Forfor (1)

Fosfor
Fosfor
(phosphorus)
(phosphorus)
Laura
LauraToodu
Toodu
Birgit Ritsbek
Birgit Ritsbek
Merilin
MerilinJegers
Jegers
Karen Vapper
Karen Vapper
10.b
10.bklass
klass
Fosfor P mittemetall
Aatomnumber: 15
Aatommass: 30,97376
Klassifikatsioon: penteelid, p-elemendid
Aatomi ehitus:
· Elektronvalem: 1s2 2s2p6 3s2p3
· Elektronskeem: +15|2)8)5)
· Elektronite arv: 15
· Neutronite arv: 16
· Prootonite arv: 15
· Oksüdatsiooniast(m)e(d) ühendites: -III, -II...0...II, III...V
· Kristalli struktuur: monokliinne
Fosfor võib e sine da mit
m it me s vor mis.
Va lge fosfor on tahke krist a lne a ine . Kee milise lt puhta d va lge fosfori krist kristaa llid on
tä ie st i vär vuse tud, lä bipa ist va d ja mur ra vad hä st i va lgusk iiri. Va lguse käe s lä he va d
nad k iire st i kolla sek
se k s ja kaota
kaotavad vad lä bipa ist vuse . Se e
epä
pä ra st on fosfor
nor maa lt ingimuste
ingimust e s vä lise lt väväga
ga sar nane va ha ga , kuid
k uid on viima se st ra ske m ( va lge
fosfori t ihe dus on 1 ,8 4 ) . Külma käe s on fosfor ra be , toate me ratuuril a agaga suht e lise lt
pehme ja noa ga ke rge st i lõiga ta v. Va lge fosfor sula b 44 C juure s ja keeb 280 ,5 C juure s.
Ok süde e rude s õhuha pnik u toime l he le ndub va lge fosfor pime duse s ja süt t ib ke rge st i
õhuhapnik
nõrga l k uumut
uumuta a mise l, nä it e k s hõõrdumise l.Tä ie st i kuiva ja puhta fosfori
sütt imist
im ist e mpe ratuur on lä hehedada ne inime se keha te mpe ratuurile . Se e t õt õttt u hoit a k se tteda
eda
a inult vee a ll.Va lge fosfor on va lge , vä hekolla k a vär vuse ga a ine . Ve e s tta a pra kktt ilise lt e i
la hustu, häst i la hustub süsinik sulfiidis ( CS2) ja orga orgaanilist
anilist e s la hust it e s (be nsiin,
a lkohol). Õhus sütt ib juba toate mpe ra tuuril. Va lge fosfor on vä ga mürgine ja naha le
sat tudes põhjust a b jä ä da va id kahjustusi ning orga nismi nism i mürgistust .
Veel on olemas ka punast fosforit mis vastupidiselt valgele ei ole üldse
mürgine ja ei oksüdeeru õhuga kokkupuutel. Ta ka ei helendu pimedas ja
ei lahustuväävelsüsinikus. Põlema süttib alles 260ºC juures.
Seda saadakse valgefosfori pikaajalisel kuivdestillatsiooni teel 250ºC-300ºC
juures.Väga kõrgel rõhul läheb ta üle mustaks fosforiks.
Must fosfor on hall grafiiti meenutava struktuuriga aine, pooljuht
tihedus 2,69mg/m³, hea soojusjuht,
keemilistelt omadustelt sarnane punase fosforiga.
Musta fosfori kristallvõre.
AVASTAMINE!
Teatavasti olid alkeemikute põhieesmärkideks oli filosoofilise ehk tarkade kivi, elueliksiiri ja
universaalse lahusti ehk alkagesti leidmine. Hamburgi kaupmees ja alkeemik Henning Brand
müstilistel põhjustel eeldas, et tarkade kivi peab olema seotud inim-organismiga. 1669. aastal
hakkas ta uurimist alustama uriinist. Brand kogus tünnitäie uriini, aurutas seda siirupi
konsistensini ning sai pruunika vedeliku, mille nimetas uriiniõliks. Viimase segas ta liiva ja söega
ning kuumutas siis tugevasti õhu juurdepääsuta. Äraarvamatu oli alkeemiku rõõm, kui ta
avastas anumas omalaadse, nõrgalt küüslaugulõhnalise vahataolise aine, mis pimedas helendab.
Brand arvas algul, et tal ongi õnnestunud saada üks maailma algelementidest, nimelt
elementaarse tule. Ainel olid ebatavalised omadused, sest kui Brand puudutas ainet käega, siis
hakkasid ta sõrmed helenduma Ta nimetas selle aine külmaks valguseks, mida tänapäeval
tuntakse fosfori nime all.
Fosfori erilise omaduse tõttu pimedas helenduda hakkasid huvi tundma ka teised teadlased, kes
proovisid Brandilt ära osta fosfori valmistamise
õpetust. Osadel teadlastel see ka õnnestus.
Tõenäoliselt tunti fosforit alkeemikute poolt juba varemgi. Nimelt Pariisi Rahvusraamatukogus
ladinakeelse manuskripti uurimisel selgus, et 12. sajandil sai araabia alkeemik Albid Behil
pimedas helenduvat ainet, mis oli saadud uriini, lubja ja liiva kuumutamisel.
Leidumine
Fosforit ehedalt looduses ei leidu. Seevastu ühendites on fosfor looduses levinud element ja sisalduselt
maakoores on ta orienteeruvalt 11. kohal. Tuntakse umbes 200 fosforimineraali, aga tähtsamateks peetakse
kaltsiumfosfaati sisaldavaid mineraale nagu näiteks apatiit (Ca5[PO4]3X ;X on F või Cl), fosforiit (apatiidile
sarnase koostisega,
sisaldab 5 - 35% P2O5) jt.
Ligikaudu pool Maa fosforivarudest leidub Aafrikas. Ka Eesti fosforivarud on suured (umbes
350 miljonit tonni), tänu Põhja-Eestis leiduva fosforiidi tõttu, mida peetakse Eesti üheks
tähtsamaks maavaraks. Fosforiit on tekkinud ordoviitsiumis meres elanud käsijalgsete
(Obolos) fosfaatidest koosnevatest karpidest. Kuna fosforiit asub Eestis sügaval maapõues,
siis tehnilistel ja ka keskkonnakaitselistel põhjustel meil fosforiiti hetkel ei kaevandata.
Fosfor on tähtis bioelement, kuuludes valkude, nukleiinhapete ja organismis energiat andvasse
ATP (adenosiintrifosfaat) koostise. Lisaks leidub fosforit veel luudes ja hammastes. Fosfor on
vajalik element ka taimede jaoks, mõjutades nende arengut ja viljumist.
Saamine
Tööstuslikult toodetakse fosforit (täpsemalt valget fosforit) kuumutades fosforiidi või
apatiidi segu liiva ja söega elektriahjudes temperatuuril 1300-1500 °C
4Ca5F(PO4)3 + 21SiO2 + 30C 3P4 + 20CaSiO3 + SiF4 + 30CO
2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C (1500°C) 6CaSiO3 + 10CO + P4
Valge fosfor eraldub seal auruna, mis kondenseeritakse ja kogutakse sulas olekus sooja
vee all. Kaasaegne elektriahi fosfori tootmiseks on 12 meetrise läbimõõduga, võimsusega 60-70 MW ning see annab
üle 30 tuhande tonni fosforit aastas. Valge fosfori maailma-toodanguks peetakse ligikaudu 1,5 miljonit tonni aastas.
Reageerimine:
· Fosfori põlemisel õhus ja hapnikus tekib P4O10. Hapnikku vaeguse korral võib tekkida ka oksiid P 4O6.
P4 + 5O2> P4O10 või siis P4 +3O2> P4O6
· Kõrgel temperatuuril ja katalüsaatori manulusel võib fosfor reageerida veeauruga : 2P + 8H2O -> 5H2 + 2H3PO4
· Kuumutamisel reageerib fosfor kõikide metallidega (v.a. Bi ja poolmetall Sb-ga), 6Zn + P4> 2Zn3P2
Tsinkfosfiidiga tapetakse rotte, InP ja GaP on kasutusel elektroonikas.
· Fosfor mitteoksüdeerivate hapetega ei reageeri, ent lämmastikhappega kui väga tugeva oksüdeerijaga toimub
järgnev reaktsioon:
3P + 5HNO3 + 2H2O > 3H3PO4 + 5NO
· Fosfori reagerimisel süsinikdioksiidiga üle 650 °C juures toimub järgmine reaktsioon:
P4 + 6CO2= P4O6 + 6CO
Veel reaktsioone
Mg3P2 + 6HCl > 3MgCl2 + 2PH3 ; 4P + 3NaOH + 3H2O > PH3 + 3NaH2PO2 ; PH4I + KOH> KI + PH3 + H2O
FOSFORHAPPED
Fosforil on rohkem anograanilisi oksohappeid kui ühelgi teisel elemendil. Keeruliseks
teeb fosforhapete liigituse asjaolu, et ühes happes võib fosfor esineda mitmes
oksüdatsiooniastmes (I-V). Puhtal kristalsel kujul on eraldatud ühe- kuni
kuueprootonilisi fosforhappeid.
H3PO4 ­ (orto)fosforhape
H3PO2 ­ hüpofosforishape
H4P2O6 ­ difosforishape ehk hüpofosforhape
H3PO3 - fosforishape
H4P2O7 ­ difosforhape ehk pürofosforhape
(HPO3)x - metafosforhape
Kasutusalad:
FOSFORVÄETISED
Fosfaate lisatakse toiduainetesse ka nende konserveerimisel ja vorstide
valmistamisel,
kuna ta seob fosfaadid seovad endasse niiskust ja aitavad lihal säilitada
parema värvuse,
lõhna ning maitse
Koolade fosforhappesisaldus on ligi 0,05%
Valge fosfor on kasutusel süütepommides,
punast fosforit kasutatakse tikukarpidel süütepinna
tegemiseks.
VEIDIKE KATSEID:
http://www.youtube.com/watch?v=PXKHHTSDjIE&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=U2cl1hHJkBU&NR=1
http://www.youtube.com/watch?v=JFxljIb3JY0&feature=related
Täname kuulamast!