Fósforo | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Muestra de fósforo rojo . | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Posición en la tabla periódica | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Símbolo | PAG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
apellido | Fósforo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Número atómico | 15 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Grupo | 15 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Período | 3 e período | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Cuadra | Bloque p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Familia de elementos | No metal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Configuración electrónica | [ Ne ] 3 s 2 3 p 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electrones por nivel de energía | 2, 8, 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propiedades atómicas del elemento. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masa atomica | 30,973761998 ± 5 × 10 −9 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radio atómico (calc) | 100 p . M. ( 98 p . M. ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radio covalente | 107 ± 3 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radio de Van der Waals | 180 p . M. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estado de oxidación | ± 3, 5 , 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electronegatividad ( Pauling ) | 2.19 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Óxido | ácido débil | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energías de ionización | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re : 10,48669 eV | 2 e : 19,7695 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 E : 30.2027 eV | 4 e : 51,4439 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 e : 65,0251 eV | 6 e : 220 421 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7 e : 263,57 eV | 8 º : 309,60 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9 º : 372,13 eV | 10 e : 424,4 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
11 e : 479,46 eV | 12 e : 560,8 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
13 e : 611,74 eV | 14 e : 2 816,91 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
15 e : 3 069,842 eV | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
La mayoría de los isótopos estables | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Propiedades físicas corporales simples | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estado ordinario | sólido | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Alotrópico en estado estándar | Fósforo negro ( ortorrómbico ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Otros alótropos | Fósforo rojo ( amorfo ), fósforo blanco P 4( cúbico centrado ), fósforo violeta ( monoclínico ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Densidad |
1,82 g · cm -3 (blanco), 2,16 g · cm -3 (rojo), |
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Sistema de cristal | Centrado cúbico | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Color | blanquecino / rojo / negro | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Punto de fusión |
44,15 ° C (blanco), 590 ° C (rojo) |
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Punto de ebullición | 280,5 ° C (blanco) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energía de fusión | 0,657 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energía de vaporización |
12,4 kJ · mol -1 ( 1 atm , 280,5 ° C ); 14,2 kJ · mol -1 ( 1 atm , 25 ° C ) |
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Volumen molar | 17,02 × 10 -6 m 3 · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Presión de vapor | 20,8 Pa a 20,85 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Calor masivo | 769 J · kg -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Conductividad eléctrica | 1.0 × 10 -9 S · m -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Conductividad térmica | 0,235 W · m -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Solubilidad | suelo. en amoniaco | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Diverso | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CAS |
(rojo) |
(amarillo)||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o EC | 231-768-7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Precauciones | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SGH | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fósforo blanco :
Peligro H250, H314, H400, P273, P284, P304, P315, P301 + P310, P305 + P351 + P338, P422, P501, H250 : Se enciende espontáneamente en contacto con el aire H314 : Provoca quemaduras graves en la piel y lesiones oculares graves H400 : Muy tóxico para los organismos acuáticos P273 : Evítese su liberación al medio ambiente. P284 : Use equipo de protección respiratoria. P304 : En caso de inhalación: P315 : Obtenga atención médica inmediata. P301 + P310 : En caso de ingestión: llamar inmediatamente a un CENTRO DE INFORMACIÓN TOXICOLÓGICA oa un médico. P305 + P351 + P338 : En caso de contacto con los ojos: Enjuagar cuidadosamente con agua durante varios minutos. Quítese los lentes de contacto si la víctima los usa y se pueden quitar fácilmente. Continúe enjuagando. P422 : Almacenar el contenido en… P501 : Eliminar el contenido / el recipiente en… Fósforo rojo : Peligro H228, H412, P210, P273, H228 : Sólido inflamable H412 : Nocivo para los organismos acuáticos con efectos duraderos P210 : Mantener alejado de fuentes de calor, chispas, llama abierta o superficies calientes. - No fumar. P273 : Evítese su liberación al medio ambiente. |
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WHMIS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fósforo blanco : B4, D1A, E, B4 : Sólido inflamable D1A : Material muy tóxico que causa efectos graves inmediatos E : Material corrosivo Divulgación del 1,0% según la lista de divulgación de ingredientes Fósforo rojo : B4, B4 : Sólido inflamable Transporte de mercancías peligrosas: clase 4.1 Divulgación al 1,0% según criterios de clasificación |
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Transporte | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fósforo blanco :
46 : sólido tóxico, inflamable o que se calienta espontáneamente. Número ONU : 1381 : FÓSFORO BLANCO, SOLUCIÓN; FÓSFORO BLANCO, CUBIERTO DE AGUA; FÓSFORO BLANCO, SECO; FÓSFORO AMARILLO, EN SOLUCIÓN; FÓSFORO AMARILLO, CUBIERTO DE AGUA; o FÓSFORO AMARILLO, SECO Clase: 4.2 Etiquetas: 4.2 : Sustancias que pueden inflamarse espontáneamente 6.1 : Sustancias tóxicas Envasado: Grupo de embalaje I : Sustancias muy peligrosas;
446 : sólido inflamable y tóxico que, a temperatura elevada, se encuentra en estado fundido Número ONU : 2447 : FÓSFORO BLANCO FUNDIDO Clase: 4.2 Etiquetas: 4.2 : Sustancias que pueden inflamarse espontáneamente 6.1 : Sustancias tóxicas Envasado: Grupo de embalaje I : mercancías muy peligrosas; Fósforo rojo :
1338 : FÓSFORO AMÓRFICO Clase: 4.1 Etiqueta: 4.1 : Sólidos inflamables, sustancias que reaccionan espontáneamente y sólidos explosivos insensibilizados Embalaje: Grupo de embalaje III : sustancias de bajo peligro. |
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Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
El fósforo es el elemento químico de número atómico 15 con símbolo P. Es miembro del grupo de los pictógenos .
El cuerpo de fósforo único viene en varias formas de colores diferentes: blanco-amarillo, rojo y morado-negro. El fósforo "blanco" muy puro es transparente; más generalmente es de color blanco ámbar, ligeramente maleable con un leve olor a ajo . Las formas roja y negra se pueden pulverizar o cristalizar.
El nombre deriva de la palabra griega φώσφορος ( fósforo ), que significa “portador de luz” y evoca al planeta Venus , la Estrella del Pastor. Este origen se ha atribuido al hecho de que el fósforo blanco emite luz visible en la oscuridad cuando se expone al aire, por quimioluminiscencia .
Debido a que es fundamental para la vida y un consumo global que podría superar los recursos disponibles durante cien años, la ONU y varios científicos lo clasifican como una materia prima mineral crítica , que debe aprenderse para ahorrar y reciclar mejor.
Cuando se descubrió el fósforo, solo se conocían otros 13 elementos químicos (tabla siguiente), frente a 118 en la actualidad (cf. Lista de elementos químicos ). Como el resto de elementos, solo fue reconocido como tal gracias al trabajo de Lavoisier , unos años después.
Elemento | VS | S | Cu | A | Ag | Fe | Sn | Sb | Hg | Pb | As | Zn | Bi |
Con fecha de | ? | ? | -5000 | -3000 | -3000 | -2500 | -2100 | -1600 | -1500 | -1000 | 1250 | 1500 | 1500 |
Sus diversos descubridores le dieron muchos nombres diferentes: Phosphorus fulgurans o Lumen conflans ( Kunckel ), Noctiluca aërea ( Boyle ), Luz condensada o incluso Phosphorus igneus y luego Phosphorus pyropus de Leibnitz . Todos sus nombres están relacionados con la fuerte luz que produce durante su combustión al aire libre.
El descubrimiento de este elemento se atribuye al alquimista alemán Hennig Brandt en 1669 a partir de la orina . El proceso permaneció en secreto durante mucho tiempo, pero a pesar de todo, el químico alemán Jean Kunckel , entonces el físico inglés Robert Boyle, consiguieron poco tiempo después encontrar su propia ruta sintética.
Durante su investigación de la piedra filosofal , es decir, el arte de convertir metales básicos o imperfectos en oro y plata , Brandt había imaginado que al agregar extracto de orina a los metales que quería transmutar, tendría más éxito en su empresa. Pero en lugar de obtener lo que tan ardientemente buscaba, obtuvo un nuevo cuerpo, blanco, luminoso por sí mismo y ardiendo con una energía inigualable: el fósforo.
Sorprendido por la aparición de este cuerpo, envió una muestra a Kunkel , un químico alemán , quien se apresuró a mostrárselo a su amigo Kraft en Dresde (desde) . Lo encontró tan maravilloso que de inmediato se fue a Hamburgo con la intención de comprar el secreto de su preparación. Lo obtuvo por doscientos rischedales (la antigua moneda del norte de Europa) y su silencio. Pero Kunkel también estaba ansioso por conocerlo, y al ver que Kraft, a pesar de su amistad, no se lo confiaría, decidió averiguarlo a través de la experiencia. Tuvo éxito en 1674 , después de muchos intentos fallidos y se convirtió en el segundo descubridor de fósforo, y se jactó en el 44 º capítulo de su producto químico de laboratorio sintetizar saber un más puro que su amigo.
La tercera persona en encontrar un método para aislarlo es Knight Boyle . En 1679 había podido ver un trozo de fósforo traído por Kunkel para mostrárselo al Rey y la Reina de Inglaterra y descubrir que el fósforo era una sustancia extraída del cuerpo humano. Sus pruebas dieron fruto en 1680.
En 1692 en París, Homberg entregó en una Memoria a la Real Academia de Ciencias la receta para la preparación del fósforo ardiente de Kunkel: evaporar la orina en un fuego pequeño hasta que quede una materia oscura. Póngalo a putrefacción en un sótano, luego agregue arena (o arcilla) y agua y destile. Después de haber producido flema, sal volátil y aceite negro, "finalmente el material de fósforo vendrá en forma de nubes blancas que se adherirán a las paredes del recipiente como una pequeña película amarilla" (Hombert).
En su Cours de chymie, que tuvo un gran éxito, Nicolas Lémery dio la receta para la preparación del fósforo, no en las primeras ediciones (1675, 1677, 1679, 1681, 1683) sino a partir de las reediciones de 1687.
Hellot, en las Mémoires de l'Académie del año 1737, ofrece una descripción pública detallada de un método para sintetizar fósforo a partir de la orina. Él explica el13 de noviembre de 1737cómo un extranjero reveló por primera vez todo el misterio del proceso que hasta ahora había sido celosamente guardado por sus primeros inventores. Éste lo llevó a cabo en presencia de cuatro comisarios nombrados por la Academia de Ciencias , Duhamel , Dufay , Geoffroy y, él mismo. La receta finalmente se hizo pública.
Ese mismo año, Rouelle lo repitió en su Cours de Chimie . Todo el mundo tiene acceso a él desde ese momento. Esta preparación consiste en hacer que la orina putrefacta se evapore a sequedad y luego calentar fuertemente el residuo en una retorta de arenisca, cuyo cuello, por una extensión, se sumerge en agua. Luego se moldeó en cilindros y se almacenó en agua previamente hervida y se protegió de la luz.
A pesar de que Margrall añadió unos años después una sal de plomo ( nitrato de plomo ) a la orina espesada por evaporación, así es como durante mucho tiempo se preparaba el fósforo. El fósforo siguió siendo una curiosidad durante mucho tiempo y uno de los objetos más preciosos que se podían ver. Sólo se encontró en los laboratorios de los principales químicos y en las oficinas de unos pocos ricos, amantes de la novedad.
En 1769 , el sueco Johan Gottlieb Gahn descubrió que el fósforo estaba presente en el polvo de huesos calcinado y luego descompuesto por ácido sulfúrico . Poco después publicó, con Scheele , un proceso que le permitió obtener cantidades bastante considerables de huesos de bueyes u ovejas .
Este nuevo protocolo implica quemar los huesos hasta que se desmenucen, luego se mezcla con carbonato de calcio (CaCO 3) y otras sales. Luego se agrega ácido sulfúrico . Luego, después de la reacción y el lavado, se seca con carbón vegetal, antes de calentar el conjunto en una retorta llena de agua.
Se observa que combinado con hidrógeno produce un gas inflamable. Esto puede explicar las briznas provocadas por la descomposición de material rico en fósforo en las marismas. También entendemos que es su presencia la que hace que cierta materia orgánica como la lecha y los huevos de pescado, la carne de ciertos moluscos ( ostras ), ciertos esqueletos de pescado fresco, la sustancia cerebral o el hígado de pescado brillen en la oscuridad. . También se atribuye (a veces erróneamente) a la fosforescencia de determinados organismos marinos y "de las mismas aguas del mar, al menos en algunos casos" .
El método sintético actual fue desarrollado en 1867 por los químicos E. Aubertin y M. Boblique . Extrae fósforo de las rocas de fósforo. Esto permite obtener más fósforo a un mejor precio.
El protocolo consiste en calentar las rocas a 1400-1500 ° C con arena y coque . Esto forma el fósforo blanco P 4 dependiendo de la reacción: 2 Ca 3 (PO 4 ) 2 + 6 SiO 2 + 10 C → 6 CaSiO 3 + 10 CO + P 4
En la práctica, el mineral suele ser una fosforita , de fórmula general 3 Ca 3 (PO 4 ) 2 , Ca (OH, F, Cl) 2 :
El proceso inicial fue mejorado por JB Readman en 1888 al agregar el uso de un horno eléctrico. A pesar de una eficiencia de casi el 90%, la formación de una tonelada de fósforo blanco por este método todavía requiere aproximadamente 15 MWh .
A medida que el fósforo se hizo más común, los químicos pudieron estudiar más fácilmente sus propiedades. Los trabajos más destacables que se han realizado en este cuerpo se deben a:
Los primeros fósforos ( fósforo en español) usaban fósforo blanco en su composición, la toxicidad del fósforo los hacía bastante peligrosos: su uso provocó intoxicaciones accidentales.
Además, la inhalación de vapores de fósforo provocó, en las fábricas obreras de fósforos, la necrosis de los huesos de la mandíbula , conocida como necrosis del fósforo .
Cuando se descubrió el " fósforo rojo ", su menor inflamabilidad y toxicidad impulsaron su adopción como una alternativa menos peligrosa para hacer fósforos.
Los fósforos blancos y rojos tienen una estructura cuadrática.
Existe un "fósforo negro" alotrópico , que tiene una estructura similar a la del grafito : los átomos están dispuestos en capas hexagonales, y es un conductor eléctrico .
El fósforo blanco está compuesto por moléculas tetraédricas P 4 . Es un cuerpo venenoso que se oxida lentamente en el aire a temperatura ambiente. Siempre se mantiene bajo el agua. El fósforo blanco se convierte en fósforo rojo bajo la influencia de la luz.
El fósforo rojo está formado por moléculas de longitud indeterminada, pero muy grandes. La fórmula P 2000 se puede dar como ejemplo . No es tóxico ni fácilmente inflamable. El fósforo rojo se convierte en fósforo blanco (en estado gaseoso) bajo la influencia de calor o de 280 ° C .
Los fosfatos son minerales bastante comunes en pequeñas cantidades y dispersos, la concentración típicamente tiene un origen animal ( guano de aves o murciélagos acumulado durante miles o millones de años en sitios de dormitorios o reproducción).
El fósforo proviene de la roca fosfórica transformada químicamente. Se han extraído entre 120 y 170 millones de toneladas de roca cada año durante los últimos treinta años, lo que corresponde a entre 20 y 30 millones de toneladas de fósforo purificado por año.
Sin embargo, las rocas de fosfato explotables se concentran en unos pocos lugares: Marruecos (más de un tercio de las reservas mundiales), China (un poco más de un cuarto de las reservas mundiales), Sudáfrica , Estados Unidos . Además, estas reservas podrían agotarse antes de un siglo. Los recursos probados son 71 mil millones de toneladas en 2012 según el USGS y la producción anual es de aproximadamente 191 millones de toneladas extraídas en 2011.
Los depósitos geológicos accesibles de veintiséis elementos de la tabla de Mendeleïev están en proceso de enrarecimiento, como cobre, oro, zinc, platino, uranio, fósforo ... pero el fósforo es crucial para la agricultura y más ampliamente para la vida en la tierra.
“Basta pensar que este elemento forma la estructura misma del ADN, que impulsa la respiración, así como la fotosíntesis en las plantas, o incluso el metabolismo celular. Es por eso que cada ser humano reclama alrededor de dos gramos por día. […] En vista del consumo actual junto con el agotamiento de los depósitos de calidad en todo el mundo, investigadores del Institute for Sustainable Futures (Australia) predicen un pico en la producción de fósforo a mediados de la década de 2030 , y estiman las reservas en 340 años . Esta previsión, aunque controvertida, despierta no obstante una gran ansiedad: ¿seremos capaces de extraer suficiente fósforo para alimentar a los 9.000 millones de habitantes previstos en 2050 ? Además, advierte Jean-Claude Fardeau, del Instituto Nacional de Investigaciones Agronómicas , no existe un posible sustituto del fósforo, un factor limitante real en los seres vivos. Indispensable para el hombre y especialmente para la agricultura, ignorar este problema [el de una futura escasez de fósforo] podría poner en peligro la seguridad alimentaria mundial, concluye Andrea Ulrich, del Instituto de Decisiones Ambientales ( Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich ). Porque, si se agotan los recursos, es bastante seguro que la demanda de fósforo nunca desaparecerá… ”
En 2009 , China produjo el 35% del fósforo del mundo, Estados Unidos el 17% y Marruecos (y en menor medida el Sáhara Occidental ) el 15%. Estados Unidos ha detenido sus exportaciones, mientras que China las ha reducido drásticamente.
La mayoría de los fertilizantes de fósforo se derivan del fosfato de roca extraído en China, Estados Unidos, Marruecos y el Sahara Occidental. Es un recurso no renovable: a las tasas de extracción actuales, se estima que China y los Estados Unidos tienen cada uno aproximadamente 30 años de suministro en sus reservas recuperables conocidas de fosfato de roca. La mayoría de los países son importadores netos de mineral.
Una posible fuente alternativa de fósforo es el reciclaje de los desechos que lo contienen. Estos desechos son principalmente orina, huesos, desperdicios de alimentos, aguas residuales y heces. Los lugares densamente habitados y las áreas de reproducción producen mucho. También están cerca de áreas agrícolas que buscan fósforo como fertilizante. Alrededor de 2015, alrededor del 72% de las áreas cultivadas en todo el mundo eran ricas en estiércol.
Para 2015, el 68% de las regiones cultivadas pobladas estaban ubicadas en países que dependían de las importaciones de fósforo (por ejemplo, India, Brasil y gran parte de Europa). Los investigadores creen que estos países podrían volverse autosuficientes en fósforo, mejorar su seguridad alimentaria y tener un desarrollo más sostenible reciclando el fósforo presente en sus propios desechos.
Una tonelada de estiércol contiene de 2 a 3 kg de fósforo (y también de 4 a 5 kg de nitrógeno y de 5 a 6 kg de potasio ). En estas condiciones, asociaciones (como Zero Waste France ) se niegan a que los biorresiduos (que también podrían proporcionar biogás en el contexto de la digestión anaeróbica ) acaben en vertederos o incineradores .
Las soluciones para el compostaje de desechos humanos o el uso de excrementos (incluida la orina ) permitirían producir fertilizantes que contienen fósforo más fácilmente accesibles para las plantas. En el digerido de biogás de estiércol de ganado, el fósforo puede estar presente en una cantidad de 9 a 20 g / kg de materia seca, y también estar disponible para las plantas que el superfosfato triple .
En Francia, la planta de tratamiento de aguas residuales de Nîmes probó en 2016 un proceso de recuperación de fósforo ( defosfatación ) conocido como “Extraphore” con pruebas que en 2016 confirmaron un posible desarrollo a escala industrial. En Irstea se están realizando otros trabajos para desarrollar procesos de acidificación biológica de los lodos de depuradora (pero también de los efluentes del ganado) que permitan la liberación del fósforo acumulado por las bacterias defosfatantes. La ruta biológica adoptada por los investigadores permite reducir los costos del fósforo reciclado en comparación con los métodos químicos, haciendo que este producto sea tan competitivo como los fertilizantes químicos importados. El despliegue del proceso a escala semiindustrial está en marcha en 2018.
Según la creencia popular , los peces son buenos para la memoria porque contienen mucho fósforo. Este concepto erróneo es falso .
En el cuerpo humano, el fósforo está presente en las células donde sirve como soporte para la energía ( trifosfato de adenosina ).
El fosfato sérico es el contenido de fósforo como fosfato inorgánico presente en el plasma . El exceso de fósforo en la dieta disparadores hiperfosfatemia también llamada la hiperfosfatemia inhibe temporalmente la síntesis de vitamina D .
Con mucho, los usos más comunes del fósforo son:
El ácido fosfórico tiene muchas aplicaciones:
Las bombas , bombas incendiarias y granadas de fósforo fueron ampliamente utilizadas durante y desde la Segunda Guerra Mundial , por ejemplo durante el bombardeo de Dresde .
El Protocolo III de la Convención sobre Ciertas Armas Convencionales (CCAC), que entró en vigor en 1983, prohíbe las armas incendiarias contra civiles, e incluso contra bases militares ubicadas “dentro de una concentración de civiles” .
El fósforo blanco también se puede utilizar para crear cortinas de humo para cubrir a las tropas en un teatro de operaciones .
AFNOR ha validado un protocolo de dosificación en Francia .
Los iones fosfato reaccionan con una solución ácida que contiene iones molibdato y antimonio para formar un complejo antimonilfosfomolibdato. Este complejo se reduce luego con ácido ascórbico para formar un complejo de azul de molibdeno de colores brillantes. Luego se mide la absorbancia para determinar la concentración.
El fósforo tiende a filtrarse al mar bajo la influencia de la lixiviación de la lluvia, la cuenca alta del mar. El viento de erosión puede transportar cantidades significativas de fósforo a áreas muy remotas (incluido el Sahara en el Amazonas , a través de aerosoles visibles desde el satélite ). En el pasado, fueron sobre todo las migraciones de aves marinas o pescadoras (a través de sus excrementos enriquecidos en fósforo) y más aún las migraciones del salmón las que constituyeron el principal mecanismo de "retorno a la tierra" del fósforo. Luego de su fase de crecimiento en el mar y su ascenso, al morir por decenas de millones en los ríos de las cuencas altas luego de haber puesto huevos allí, el salmón regresó y liberó importantes cantidades de fósforo reciclado en los ecosistemas ubicados aguas arriba del río. cuencas hidrográficas., a través de sus esqueletos y cadáveres, que son particularmente ricos en fósforo, y a través de la orina y los excrementos de los animales que cazaban o pescaban salmones durante su ascenso (osos en particular). En la actualidad, el salmón ha experimentado una gran regresión o ha desaparecido en gran parte de su área de distribución anterior, y la agricultura intensiva se abastece de guano importado o fosfatos sintéticos.
El fósforo, que se desperdicia en abundancia en la agricultura intensiva y en determinadas unidades de tratamiento de aguas residuales, y que está muy presente en los detergentes, especialmente en los años 80 , es, junto con el nitrato, una de las principales causas de eutrofización .
En Francia, desde la década de 1970, la mejora de las prácticas de cultivo ha permitido reducir significativamente la entrada de fertilizantes fosfatados minerales por unidad de superficie, y las franjas de hierba (obligatoria localmente a lo largo de los cursos de agua ) podrían contribuir aún más a reducirla en el medio ambiente. A pesar de esto, el contenido de fósforo de los suelos agrícolas está aumentando en general, aunque de manera desigual según la región: aumento en Bretaña , Pays de la Loire , Champaña-Ardenas y Aquitania , y disminución en el norte, centro y oeste. En Bretaña, por ejemplo, este aumento se debe al uso de efluentes de la cría intensiva para la fertilización del suelo.
El mecanismo eutrófico del fósforo es complejo, variable según el entorno y diferente al de los nitratos con los que también interfiere. Según un estudio realizado en lagos reales y en "lagos experimentales" , la carga de fósforo del medio ambiente solo es un buen predictor de la eutrofización si se introduce un factor de corrección que tenga en cuenta la renovación del agua. Agua, mientras que la corrección de sedimentos tiene un papel menor.
El fósforo es un oligoelemento esencial, en forma de sales, para muchos organismos vivos y en forma de fosfato, especialmente para las plantas. En particular, en formas solubles y solubilizadas, el fósforo se utilizó como medicamento (extraído de la orina humana hasta 1774 ). Pero cuando es puro, y en algunas de sus formas, es una fuente de energía tóxica y corrosiva del cuerpo. Lo sabemos desde hace mucho tiempo.
Sin embargo, se utilizó en experimentos de "física divertida" o magia provocando lesiones a veces graves en los experimentadores.
Luego, ciertos médicos le atribuyeron maravillosas virtudes médicas, en particular administradas en forma de " píldoras luminosas " que contienen un polvo de fósforo finamente dividido asociado con otros ingredientes, que Kunckel parece haber tenido la idea; tenía fama de prolongar la vejez, vigorizar el organismo, "reavivar, por así decirlo, la antorcha de la vida" . Se ha afirmado que es febrífugo, antirreumático, antigota, anticlorólico y, en ocasiones, parece eficaz contra " fiebres intermitentes " , ciertas "fiebres graves" , "neoplasias malignas" , "fiebres asténicas" , "fiebre petequial". o "bilioso" , etc., pero su toxicidad fue rápidamente evidente en los seres humanos (1/ 8 º grano es a veces suficiente para determinar "accidentes mortales" (Observación Sr. Loebelstein-Loebel, Jena y luego nos preguntamos si estos efectos médicos son realmente debido de fósforo, o sus sales, o para las sinergias con otros ingredientes, por lo que en 1798, la sociedad médica de París en duda ". las propiedades medicinales de fósforo y ácidos fosfóricos y fósforo” . (pregunta quedó sin respuesta) [...] “Desde el nervioso sistema cuya sensibilidad en primer lugar exalta, parece extender su acción sobre los principales sistemas de la economía, acelerando así la circulación, aumentando el calor, aumentando al más alto grado la irritabilidad almizcle ulaire, según las experiencias del P. Pilger ( Ann. clin , de Montp., XXXVII, 360); finalmente, también actuando a menudo sobre los exhalantes cutáneos, la secreción urinaria, cuyo producto a veces se vuelve fosforescente, puede exhalar el olor a azufre o violeta, y por último y sobre todo, excitar poderosamente el aparato genital. Este último fenómeno, que puede llegar hasta el priapismo, es el más constante y el más notable de sus efectos fisiológicos: A. Leroy y el propio Dr. Bouttatz lo han experimentado; M. Boudet (Lo había observado en un anciano; B. Pelletier lo había visto en patos, cuyo macho no dejaba de cubrir a sus hembras hasta la muerte) asegura que el contacto prolongado de la piel con fósforo es suficiente para dar a luz. : así se creía poder relacionar con la presencia de fósforo en los peces la virtud afrodisíaca que se les atribuye ” .
FV Mérat y AJ de Lens, en su Diccionario Universal de Materia Médica y Terapéutica ( vol. 3 recuerdan que después de que se descubrió el fósforo en la orina y luego se usó como fármaco, su toxicidad fue ampliamente observada en humanos y confirmada experimentalmente en animales por M. Lœbelstein-Lœbel en perros, M. Bouttatz en gatos, cobayas, gallinas y palomas, gallos jóvenes y ranas, finalmente MM. Orfila , Brera, Mugetti, Worbe y Bogros en perros, demuestran, en su mayor parte, que el fósforo actúa en la forma de los venenos corrosivos; que los accidentes, una vez desarrollados, sólo pueden impedirse con dificultad con la ayuda del art. (…) Disuelto o dividido en aceite, y también en estado de fusión en agua caliente ( M. Worbe ), la combustión, que se produce rápidamente, al parecer, de ácido fosfórico; la inflamación es entonces muy aguda, los dolores atroces, los vómitos obstinados, y la muerte llega a la mili Tenía los movimientos convulsivos más horribles. Inyectado en las venas o en la pleura, este mismo aceite de fósforo da lugar, en el espacio de unos minutos, a corrientes de vapores blancos cargados de ácido fosfático, que a cada expiración escapan de la boca del animal (Magendie, Além Para el Phi * t. De la transpiración pulmonar; Bibl. Med., XXXII, 19): la muerte en este caso se produce por asfixia y resulta de una inflamación repentina de los pulmones.
Su uso se redujo entonces en gran medida, pero se utilizó en armas químicas y municiones incendiarias, y su isótopo radiactivo se utilizó como " radiotrazador " , en elementos sólidos (metal o aleación, por ejemplo) o en especies vivas (para el seguimiento de la polinización, por ejemplo, a través de pólenes marcados con azufre o fósforo radiactivo, para monitorear microbios o virus en el cuerpo) o incluso para monitorear moscas con el fin de estudiar su papel epidemiológico (1957). También se intentó utilizarlo como medicamento en la década de 1950, al comienzo de la medicina nuclear , por ejemplo contra la leucosis crónica (1955) o para tratar tejidos calcificados (1958) o para detectar neoplasias intraoculares, para comprender o tratar cánceres, o para el estudio de determinadas enfermedades ( por ejemplo: enfermedad de Váquez (1967) o cánceres (1946)).
Mutagenicidad: Otro problema ambiental lo plantea la radiactividad de ciertos isótopos de fósforo .
El exceso de fósforo también tiene efectos ecotóxicos como eutrofización .
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