زير:
http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=Phosphorus&SSOReturnPage=Check&Rand=0