Цвет фосфор: Ошибка 404 — страница не найдена | Error 404

Содержание

Чем опасен для здоровья желтый фосфор. Справка

При окислении желтый фосфор образует газообразное сильнодействующее вещество, опасно влияющее на здоровье человека.
Вред, который наносит желтый фосфор здоровью человека описан в медицинской литературе. Пары желтого фосфора, выделяемые в результате самовозгорания, вызывают сильное раздражение глаз, слезотечение, раздражение дыхательных путей и глубокие, проникающие ожоги кожи. Непосредственный контакт кожи с фосфором, который имел место на производстве и во время войны, приводил к глубоким ожогам второй и третьей степени, похожим на ожоги фтористым водородом.

Попадание фосфора в организм через рот вызывает ожоги ротовой полости и желудочно-кишечного тракта, симптомы которого — ощущение жжения во рту, рвота, диарея и сильные боли в животе. Ожоги доходят до второй и третьей степени.

При проникновении через желудочно-кишечный тракт желтый фосфор непосредственно воздействует на миокард, периферийную сосудистую сеть, печень, почки и мозг.

При отравлении желтым фосфора выделяют три клинические стадии.

В первой стадии, сразу же после проглатывания, наблюдаются тошнота и рвота, боли в животе, желтуха и запах чеснока в выдыхаемом воздухе.

Вторая стадия характеризуется двух или трехдневным скрытым периодом с отсутствием симптомов. В это время может происходить расширение сердца, а также жировая инфильтрация печени и почек.

В третьей стадии отмечается сильная кровавая рвота, кровоизлияние во многие ткани, уремия и выраженная анемия, а затем наступает смерть.

Длительное воздействие (от 10 месяцев до 18 лет) может вызвать некроз нижней и верхней челюсти с секвестрацией кости; разрушение омертвевшей ткани ведет к деформации лица. Первыми признаками могут быть зубная боль и чрезмерное слюнотечение. Кроме того, могут отмечаться анемия, кахексия (крайняя степень истощения организма) и отравление печени.

До начала двадцатого века в литературе часто описывалось хроническое отравление с некрозом нижней челюсти и деформацией лица. Это было связано с развитием в конце первой половины XIX века спичечной промышленности. Самым большим недостатком спичек в прошлом была их высокая токсичность, так как в их производстве применялись сильно ядовитые белый и желтый фосфор. Фосфорные пары, распространявшиеся по производственному помещению, приводили к тяжелым заболеваниям рабочих, вызывая, так называемый, фосфорный некроз костей. Долгое время среди врачей бытовал даже термин «фосфорная челюсть»: у пациентов, работающих на спичечных фабриках, от фосфора крошились зубы, резко ухудшалось здоровье. 26 сентября 1906 года в Берне была принята Международная конвенция  о запрете использования белого (желтого) фосфора в спичечном производстве.

Все справки>>

Красный фосфор — стабильная и безопасная форма фосфора

Считается, что фосфор — это светящийся в темноте минерал, ядовитый и огнеопасный. Но это только часть правды об этом удивительном элементе. Фосфор бывает и иным, с прямо противоположными свойствами.

Что такое красный фосфор?

Фосфор может существовать в нескольких вариантах (аллотропических формах), которые сильно отличаются своими физическими и химическими свойствами. Причиной этого являются различия в строении. Например, кристаллическая решетка белого фосфора молекулярная, а решетка красного фосфора — атомная. Благодаря ей он медленно реагирует с другими веществами, стабилен на воздухе в обычных условиях (белый фосфор на воздухе воспламеняется). Всего у фосфора найдено более двадцати модификаций, четыре из которых стабильны (белый, красный, черный и металлический фосфор), остальные — нестабильны.

Красный фосфор представляет собой очень интересное вещество, естественный неорганический полимер с формулой (Р4)n и весьма сложной структурой из пирамидально связанных атомов.

Свойства красного фосфора в некоторой степени зависят от условий его получения. Изменяя температуру, свет и катализаторы, можно создавать виды красного фосфора с прогнозируемыми свойствами.

Первооткрывателем красного фосфора является австриец А.Шрёттер, который получил его, нагревая запаянную ампулу с белым фосфором и угарным газом при температуре +500 °С.

Свойства красного фосфора

Красный фосфор получают методом продолжительного нагревания белого фосфора при высоких температурах (250-300 °С) без доступа воздуха. Цвет вещества варьируется от пурпурно-красного до фиолетового.

Красный фосфор, в отличие от своего более известного «собрата», белого фосфора, является твердым веществом, не люминесцирует, практически ни в чем не растворим (ни в воде, ни в органических растворителях, ни в сероуглероде). Он не ядовит, самовоспламеняется на воздухе только при температуре +240-260 °С (на самом деле воспламеняется не сам красный фосфор, а его пары, которые после охлаждения превращаются в белый огнеопасный фосфор).

Плотность красного фосфора выше, чем у белого и равна 2,0 – 2,4 г/см3 (в зависимости от конкретной модификации).

На воздухе красный фосфор поглощает влагу, окисляется, превращаясь в оксид; продолжая впитывать влагу, переходит в густую фосфорную кислоту («отмокает»). Ввиду этого, реактив следует герметично укупоривать, лишая доступа к воздушной влаге. При нагревании красный фосфор не плавится, а возгоняется (испаряется). После конденсации пары вещества превращаются в белый фосфор.

Применение красного фосфора

Красный фосфор практически не токсичен и гораздо безопаснее в работе и хранении, чем белый фосфор. Поэтому в промышленном производстве фосфидов, фосфоросодержащих удобрений, разных производных фосфорной кислоты чаще всего используют красный фосфор.

Сам красный фосфор в основном применяется для изготовления спичек. Он входит в «тёрочную» смесь, которую наносят на коробок. Также его используют в смазочных материалах, в зажигательных составах, топливе, в производстве ламп накаливания.

Не знаете, где купить красный фосфор?

Купить красный фосфор и различные другие химреактивы можно в одном из крупнейших магазинов оборудования для лабораторий, «ПраймКемикалсГрупп». У нас доступные цены и удобная доставка по Москве и области, а квалифицированные менеджеры помогут сделать выбор.

О жёлтом фосфоре и панической природе человека / Хабр

Привет, %username%.

Как и обещал — вот тебе статья-рассказ о жёлтом фосфоре и о том, как он славно горел подо Львовом на Украине относительно недавно.

Да, я знаю — гугл даёт массу информации об этой аварии. К сожалению, большинство того, что он выдаёт — неправда, или, как говорят очевидцы, брехня.

Давай разберёмся!

Ну вначале — никем не любимая матчасть, а она, между прочим, очень важна!

Как рассказывает скучная Википедия, фосфор — один из распространённых элементов земной коры: его содержание составляет 0,08—0,09 % её массы. В свободном состоянии не встречается из-за высокой химической активности. Образует около 190 минералов, важнейшими из которых являются апатит Ca

5(PO4)3 (F,Cl,OH), фосфорит Сa3(PO4)2 и другие. Фосфор входит в состав важнейших биологических соединений — фосфолипидов. Содержится в животных тканях, входит в состав белков и других важнейших органических соединений (АТФ, ДНК), является элементом жизни. Запомни это, %username%, а мы пойдём дальше.

Фосфор в чистом виде бывает белый, красный, чёрный и металлический. Это называется аллотропные модификации — в них очень хорошо разбирается слабый пол, потому что на ощупь может отличить бриллиант от графита — а это тоже аллотропные модификации, только у углерода. В общем, фосфор такой же.

Герой нашего рассказа — жёлтый фосфор — на самом деле представляет собой неочищенный белый. Очень часто «неочищенный» — это означает примесь красного фосфора, а не каких-то там жутких посторонних элементов.

Жёлтый фосфор (впрочем, как и белый) — это самый настоящий адЪ: сильно ядовитое (ПДК в атмосферном воздухе 0,0005 мг/м³), огнеопасное кристаллическое вещество от светло-жёлтого до тёмно-бурого цвета. Удельный вес 1,83 г/см³, плавится при +43,1 °C, кипит при +280 °C. В воде не растворяется, на воздухе легко окисляется и самовоспламеняется. Горит ослепительным ярко-зеленым пламенем с выделением густого белого дыма — мелких частичек декаоксида тетрафосфора P

4O10. Это опять скучная Википедия, но прошу, %username%, — запомни и эту информацию.

Теперь будем разбираться.

Ну во-первых, несмотря на токсичность фосфора, отравиться им крайне сложно по очень простой причине: он самовоспламеняется на воздухе. Очень быстро. И горит он, как уже было сказано, синим ярко-зеленым пламенем. На практике это выглядит так: кладёшь кусочек на стол — и он потихоньку так начинает дымиться. Потом быстрее. Потом ещё. А потом вспыхивает и горит. Время вспышки зависит от размера кусочка: чем меньше — тем быстрее. А потому мне трудно представить мелкую пыль жёлтого фосфора в воздухе — она просто загорится.

Хотя, возразишь может быть ты, вот пишут: смертельная доза жёлтого фосфора для человека составляет 0,05-0,15 грамм, он хорошо растворяется в жидкостях организма и при попадании внутрь быстро всасывается (кстати, красный фосфор нерастворим и потому сравнительно малоядовит). Острое отравление наступает при вдыхании паров жёлтого фосфора и/или при попадании их в желудочно-кишечный тракт. Отравление характеризуется болями в животе, рвотой, красивыми светящимися в темноте рвотными массами, издающими запах чеснока, поносом. Ещё одним симптомом острого отравления жёлтым фосфором является сердечная недостаточность.

Прочитав это я почему-то вспомнил про отравление фосфином (уж очень похожи симптомы) и крепко задумался — но уже не о существовании паров жёлтого фосфора, а об адекватности индивидуума, который увидел дымящийся, светящийся в темноте кусок неведомого чего-то — и немедленно его съел. Ну то такое.

Кстати, чтобы получить раствор фосфора в воде 3 мг/л — а это насыщенный раствор, больше он не растворяется — трясти кусочек фосфора в воде надо неделю. Ну это не я придумал, так говорит ГОСТ 32459-2013 — а это тебе не интернеты всякие!

В общем, на мой взгляд — токсичность фосфора очень сильно преувеличена. Но у него есть другие нюансы. О них — ниже.

Горит фосфор, как любят говорить специалисты, с ним работающие, по правилу буравчика: то есть горящий кусок въедается в поверхность, на которой горит. В стол. В металл. В ботинок. В руку. Причина проста: продукт горения — оксид фосфора — это по сути кислотный оксид, который тут же тянет воду, образуя фосфорную кислоту. Фосфорная кислота хоть и не такая няшная, как серная или плавиковая, но кушать любит не меньше — а потому всё и разъедает. Кстати, её иногда добавляют в жидкость для чистки унитазов. Милое сочетание высокотемпературного горения (до 1300 °C) и горячей кислоты и придаёт дополнительные отверстия твоему столу, а если не повезёт — и организму. И да, %username%, — это Очень Больно.

Я уже много раз утверждал и буду утверждать, что нет большего врага человеку, чем он сам: конечно, свойства жёлтого фосфора не остались незамеченными — и добрые люди придумали добавлять его в зажигательные боеприпасы, ведь очень удобно, когда что-то внезапно загорается на воздухе!

Выглядит это очень красиво — можешь полюбоваться
А вот люди после таких атак выглядят не очень красиво — так что лучше не смотри

Так как всё это очень прелестно, то разработка, испытания, транспортировка, торговля, применение и утилизация фосфорных боеприпасов производятся с учётом ряда международных соглашений и договоров, среди которых:

  • Санкт-Петербургская декларация «Об отмене употребления взрывчатых и зажигательных пуль» 1868 года.
  • Дополнительные протоколы 1977 года к Женевской конвенции о защите жертв войны 1949 года, запрещающие применение боеприпасов с белым фосфором, если гражданские лица попадают вследствие этого в опасность. США и Израиль их не подписали, кстати.
  • В соответствии с Третьим протоколом к Конвенции ООН по конкретным видам оружия 1980 года, зажигательное оружие не должно использоваться против гражданских лиц, и, кроме того, нельзя применять его против военных объектов, которые находятся в зоне сосредоточения гражданского населения.

В общем бумаг много, но они имеют статус, близкий к туалетной, потому что используются эти боеприпасы сплошь и рядом — Палестина и Донбасс подтвердят.

Так как фосфор реагирует с водой лишь при температуре свыше 500 градусов по Цельсию, то для тушения фосфора используют воду в больших количествах (для снижения температуры очага возгорания и перевода фосфора в твердое состояние) или раствор сульфата меди (медного купороса), после гашения фосфор засыпают влажным песком. Для предохранения от самовозгорания жёлтый фосфор хранится и перевозится под слоем воды (раствора хлорида кальция, если уж быть точным, но вода тоже сойдёт). Это — тоже важно!

Кто же производит фосфор? А вот тут, %username%, кое-кто проникнется гордостью: основной поставщик фосфора, пищевой фосфорной кислоты, гексафосфата и триполифосфата натрия — гордый Казахстан!

На самом деле ещё со времён СССР в славном городе Джамбул (да, имени того самого Джамбула Джабаева) было построено предприятие Казфосфат. Потом Джамбул переименовали в Тараз — ну не будем обсуждать целесообразность, казахам виднее — но предприятие осталось. Наличие сырьевой базы и мощность, а также чрезвычайно низкая стоимость рабочей силы (а больше в Таразе/Джамбуле по сути и работать негде) обусловили то, что жёлтый фосфор делают именно тут.

Когда я был на этом предприятии — там хорошо! Южный Казахстан, 300 км до Узбекистана — тепло! Птички поют! Всё зелёное! На горизонте — горы! Красота!

Кстати, завод Казфосфата никак не нарушает эту идиллию: весь в зелени, цветах, на склоне небольшой горы.

Там правда хорошо

Причина красоты проста — сырьём, продуктом и отходами производства являются фосфорсодержащие вещества, которые вообще-то удобрения. Вот всё и растёт-цветёт.

Кстати, самое высокое начальство завода очень не любит одуванчики. Никто не знает, почему. А потому перед визитом самого высокого начальства работникам устраивают субботник по выпалыванию одуванчиков. Ну как оно — воевать с одуванчиками — знают все по даче/огородам, в рамках фосфорного беспредела это — совершенно бессмысленно: хватает на день, максимум — два. Но руководство — оно такое.

Особенно меня впечатлила работа лаборатории предприятия. Там сидят действительно большие умницы. А чтобы ты понял, %username%, немножко фактов.

В жёлтом фосфоре очень важно контролировать примеси — особенно мышьяк, сурьму, селен, никель, медь, цинк, алюминий, кадмий, хром, ртуть, свинец, железо. Чтобы всё это контролировать — фосфор нужно растворить, а при этом всё, что контролируется — не должно улететь.

Задача номер раз: как взвесить то, что загорается на воздухе? Делают так: долбят слиток фосфора под слоем воды, отбирают кусочки побольше — мелкие вспыхивают слишком быстро — и переносят в стакан с водой. Потом взвешивают другой стакан с водой, берут фосфор из первого, обтирают спиртом, ждут, пока высохнет — и бросают во взвешенный стакан с водой. По разнице веса определяют массу фосфора.

Поскольку может и загореться — рядом стоит раствор медного купороса — если загорелось, то бросают в него.

Потом фосфор растворяют. Растворяется он в азотной кислоте, насыщенной парами брома — очень милая и ароматная вещь, рекомендую в хозяйстве (нет). Необходимо кинуть фосфор в эту смесь, потом чуть-чуть нагреть, а когда пойдёт реакция — перенести в корыто с холодной водой, потому что разогрев идёт колоссальный. И мешать-мешать-мешать — если не мешать, то кусочки просто выпрыгнут из бурлящего супа — результаты будут неточными! Мешают рукой, на ней две рукавицы: резиновая от кислоты — и войлочная от температуры (просто резиновая приплавляется, а просто войлочная — не спасает от капель кислоты. Правда, если попадёт фосфор — не спасут обе.

Завораживающее зрелище растворения жёлтого фосфора

Летят при этом окислы азота и бром — это к сведению. Боятся девушки именно этих рыжих хвостов и кусочков фосфора, которые могу попасть на одежду или рукавицу. Отравления «парами» или «растворами» фосфора не припоминают.

Да, кстати, зарплата девушек, которые это делают — не выше $200 (а разгадка проста: в Таразе больше негде работать, я это уже говорил). Так что в следующий раз, %username%, когда будешь ныть о низкой зарплате и вредности работы — вспомни Казфосфат!

Ну а вот теперь, когда основные знания накоплены, — переходим собственно к аварии во Львове.

Поскольку в Европе фосфор востребован, то Казфосфат через чешских партнёров активно экспортирует продукцию. Едет она в цистернах, заполненных водой, и понятно, что железнодорожным транспортом.

В понедельник, 16 июля 2007 года, в 16:55 в Буском районе Львовской области Украины на перегоне Красное-Ожидив сошли с рельсов и перевернулись 15 цистерн с желтым фосфором товарного поезда №2005. Всего в составе было 58 вагонов. Цистерны следовали с казахской станции Аса (Тараз, Казахстан) на станцию Оклеса (Республика Польша). Утечка фосфора из одной цистерны спровоцировала самовозгорание шести других цистерн.

Выглядело это эпично

А дальше — смесь паники, раздутой СМИ, отсутствия опыта работы с жёлтым фосфором и полное незнание химии.

Во время тушения пожара образовалось облако из продуктов горения с зоной поражения около 90 квадратных километров. В этой зоне оказались 14 населенных пунктов Буского района, где проживает 11 тысяч человек, а также отдельные территории Радехивского и Бродивского районов области. МЧС Украины предложило жителям близлежащих сел эвакуироваться и направило им около десяти автобусов, однако многие люди отказывались покидать свои дома. Львовские власти заверили, что принудительно никого эвакуировать не будут, хотя и предупредили о непредсказуемости последствий аварии. Всего за ночь из 6 населенных пунктов Буского района временно отселены около 800 жителей.

Ко вторнику пострадавших насчитывалось 20 человек (6 специалистов МЧС, 2 представителя МВД, 2 железнодорожника и 10 лиц из числа местного населения), из них 13 в тяжелом и средне-тяжелом состоянии были госпитализированы в военный медицинский клинический центр Западного оперативного командования во Львове. Семеро госпитализированных – работники МЧС, двое – работники Госавтоинспекции, четверо – местные жители.

Одновременно, в СМИ поднялся жесточайший и дичайший вой. Некоторые из перлов:

Читая всё это — мне грустно. Потому что это показывает абсолютное незнание химии в массе. А также — как легко манипулировать необразованной массой (кстати, %username%, а ты знал, что рабовладельцы в США устойчиво считали, что рабы должны быть неграмотными — чтобы не могли подделать отпускные удостоверения, прочие бумаги, вести переписку с другими поселениями, координировать восстания и т.д. — мало что изменилось).

Более или менее объективные события в хронологии показаны здесь (осторожно — украинский, если позор и не знаешь — Google Translate):

  1. Раз
  2. Два
  3. Три

Что можно понять из этой хронологии?

  • Никто ничего не знал.
  • Все хотели попиариться.
  • Пожарные/МЧС были напуганы.
  • Военные — тоже.
  • Среди местных был полный бардак.
  • Пока 18 июля не приехали представители Казфосфата — никто не понимал, что делать.
  • Никто не хотел платить за что-либо.

После беседы с некоторыми сотрудниками Казфосфата, непосредственно принимающими участие в ликвидации последствий аварии, я могу сказать следующее.

Никакого взрыва/самовозгорания/подрыва фосфора не было — он спокойно ехал себе под водичкой. Да и не умеет сам по себе жёлтый фосфор взрываться! Но имело место повреждение железнодорожного полотна, из-за чего цистерны сошли с рельс. При ударе цистерн произошло образование трещины, через неё вытекла вода — ну и фосфор благополучно загорелся.
Температура и особенности горения окончательно разрушили цистерну.

  • Белый дым вполне объясним — это пары фосфорной кислоты, но никак не фосфора. Если ими дышать — да, начнётся сильный кашель и вообще это не особенно полезно. Впрочем, и не смертельно вредно. Большинство травм местного населения связано с тем, что люди побежали собирать интересные дымящиеся кусочки в бутылки с водой, а оцепление сразу не поставили — все боялись.
  • Страх пожарных, что якобы «эта дрянь от воды горит!» связан с тем, что мощная струя воды разбивала фосфор на более мелкие кусочки — ну те разлетались и загорались. Нужно было или слабым потоком, или пеной, что впоследствии и сделали.
  • Кстати, когда всё потушили и остались только куски внутри цистерны — тушили её казахи. Ну как тушили — собирали и кидали в вёдра с водой по большей степени. Один из них — главный технолог завода, заядлый курильщик. Так вот — он тушил и курил. Кое-где разошлись даже снимки «безумного казаха, который в страшном химическом пожаре ещё и курит!» Ну а что?
  • Никакой экологической катастрофы и «второго Чернобыля» не было и быть не могло — по сути природа получила дозу фосфорных удобрений.
  • Единственный человек, который вёл себя адекватно, слушал казахов и делал, как надо — Владимир Антонец, первый заместитель министра МЧС. Наверное, потому что генерал-полковник с кучей наград.

После того, как стало ясно, что сенсации не получилось: теракта не было, угрозы экологической катастрофы — тоже, никто не умер

и денег не дадут

— к катастрофе интерес быстро утратили. Официально причинами аварии назвали:

  • Ненадлежащее состояние путей на данном железнодорожном перегоне.
  • Нарушение правил безопасности со стороны работников локомотивной бригады.
  • Халатность (проигнорированы инструкции по температурному режиму перевоза особо опасных грузов).
  • Ненадлежащее техническое состояние цистерн.

По факту самое правдивое из этого — первое. Остальное добавили, чтобы не платить казахам за потерю груза. Ну вроде как страховка компенсировала.

Так что все остались при своих.

Мораль, %username%: учи химию. Она везде. Она поможет тебе и прожить, и выжить, и что-то для себя понять.

И напоследок…

Не все химические соединения вредны. Без водорода и кислорода, например, нельзя было бы получить воду, основной компонент пива.
— Дэйв Барри, ни разу не химик

Элементы: Светоносный фосфор

Фосфор был открыт случайно немецким алхимиком Хеннигом Брандом в 1669 году. Бранд, как и многие его коллеги тех времён, пытался получить т.н. великий эликсир – некий реактив, необходимый для превращения обычных металлов в золото. Бранд полагал, что золото можно выделить из мочи. Его предположения основывались на сходстве цветов золота и исходного вещества. Испаряя биологическую жидкость и нагревая сухой остаток до красного каления, над осадком поднимались светящиеся пары белого вещества, которое ярко горело и светилось в темноте. Бранд сначала назвал это вещество «холодный огонь», потом — «чудотворный носитель света» (лат. phosphorus mirabilis ). Позднее укрепилось название «фосфор», от греческих слов «φώς» — свет и «φέρω» — несу. Фосфор стал первым элементом, открытым со времён античности.


В Таблице Менделеева фосфор имеет атомный номер 15 и обозначается символом Р (от Phosphorus). Это многоликий элемент и в разных условиях он ведет себя по-разному. Его многоликость связана со способностью находиться в нескольких аллотропных (от др.-греч. ἄλλος – другой) модификациях. 


В настоящее время известно 11 аллотропных состояний фосфора, из которых четыре — основные и наиболее хорошо изучены: белый, красный, желтый, чёрный. Белый фосфор ядовит, светится в темноте, способен самовоспламеняться, диэлектрик. Именно эту разновидность открыл Бранд в 17 веке. Красный фосфор не ядовит, не светится в темноте, сам по себе не воспламеняется. Чёрный фосфор химически инертен, хорошо проводит электрический ток. Жёлтый фосфор – сильно ядовитое огнеопасное кристаллическое вещество, не растворимое в воде — от светло-жёлтого до тёмно-бурого цвета.


Открытие фосфора Хеннигом Брандом. Картина британского живописца Джозефа Райта «Алхимик, открывающий фосфор» ,1771 год.


Аллотропные модификации фосфора: белый, красный, жёлтый, чёрный.


В свободном состоянии в природе фосфор не встречается. Он входит в состав 180 различных минералов, главными из которых являются апатит Ca5(PO4)3 (F,Cl,OH) и его разновидности. Важнейшим сырьём для производства минеральных удобрений являются т.н. фосфориты – осадочные горные породы, состоящие более чем на 50% из фосфатных минералов.


Кристаллы апатита (до 10см). Месторождение Слюдянка, Восточная Сибирь.


Содержание фосфора в земной коре составляет 0,1 % по массе. Это двенадцатый по распространённости элемент на Земле, и довольно распространённый элемент Солнечной системы. Он типичен для каменных и железо-каменных метеоритов, где его концентрации достигают 0,9 % по массе. В лунном грунте его содержания составляют 0,02-0,3%.

По разведанным запасам фосфатов Россия занимает четвёртое место в мире после США, Марокко и Китая. Основной источник фосфорного сырья в России – Кольский полуостров, где в пределах Хибинского массива разведано 10 крупных месторождений апатито-нефелиновых руд.

Серия Odace, цвет Чёрный Фосфор, Заглушки / Вывод кабеля, цвет механизмов Белый

110021,c86e208b-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110027,c86e2097-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110030,c86e209d-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110029,c86e209b-c78f-11e2-914e-c86000be3d86343958,cc0ba58a-6e44-11e7-80ef-000c2994350b110005,c86e206b-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110022,c86e208d-c78f-11e2-914e-c86000be3d86343959,cc0ba58c-6e44-11e7-80ef-000c2994350b110028,c86e2099-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110023,c86e208f-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110007,c86e206f-c78f-11e2-914e-c86000be3d86343960,cc0ba58e-6e44-11e7-80ef-000c2994350b110006,c86e206d-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110024,c86e2091-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110025,c86e2093-c78f-11e2-914e-c86000be3d86348039,218274f7-64cb-11e8-8115-000c29943515110018,c86e2085-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110036,c86e20a9-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110019,c86e2087-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110008,c86e2071-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110010,c86e2075-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110031,c86e209f-c78f-11e2-914e-c86000be3d86340534,708b8289-e9dc-11e6-80d4-000c2994350b110012,c86e2079-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110038,c86e20ad-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110013,c86e207b-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110014,c86e207d-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110016,c86e2081-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110015,c86e207f-c78f-11e2-914e-c86000be3d86343957,cc0ba588-6e44-11e7-80ef-000c2994350b110032,c86e20a1-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110033,c86e20a3-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110034,c86e20a5-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110035,c86e20a7-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110017,c86e2083-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110037,c86e20ab-c78f-11e2-914e-c86000be3d86342608,0d382078-5ff6-11e7-80eb-000c2994350b110020,c86e2089-c78f-11e2-914e-c86000be3d86

Серия Odace, материал пластик, цвет Чёрный Фосфор, Электронные устройства, цвет механизмов Алюминий

110057,d1d3cfe0-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110069,d1d3cff8-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110072,7a4218f3-c791-11e2-914e-c86000be3d86110071,7a4218f1-c791-11e2-914e-c86000be3d86110060,d1d3cfe6-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110058,d1d3cfe2-c78f-11e2-914e-c86000be3d86343961,dcbdba42-6e44-11e7-80ef-000c2994350b110070,d1d3cffa-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110059,d1d3cfe4-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110064,d1d3cfee-c78f-11e2-914e-c86000be3d86343962,dcbdba44-6e44-11e7-80ef-000c2994350b110061,d1d3cfe8-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110062,d1d3cfea-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110063,d1d3cfec-c78f-11e2-914e-c86000be3d86349283,289f49b1-af73-11e8-8122-000c29943515110085,7a42190d-c791-11e2-914e-c86000be3d86110086,7a42190f-c791-11e2-914e-c86000be3d86110087,7a421911-c791-11e2-914e-c86000be3d86110065,d1d3cff0-c78f-11e2-914e-c86000be3d86110067,d1d3cff4-c78f-11e2-914e-c86000be3d86124024,8b2b63b7-7174-11e5-b235-00155d61e501110075,7a4218f9-c791-11e2-914e-c86000be3d86110074,7a4218f7-c791-11e2-914e-c86000be3d86120048,b951ede4-4b7b-11e3-ba4d-00505600441c110076,7a4218fb-c791-11e2-914e-c86000be3d86110077,7a4218fd-c791-11e2-914e-c86000be3d86110079,7a421901-c791-11e2-914e-c86000be3d86110078,7a4218ff-c791-11e2-914e-c86000be3d86343963,dcbdba46-6e44-11e7-80ef-000c2994350b110080,7a421903-c791-11e2-914e-c86000be3d86110081,7a421905-c791-11e2-914e-c86000be3d86110082,7a421907-c791-11e2-914e-c86000be3d86110083,7a421909-c791-11e2-914e-c86000be3d86110084,7a42190b-c791-11e2-914e-c86000be3d86110088,7a421913-c791-11e2-914e-c86000be3d86110089,7a421915-c791-11e2-914e-c86000be3d86110041,d1d3cfbd-c78f-11e2-914e-c86000be3d86

Желтый фосфор / КонсультантПлюс

Желтый фосфор

§ 129. Желтый фосфор — сильноядовитое, огнеопасное кристаллическое вещество от светло — желтого до темно — бурого цвета. Удельный вес 1,83, плавится при +44 град. C, кипит при 280 град. C. В воде не растворяется, на воздухе легко окисляется и самовоспламеняется. Горит с выделением густого белого дыма. Загоревшийся фосфор легко гасится водой. Для предохранения от самовозгорания желтый фосфор хранится и перевозится под слоем воды.

§ 130. Желтый фосфор перевозится в специально приспособленных цистернах без нижнего сливного прибора, принадлежащих грузоотправителю.

Котел таких цистерн окрашивается в желтый цвет, на котле наносится надпись:

Желтый фосфор

──────────────────────.

Ядовито — Огнеопасно

Вдоль котла с обеих сторон наносится красная полоса шириной 500 мм. Днища котла цистерны и рама окрашиваются в соответствии с § 9 настоящих Правил.

В целях предотвращения случайного использования такой цистерны не по назначению колпак цистерны закрывается предохранительным кожухом из листового железа, который с двух противоположных сторон имеет приспособления для навешивания замка и пломбы, ключи от замков хранятся у грузоотправителя и грузополучателя фосфора. К кожуху прикрепляется хорошо заметная металлическая пластинка с надписью: «Кожух разрешается открывать только отправителю или получателю».

§ 131. Использование фосфорных цистерн для перевозки других грузов, а также налив фосфора в цистерны, не предназначенные для этого груза, запрещается.

§ 132. После заполнения цистерны фосфором отправитель обязан налить в цистерну воду высотой слоя 30 см; при отправке фосфора в районы с температурой выше 40 град. C слой воды увеличивается до 60 см.

По окончании заполнения цистерна осматривается представителем ОТК завода — отправителя, после чего наливной штуцер заглушается фланцем, на колпак надевается предохранительный кожух, который закрывается на замок и пломбируется пломбами отправителя.

§ 133. Грузоотправитель в верхней части накладной на предъявляемый к перевозке желтый фосфор должен поставить штемпель: «Опасно», «Ядовито», «Самовозгорается».

§ 134. Цистерны с фосфором перевозятся по железным дорогам только в сопровождении проводников отправителя.

Проводник является ответственным представителем завода по сопровождению цистерны.

В пути следования проводник обязан следить за исправным состоянием цистерны, сохранностью пломб, присутствовать при осмотре и безотцепочном ремонте цистерны работниками дороги и не допускать к цистерне посторонних лиц.

§ 135. В случае обнаружения неисправности цистерны, из-за которой она не может следовать дальше, такая цистерна должна быть отцеплена от поезда и отведена на отдельный путь в безопасное место, где должна находиться под охраной проводника.

Об отцепке цистерны проводник и начальник станции ставят в известность грузоотправителя или грузополучателя, которые обязаны выслать специалистов для ремонта цистерны или принять меры к переливу груза в исправную цистерну.

§ 136. Слив цистерны должен быть произведен полностью. После слива грузополучатель обязан очистить котел цистерны от остатков фосфора и шлама, налить в цистерну чистой воды (25 — 30 см), закрыть люк цистерны, надеть на колпак предохранительный кожух, навесить замки и пломбы.

Отправление недослитых и неочищенных цистерн запрещается.

Открыть полный текст документа

Фосфор

Химический элемент фосфор относится к неметаллам. Он был открыт в 1669 году Хеннигом Брандом.

Зона данных

Классификация: Фосфор — неметалл
Цвет: Белый фосфор обычно бледно-желтый
Атомный вес: 30.97376
Состояние: цельный
Температура плавления: 44.2 o С, 317,3 К
Температура кипения: 280,5 o С, 553,7 К
Электронов: 15
Протонов: 15
Нейтронов в наиболее распространенном изотопе: 16
Электронные оболочки: 2,8,5
Электронная конфигурация: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3
Плотность при 20 o C: 1.82 г / см 3
Показать больше, в том числе: тепла, энергии, окисления,
реакций, соединений, радиусов, проводимости
Атомный объем: 17,0 см 3 / моль
Состав: P 4 тетраэдрическое расположение (белый фосфор)
Твердость: 0,5 mohs
Удельная теплоемкость 0,77 Дж г -1 K -1
Теплота плавления 0.657 кДж моль -1
Теплота распыления 315 кДж моль -1
Теплота испарения 12,129 кДж моль -1
1 st энергия ионизации 1011,7 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации 1903,2 кДж моль -1
3 rd энергия ионизации 2911.9 кДж моль -1
Сродство к электрону 72,07 кДж моль -1
Минимальная степень окисления -3
Мин. общее окисление нет. -3
Максимальное число окисления 5
Макс. общее окисление нет. 5
Электроотрицательность (шкала Полинга) 2,19
Объем поляризуемости 3.6 Å 3
Реакция с воздухом сильный, ⇒ P 4 O 10 воспламеняется
Реакция с 15 M HNO 3 легкая, ⇒ NO x
Реакция с 6 M HCl нет
Реакция с 6 М NaOH мягкий, ⇒ PH 3 (фосфин) может воспламениться
Оксид (оксиды) P 4 O 10 , P 4 O 6
Гидрид (-ы) PH 3 , P 2 H 4 + другие
Хлориды PCl 3 , PCl 5 , P 2 Класс 4
Атомный радиус 100 часов
Ионный радиус (1+ ион)
Ионный радиус (2+ ионов)
Ионный радиус (3+ ионов) 58 вечера
Ионный радиус (1-ионный)
Ионный радиус (2-ионный)
Ионный радиус (3-ионный)
Теплопроводность 0.24 Вт м -1 K -1
Электропроводность 1,0 x 10 -10 См -1
Температура замерзания / плавления: 44,2 o С, 317,3 К

Красный фосфор позволяет чеканить спички.

Хенниг Брэнд открывает фосфор. Белый фосфор светится с завышенной силой. Естественная хемилюминесценция белого фосфора дает довольно тусклое зеленое свечение.«Алхимик в поисках философского камня». Написал Джозеф Райт в 1771 году.

Открытие фосфора

Доктор Дуг Стюарт

Хенниг Бранд открыл фосфор в 1669 году в Гамбурге, Германия, приготовив его из мочи. (Моча, естественно, содержит значительное количество растворенных фосфатов.)

Бранд назвал обнаруженное им вещество «холодным огнем», потому что оно светилось в темноте.

Бранд был алхимиком и, как и другие алхимики, скрывал свои методы.

Он не раскрыл свой метод публично, решив вместо этого продать его Иоганну Даниэлю Крафт и Кункелю фон Ловенштерну. (1)

За дополнительную плату он также раскрыл свой секрет Готфриду Вильгельму Лейбницу, более известному тем, что открыл исчисление независимо от Исаака Ньютона.

Лейбниц, который также мыслил как алхимик, ошибочно полагал, что Бранд может открыть философский камень, произведя большое количество фосфора. (1)

Считается, что метод Брэнда заключался в испарении мочи с образованием черного осадка, который затем оставался на несколько месяцев.Затем остаток нагревали с песком, отгоняя различные газы и масла, которые конденсировались в воде.

Последним удаляемым веществом, конденсирующимся в виде белого твердого вещества, был фосфор. (2)

Это был типичный алхимический метод — алхимики изучали свойства жидкостей тела, надеясь лучше понять живые существа в поисках философского камня, который, как они считали, открывает перспективу вечной жизни.

Метод Бранда стал более широко известен в 1737 году, когда неизвестный продал его Академии наук в Париже.

Фосфор производился этим методом до 1770-х годов, когда шведский ученый Карл Вильгельм Шееле — первооткрыватель хлора и один из независимых первооткрывателей кислорода — не обнаружил, что фосфор можно получить из костей. (3)

Название происходит от греческого слова «фосфор», означающего «несущий свет».

Интересные факты о фосфоре

  • Когда Хенниг Бранд открыл фосфор, он стал первым человеком в истории, открывшим элемент.(Конечно, другие элементы, такие как золото и серебро, были уже известны, но у них не было имени первооткрывателя.) Случай похож на открытие Урана Уильямом Гершелем в 1781 году. Другие планеты были известны тысячи лет, но Гершель был первым человеком, который увидел и идентифицировал Уран как новую планету.
  • Соединения фосфора жизненно необходимы. Фосфор — шестой по распространенности элемент в живых организмах. (Теперь попробуйте угадать, каких элементов больше — поисковые системы запрещены, пока вы не придумаете свой собственный ответ!)
  • В статье «Собака Баскервилей » доктор Ватсон пришел к выводу, что гончая была сделана более устрашающей из-за призрачного свечения фосфора или, поскольку это, скорее всего, убило бы собаку, «хитроумное приготовление». по словам Шерлока Холмса.
  • Белый фосфор самовоспламеняется на воздухе. Красный фосфор нуждается в трении, чтобы зажечь его, поэтому его используют в спичках. Красный фосфор получают путем нагревания белого фосфора до 300 o C в отсутствие воздуха.

Демонстрация реакций и свойств белого фосфора.

Круговорот фосфора.

Внешний вид и характеристики

Вредное воздействие:

Белый фосфор очень токсичен.Контакт с кожей может привести к сильным ожогам. Красный фосфор (при условии, что он не загрязнен белым фосфором) считается нетоксичным.

Характеристики:

Белый фосфор — это высокоактивное, воскообразное, бело-желтое прозрачное твердое вещество с едкими парами. Он излучает слабое зеленое свечение (люминесценцию) в присутствии кислорода. Он нерастворим в воде, но растворим в сероуглероде. Белый фосфор самовоспламеняется на воздухе, сгорая до пятиокиси (P 4 O 10 ).

Фосфор существует в двух других основных аллотропных формах: красной и черной (или фиолетовой).

Красный фосфор образуется, когда белый фосфор нагревается или подвергается воздействию солнечного света.

Черный фосфор — наименее реактивный аллотроп, имеющий графитоподобную структуру.

Использование фосфора

Фосфор является жизненно важным питательным веществом для растений, и его основное использование — через фосфатные соединения — заключается в производстве удобрений. Так же, как существуют биологические циклы углерода и азота, существует также цикл фосфора.

Фосфор используется в производстве предохранительных спичек (красный фосфор), пиротехники и зажигательных гильз.

Фосфор также используется в производстве стали и фосфорной бронзы.

Фосфаты входят в состав некоторых моющих средств.

Фосфор используется для изготовления светодиодов (LED).

Численность и изотопы

Изобилие земной коры: 1050 частей на миллион по весу, 730 частей на миллион по молям

Изобилие солнечной системы: 7 частей на миллион по весу, 300 частей на миллиард по молям

Стоимость, чистая: 30 долларов за 100 г

Стоимость, оптом: $ за 100 г

Источник: Фосфор не встречается в природе как свободный элемент, но он содержится во многих различных минералах.Он коммерчески производится из фосфата кальция (фосфатной руды): фосфат кальция нагревается в печи с кремнеземом и углеродом для получения испаренного тетрафосфора, который затем конденсируется в фосфор в виде белого порошка под водой для предотвращения окисления.

Изотопы: Фосфор имеет 18 изотопов, период полураспада которых известен, с массовыми числами от 26 до 43. Встречающийся в природе фосфор состоит из одного стабильного изотопа 31 P.

Список литературы
  1. Мэри Эльвира Уикс, Открытие элементов.XXI. Дополнительная информация об открытии фосфора J. Chem. Educ., 1933, 10 (5), p 302.
  2. Мэри Эльвира Уикс, Открытие элементов. II. Элементы, известные алхимикам J. Chem. Образов., 1932, 9 (1), с. 11.
  3. Антуан Лавуазье, Элементы химии
Процитируйте эту страницу

Для интерактивной ссылки скопируйте и вставьте одно из следующего:

  Фосфор 
 

или

  Факты об элементе фосфора 
 

Чтобы процитировать эту страницу в академическом документе, используйте следующую ссылку, соответствующую требованиям MLA:

 «Фосфор». Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 17 октября 2012 г. Интернет.
. 

Какого цвета P4? | Chem13 News Magazine

Какого цвета тетрафосфор, белый фосфор (WP)? Это может показаться очевидным вопросом, но ответ не так однозначен.Запись в Википедии о фосфоре 1 утверждает общепринятое мнение, что:

… образцы белого фосфора почти всегда содержат немного красного фосфора и, соответственно, имеют желтый цвет. По этой причине белый фосфор, который состарился или был загрязнен иным образом (например, оружейный, а не лабораторный WP), также называется желтым фосфором .

Термин «желтый» фосфор появился недавно. Традиционно к общим аллотропам фосфора применялись только термины белый и красный.

На фотографии «белого фосфора» из Википедии показан блок с белым непрозрачным покрытием и бледно-желтым полупрозрачным центром в срезанном углу (рис.). Это очень похоже на «желтый фосфор» с тонким покрытием из оксидов фосфора: P 4 O 6 и P 4 O 10 .

Появление желтого цвета в литературе объясняется по-разному:

Партингтон 3 заявил: «Белый фосфор обычно представляет собой белое полупрозрачное мягкое воскообразное твердое вещество… Под воздействием света оно становится желтым.”

Toy 4 утверждал, что желтый цвет вызван примесями, заявив, что: «Очищенный фосфор белый или бесцветный… и имеет восковой вид, похожий на парафин. … Обычно присутствуют такие примеси, как мышьяк и углеводороды ».

Позднее Патнаик 5 утверждал, что примесь возникает из-за следов красного фосфора, заявив: «Белый фосфор — это белая, мягкая, воскообразная прозрачная масса, которая часто приобретает желтый цвет из-за примесей, особенно следов красного фосфора. .”

Интуитивно можно было бы подумать, что следы красного фосфора приведут к розоватому цвету, а не к желтому. Примесь мышьяка кажется возможной, поскольку один аллотроп мышьяка (As 4 ) имеет желтый цвет. Интересно, что желтый мышьяк описывается как мягкий и воскообразный, чем-то похожий на тетрафосфор (P 4 ). 6

Теперь самое интересное — поиск изображений тетрафосфора в Картинках Google. Как вы смотрите, будьте осторожны, есть бесконечные изображения ужасов фосфора, используемого в военном контексте, перечисленных в разделе «белый фосфор».Несколько изображений «белого фосфора» показывают цилиндр или блок, имеющий белый, непрозрачный и похожий на порошок внешний вид, что, очевидно, является результатом покрытия белого оксида над тетрафосфором. Напротив, в разделе «желтый фосфор» можно найти множество изображений химических компаний, демонстрирующих свою продукцию. Независимо от компании и чистоты тетрафосфор, по всей видимости, имеет устойчивый желтый цвет. Одна компания отметила чистоту не менее 99,9% с максимальным содержанием мышьяка 150 ppm и максимальным значением серы 40 ppm.Другая компания рекламирует «желтый фосфор» для электронных устройств с чистотой 99,9999%, и это тоже сопровождается фотографией очень желтого полупрозрачного твердого вещества.

Возникает вопрос, а существует ли «белый фосфор»? Если да, то почему нет изображений этого действительно бесцветного полупрозрачного материала? Несомненно, изображения от всех этих поставщиков химикатов — это свежий, а не «выдержанный» фосфор, но они всегда желтые. Достаточно ли миллионных долей мышьяка, чтобы всегда иметь желтый оттенок? Или «белый фосфор» — это миф? Действительно ли чистый тетрафосфор бледно-желтый?

Список литературы

  1. https: // ru.wikipedia.org/wiki/Phosphorus#White_phosphorus_and_related_molecular_forms
  2. https://en.wikipedia.org/wiki/Allotropes_of_phosphorus#mediaviewer/ Файл: Wei% C3% 9Fer_Phosphor.JPG
  3. Дж. Р. Партингтон, Общая и неорганическая химия для студентов университетов , Макмиллан, Лондон, 1958, 3-е издание, стр. 592.
  4. A.D.F. Toy, The Chemistry of Phosphorus (Комплексная неорганическая химия, глава 20), Pergamon Press, New York, 1973, page 394.
  5. с.Patnaik, Справочник по неорганическим химическим веществам , McGraw-Hill, New York, 2003, стр. 702.
  6. https://en.wikipedia.org/wiki/Arsenic

Свойства фосфора | Введение в химию

Цель обучения
  • Просмотрите свойства фосфора.

Ключевые моменты
    • Фосфор — это химический элемент с символом P и атомным номером 15. Поливалентный неметалл группы азота, фосфор как минерал почти всегда присутствует в своем максимально окисленном состоянии в виде неорганического фосфата.
    • Фосфор необходим для жизни. Как часть фосфатной группы, он является компонентом ДНК, РНК, АТФ (аденозинтрифосфата) и фосфолипидов, которые образуют все клеточные мембраны.
    • Фосфор существует в нескольких формах (аллотропах), которые проявляют совершенно разные свойства. Два самых распространенных аллотропа — это белый фосфор и красный фосфор.

Условия
  • аллотроп Любая форма чистого элемента, молекулярная структура которой существенно отличается от другой формы того же элемента.
  • фосфат Любая соль или сложный эфир фосфорной кислоты
  • аденозинтрифосфат Нуклеотид, который встречается в биологических организмах и используется в качестве источника энергии в клеточных реакциях и процессах.

Фосфор — это химический элемент с символом P и атомным номером 15. Поливалентный неметалл группы азота, фосфор как минерал почти всегда присутствует в своем максимально окисленном состоянии в виде неорганических фосфатных пород. Элементный фосфор существует в двух основных формах — белый фосфор и красный фосфор — но из-за его высокой реакционной способности фосфор никогда не встречается на Земле как свободный элемент.

Хотя термин «фосфоресценция» происходит от способности белого фосфора слабо светиться при воздействии кислорода, современное химическое понимание состоит в том, что это явление на самом деле является хемилюминесценцией, механизмом излучения света, отличным от фосфоресценции.

Важность фосфора

Фосфор необходим для жизни. Как доказательство связи между фосфором и земной жизнью, элементарный фосфор исторически был впервые выделен из мочи человека, а костная зола была важным ранним источником фосфата.Как фосфат, он является компонентом ДНК, РНК, АТФ (аденозинтрифосфата) и фосфолипидов, которые образуют все клеточные мембраны. Низкие уровни фосфатов являются важным ограничением роста в некоторых водных системах, и основное коммерческое использование соединений фосфора для производства удобрений связано с необходимостью восполнения фосфора, который растения удаляют из почвы.

Фосфор существует в нескольких формах (аллотропах), которые проявляют совершенно разные свойства.

  • Двумя наиболее распространенными аллотропами являются белый фосфор и красный фосфор.
  • Другая форма, алый фосфор, получается при испарении раствора белого фосфора в сероуглероде на солнце.
  • Черный фосфор получают путем нагревания белого фосфора под высоким давлением (около 12 000 стандартных атмосфер, или 1,2 гигапаскалей). По внешнему виду, свойствам и структуре черный фосфор напоминает графит — он черный и чешуйчатый, является проводником электричества и имеет сморщенные слои связанных атомов.
  • Другой аллотроп — дифосфор; он содержит димер фосфора как структурную единицу и обладает высокой реакционной способностью.

Белый фосфор и родственные молекулярные формы

Схема белого фосфора Наиболее важной элементной формой фосфора является белый фосфор, P 4 , который демонстрирует показанную связь.

Наиболее важной элементарной формой фосфора с точки зрения применения является белый фосфор. Он состоит из тетраэдрических молекул P 4 , в которых каждый атом связан с тремя другими атомами одинарной связью. Этот тетраэдр P 4 также присутствует в жидком и газообразном фосфоре до температуры 800 ° C, после чего он начинает разлагаться на молекулы P 2 .Твердый белый фосфор существует в двух формах; при низких температурах стабильна β-форма, а при высоких температурах преобладает α-форма. Эти формы различаются относительной ориентацией составляющих тетраэдров P 4 .

Белый фосфор Белый фосфор необходимо хранить в инертной среде вдали от кислорода, например, в минеральном масле, как показано здесь.

Белый фосфор — наименее стабильный, наиболее реактивный, наиболее летучий, наименее плотный и наиболее токсичный из аллотропов.Он постепенно превращается в красный фосфор, причем преобразование ускоряется светом и теплом. Образцы белого фосфора почти всегда содержат немного красного фосфора и поэтому кажутся желтыми. По этой причине его еще называют желтым фосфором. Он светится в темноте (при контакте с кислородом) с очень слабым оттенком зеленого и синего, и он легко воспламеняется и пирофорен (самовоспламеняется) при контакте с воздухом. Он также токсичен, вызывая серьезное повреждение печени при приеме внутрь. Белый фосфор из-за его пирофорности используется в качестве добавки к напалму.Запах горения этой формы имеет характерный чесночный запах, и образцы обычно покрыты белым «(ди) пятиокиси фосфора», который состоит из тетраэдров P 4 O 10 с кислородом, вставленным между атомами фосфора и на их уровне. вершины. Белый фосфор нерастворим в воде, но растворим в сероуглероде.

Красный фосфор

Красный фосфор имеет полимерную структуру. Его можно рассматривать как производное от P 4 — одна из связей P-P разорвана, и одна дополнительная связь образуется между соседними тетраэдрами, в результате чего получается цепочечная структура.Красный фосфор можно получить, нагревая белый фосфор до 250 ° C (482 ° F) или подвергая его воздействию солнечного света. Фосфор после такой обработки аморфен. При дальнейшем нагревании этот материал кристаллизуется. В этом смысле красный фосфор — это не аллотроп, а скорее промежуточная фаза между белым и фиолетовым фосфором, и большинство его свойств имеют диапазон значений. Например, свежеприготовленный ярко-красный фосфор обладает высокой реакционной способностью и воспламеняется при температуре около 300 ° C, хотя он все еще более стабилен, чем белый фосфор, который воспламеняется при температуре около 30 ° C.После длительного нагревания или хранения цвет темнеет; Полученный продукт более стабилен и самопроизвольно не воспламеняется на воздухе.

Кристаллическая структура красного фосфора Красный фосфор подобен P4, но является полимером: одна из связей P-P разорвана и теперь присоединена к следующему звену P 4 .

Производство фосфора

Ежегодно производится около 1 000 000 коротких тонн (910 000 т) элементарного фосфора. Фосфат кальция (фосфатная руда), добываемый в основном во Флориде и Северной Африке, может быть нагрет до 1200–1500 ° C с помощью песка, который в основном представляет собой SiO 2 , и кокса (нечистый углерод) для получения испаренного P 4 .Затем продукт конденсируется под водой в белый порошок для предотвращения окисления воздухом.

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Элемент месяца — фосфор

«В честь Международного года Периодической таблицы элементов в этой серии статей подробно рассматривается проект Элемент месяца , разработанный Стивеном У.Райт (SWW), младший научный сотрудник Pfizer Inc., и Марша Р. Фолджер (MRF), учитель химии (сейчас на пенсии) в средней школе Лайма — Олд Лайм в Коннектикуте. Прочтите «Элемент месяца — введение », чтобы получить обзор проекта и ссылки на другие статьи из этой серии ». — Редактор

Восьмой элемент, выделенный в нашей программе «Элемент месяца», — фосфорный. Мы обнаружили, что учащиеся в целом осведомлены о фосфоре как об элементе, но мало знакомы с его значением в повседневной жизни.Чаще всего они будут ассоциировать это со спичками, что верно в той мере, в какой красный фосфор используется в яркой полосе спичек. Химию элементарного фосфора интересно представлять и наблюдать; однако значимость фосфора для жизни студентов на самом деле основана на химии фосфора в его степени окисления +5 в виде фосфат-иона. Авторам посчастливилось представить химию элементарного фосфора в виде его красных и желтых аллотропов, используя существующие складские запасы.Эти эксперименты описаны в тексте статьи, но не будут практичным для многих читателей, поскольку доступность элементарного фосфора стала очень ограниченной. Тем не менее, обсуждение фосфора в разделе «Элемент месяца» сосредоточено в первую очередь на реакциях фосфорной кислоты и ее солей.

Встречи в природе

Свободный фосфор в природе не встречается, но он содержится в фосфатных минералах, в основном в апатите, который представляет собой минерал фосфат кальция с формулой Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 .Мы разносим по классу образец апатита в прозрачной пластиковой банке. Фосфор также содержится в живых организмах в ДНК, РНК и АТФ, последний из которых является энергетической валютой аэробных растений и животных. Животные с внутренним скелетом используют апатит для формирования костей и зубов, а эмаль зубов состоит из фторапатита Ca 10 (PO 4 ) 6 (F) 2 . Мы спрашиваем класс, кто открыл фосфор и когда. Обычно это вызывает озадаченные взгляды и причудливые ответы.Отметим, что фосфор был открыт алхимиком Хеннигом Брандом в 1669 году в современном Гамбурге, Германия. Это первый изолированный элемент, неизвестный в древности. Мы спрашиваем класс, как возникло название «фосфор», и объясняем, что оно происходит от греческого языка, что означает «носитель света». Это признание хемилюминесценции реакции между белым фосфором и кислородом.

Рисунок 1: Несколько продуктов, содержащих фосфор

использует

Фосфор необходим для жизни, о чем свидетельствует его роль в ключевых молекулах, таких как ДНК, РНК и АТФ.Фосфаты также используются в качестве регуляторов для включения и выключения каталитической активности ферментов. Как и азот, фосфор входит в состав удобрений, чтобы включить этот элемент в пищевую цепочку. Мы показываем типичную упаковку удобрений и указываем, что состав отмечен тремя цифрами, например «28 — 5 — 10». Отметим, что вторая цифра указывает на содержание фосфора. 1 Соединения фосфора используются в добавках к корму для животных, для смягчения воды, в моющих и чистящих средствах, а также в зубных пастах.В последнее время его использование в чистящих средствах было ограничено из-за опасений по поводу цветения водорослей в водных путях. Соединения фосфора используются в инсектицидах, таких как малатион, и в качестве боевых отравляющих веществ («нервно-паралитические газы»). Соединения фосфора находят множество применений в пищевых продуктах, включая использование фосфорной кислоты в качестве подкисляющего агента для безалкогольных напитков и кислых фосфатных солей в закваске. Соединения фосфора используются в антипиренах, в спичках (ударная полоса для предохранительных спичек содержит красный фосфор) и в некоторых пиротехнических композициях.Мы показываем на лекционном столе упаковку с удобрениями, чистящее средство «TSP», 2 тюбик зубной пасты, банку колы, коробку спичек и банку разрыхлителя (рис. 1). Отметим, что химия фосфора имеет много контрастов: он используется в пищевых продуктах и ​​ядах, он одновременно является средством для очистки воды и загрязнителем, он используется как для пиротехники, так и для противопожарной защиты.

Физические свойства

Phosphorus — отличный пример аллотропов, различных физических форм одного и того же элемента, которые возникают в результате разных структур связи в элементе.Фосфор имеет три аллотропа: желтый фосфор (также известный как белый фосфор), красный фосфор и фиолетовый фосфор . Желтый фосфор — это воскообразное, хрупкое, легкоплавкое (44 ° C, около 110 ° F) вещество, которое растворяется в некоторых органических растворителях, но не растворяется в воде. Красный фосфор — это порошок с высокой температурой плавления (> 400 ° C), не растворимый во всех растворителях. Фиолетовый фосфор встречается относительно редко, поэтому для его приготовления требуется сложная процедура высокотемпературной кристаллизации.

Химические свойства

Фосфор — неметалл. Он никогда не встречается в природе без сочетания. Элементарный фосфор, желтый или красный, является замечательным восстановителем. Желтый аллотроп более реактивен, чем красный, но оба являются мощными восстановителями. Они активно реагируют с окислителями, даже с относительно слабыми окислителями. Желтый фосфор примечателен тем, что самовоспламеняется на воздухе и очень ядовит. Его всегда нужно хранить под водой.Красный фосфор не самовоспламеняется на воздухе и относительно нетоксичен. С красным фосфором гораздо безопаснее обращаться, чем с желтым аллотропом, и он используется гораздо чаще.

Мы сжигаем небольшой образец красного фосфора примерно 0,1 г в дефлагирующей ложке и обращаем внимание студентов на необычно окрашенное пламя и довольно обильный белый дым. При горении они очень характерны для фосфора и горючих соединений фосфора. Мы используем большую пробирку, чтобы держать дефлагрирующую ложку перед экспериментом, а затем возвращаем ложку в большую пробирку с водой, чтобы погасить фосфор. 3 Далее мы демонстрируем самовозгорание желтого фосфора с помощью раствора желтого фосфора в сероуглероде. 4 Мы проводим эксперимент один раз, используя фильтровальную бумагу на штативе, и один раз как вариант «лай собаки» с кружком из фильтровальной бумаги на цилиндре объемом 1000 мл. Снова отметим белый дым образовавшейся пятиокиси фосфора P 2 O 5 .

Затем мы объясняем, что пятиокись фосфора, образующаяся при сжигании фосфора на воздухе, реагирует с водой с образованием фосфорной кислоты, H 3 PO 4 .Мы отмечаем, что реакция идет очень бурно, и просим класс внимательно слушать, пока мы добавляем около пяти граммов пентоксида фосфора примерно к 500 мл воды в химическом стакане на 1000 мл. P 2 O 5 мгновенно растворяется с слышимым шипением и выпуском пара. Затем мы добавляем универсальный индикатор, показывающий, что раствор является кислотным. У фосфорной кислоты много применений, но ученики сталкиваются с тем, что ежедневно используют ее в напитках с колой, чтобы сделать их терпкими. При нейтрализации фосфорной кислоты образующиеся соли называются фосфатами.Поскольку фосфорная кислота имеет три протона на молекулу, вы можете нейтрализовать их по одному. Мы записываем реакции нейтрализации фосфорной кислоты на доске, используя маркеры сухого стирания разных цветов (красный, оранжевый, синий, фиолетовый) для каждого шага, как показано ниже. 5

H 3 PO 4 H 2 PO 4 HPO 4 2- 3-

Эти разные фосфат-ионы имеют разные значения pH при растворении в воде.Мы добавляем по ложке NaH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4 и Na 3 PO 4 в каждый из трех стаканов с водой, по одному соединению в каждый стакан, быстро перемешиваем и затем мы добавляем универсальный индикатор в каждый стакан. Мы сравниваем цвета, полученные в этом эксперименте, добавляя универсальный индикаторный раствор в стакан, содержащий разбавленную уксусную кислоту, разбавленный NaOH и простую воду. Мы отмечаем, что фосфорная кислота и фосфаты нетоксичны и могут быть объединены в различных пропорциях для получения практически любого желаемого pH, что делает их очень полезными для контроля pH в пищевых продуктах, напитках и других продуктах.Этот контроль pH достигается за счет образования буферов. И мы напоминаем классу, что буферы критически важны в биологии.

Мы показываем классу стакан с водой, добавляем универсальный индикатор pH, затем добавляем несколько капель разбавленной соляной кислоты и наблюдаем немедленное изменение pH. Мы повторяем процесс с другим стаканом воды и добавляем по каплям разбавленный гидроксид натрия. Напротив, фосфатные растворы сопротивляются изменениям pH при обработке соляной кислотой или гидроксидом натрия, потому что образуется буфер.Берем приготовленный нами ранее раствор NaH 2 PO 4 , содержащий универсальный индикатор, и по каплям добавляем разбавленный гидроксид натрия. Далее берем приготовленный нами ранее раствор Na 3 PO 4 , содержащий универсальный индикатор, и по каплям добавляем разбавленную соляную кислоту. В обоих случаях растворы сопротивляются изменению pH. Мы объясняем, что когда фосфорная кислота нейтрализуется гидроксидом натрия, первым продуктом является дигидрофосфат натрия, но он все еще остается кислым.Когда соляная кислота нейтрализуется, продукт представляет собой хлорид натрия, который является нейтральным и не сопротивляется дальнейшим изменениям pH.

Затем мы спрашиваем, может ли буфер быть переполненным? Да, конечно, если добавлено достаточно кислоты или основания. Снова возьмем раствор NaH 2 PO 4 , содержащий универсальный индикатор, который мы приготовили ранее и обработали разбавленным NaOH. Теперь добавляем гранулы NaOH в стакан и отмечаем изменение цвета индикатора. Аналогичным образом берем раствор Na 3 PO 4 , содержащий универсальный индикатор, который мы приготовили ранее, и добавляем обработанный разбавленной соляной кислотой.Теперь добавляем концентрированную соляную кислоту и отмечаем изменение цвета индикатора.

Мы спрашиваем: « что бы произошло, если бы мы объединили растворы NaH 2 PO 4 и Na 3 PO 4 ? » К настоящему времени класс полностью занят и немедленно объявит, что реакция приведет к Na 2 HPO 4 . Растворяем 5,5 г NaH 2 PO 4 (моногидрат, 0,04 моль) в 400 мл воды в одном стакане, а 15.2 г Na 3 PO 4 (додекагидрат, 0,04 моль) в 400 мл воды в другом стакане. Мы добавляем универсальный индикатор к каждому, затем одновременно сливаем два раствора в стакан на 1000 мл. Как и ожидалось, после смешивания растворов индикатор показывает, что pH соответствует присутствию Na 2 HPO 4 .

Эти изменения pH могут быть использованы для некоторых интересных целей, например, для закваски хлеба и выпечки, таких как пирожные. Закваска традиционно производится пузырьками углекислого газа в жидком тесте, полученном дрожжевым брожением сахаров.Но дрожжи не всегда практичны, в частности, потому что они медленные и не все жидкое тесто имеют подходящую консистенцию. Пищевая сода может использоваться в сочетании с кислыми ингредиентами, такими как пахта, но иногда пищевая сода не вступает в реакцию с конечным продуктом, и пища может иметь горький или мыльный вкус. По этой причине был изобретен разрыхлитель — тщательно приготовленная смесь пищевой соды с кислотой. При добавлении воды смесь выделяет диоксид углерода. Ранние разрыхлители использовали винную кислоту из виноделия, но она реагировала слишком быстро, и из жидкого теста выделялся углекислый газ.Разрыхлители медленного действия были изобретены с использованием кислых фосфатов. В наиболее распространенных рецептурах, продаваемых сегодня, используется дигидрофосфат кальция Ca (H 2 PO 4 ) 2 . 6 Растворяем дигидрофосфат кальция в воде, добавляем универсальный индикатор и отмечаем, что раствор кислый. Затем мы делаем смесь разрыхлителя, смешивая немного дигидрофосфата кальция и бикарбоната натрия в химическом стакане и перемешивая порошки вместе. Затем мы добавляем воду, а затем немного жидкости для мытья посуды, чтобы получился тонкий стакан, полный пузырьков.Наконец, отметим, что фосфаты кальция используются в зубных пастах — как раз нужной твердости для полировки зубов, которые, как мы напоминаем, состоят из апатита фосфата кальция.

В отличие от элементарного фосфора, обладающего огненной природой, фосфаты можно использовать для создания огнестойкости. Некоторые огнезащитные составы представляют собой соединения на основе фосфатов, в том числе ярко-красный антипирен, который сбрасывается с самолета перед лесными пожарами. Дигидрофосфат аммония (NH 4 ) H 2 PO 4 — типичный недорогой антипирен (но смываемый водой!).Иногда его используют для защиты от огня — используйте такие предметы, как рождественские елки, и одноразовые бумажные предметы, такие как украшения для вечеринок и гофрированную бумагу. Поджигаем кружок фильтровальной бумаги горелкой, и он конечно горит как положено. Затем мы показываем классу такой же кружок из обработанной фильтровальной бумаги. 7 Эффект замечательный. Кружок из фильтровальной бумаги чернеет и выгорает, но пламя не возникает. 8

Фосфорная кислота и буферы

Фосфорная кислота имеет три кислых атома водорода.Каждый из этих кислых водородов можно нейтрализовать основанием, например гидроксидом натрия. Полная нейтрализация фосфорной кислоты H 3 PO 4 до фосфат-иона PO 4 3- происходит в три отдельных этапа. Промежуточные ионы дигидрофосфата H 2 PO 4 1- и гидрофосфата HPO 4 2- также могут быть полностью нейтрализованы добавлением двух моль и одного моля гидроксида натрия, соответственно.Каждый из четырех видов в последовательности имеет характерный pH в воде и дает характерный цвет с универсальным раствором индикатора pH (рисунок 2). Обратите внимание, что после завершения нейтрализации pH раствора далек от нейтрального. Фосфат-ион PO 4 3- является сильным основанием в воде из-за его 3-зарядного заряда. По этой причине во многих чистящих средствах используется тринатрийфосфат (TSP, Na 3 PO 4 ).

Рисунок 2: Изменение цвета с помощью универсального индикатора

Фосфаты полезны для создания буферов, потому что они нетоксичны, дешевы, стабильны, не придают вкуса пищевым продуктам, а также потому, что их можно комбинировать для получения практически любого значения pH от кислого до основного.Хотя фосфорная кислота является жидкостью, что ограничивает ее использование жидкими продуктами (такими как колы), фосфатные соли NaH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4 и Na 3 PO 4 все стабильные твердые соединения, которые можно легко получить с высокой степенью чистоты.

ССЫЛКИ И ПРИМЕЧАНИЯ

1. Последовательность из трех цифр указывает на содержание азота, фосфора и калия. Содержание фосфора выражается в массовых процентах пятиокиси фосфора (P 2 O 5 ) в удобрении.Фосфор присутствует в виде фосфатных солей, обычно фосфатов кальция, аммония и / или калия, а не в виде P 2 O 5 . Арифметический пересчет содержания P 2 O 5 по массе позволяет сравнивать удобрения независимо от фактически присутствующих фосфатных соединений.

2. «TSP» означает триатрийфосфат, Na 3 PO 4 , который представляет собой гидрат различных пропорций в коммерческом TSP, продаваемом в качестве очистителя в хозяйственных магазинах.Ион PO 4 3- является сильнощелочным в воде и, следовательно, делает его полезным очистителем.

3. Поскольку фосфор сейчас в значительной степени недоступен, можно получить аналогичный результат, если ударную полосу упаковки предохранительных спичек отрезать, зажать щипцами и сжечь. Небольшое количество красного фосфора на ударной полосе по-прежнему будет генерировать значительное количество дыма для небольшого размера образца.

4. Использовали раствор 2 г желтого фосфора в 10 мл сероуглерода.Эксперимент со штативом описан у Конанта, Джеймса Брайанта; Блэк, Ньютон Генри Новая практическая химия; Макмиллан: Нью-Йорк, 1940; стр. 39. Вариант «лай собаки» описан в Chen, Philip S. Развлекательные и образовательные химические демонстрации; Издательство «Химические элементы»: Камарилло, Калифорния, 1974; стр. 65. Эта демонстрация особенно хорошо работает с цилиндрами около 12 дюймов в высоту и 2 дюйма в диаметре. Часто нужно использовать немного больше раствора, чем кажется необходимым, чтобы получить громкий «гав».Раствор желтого фосфора хранили в металлическом цилиндре, как описано в Wright, S. W. J. Chem. Эд ., 1996, 73, 818.

5. Цвет маркера сухого стирания выбирается в соответствии с цветом универсального индикаторного раствора при добавлении к раствору, содержащему соответствующее соединение фосфора.

6. Прекрасное обсуждение фосфатов в разрыхлителях и других пищевых продуктах см. Toy, Arthur D. F .; Уолш, Эдвард Н. Химия фосфора в повседневной жизни; Американское химическое общество: Вашингтон, округ Колумбия, 1987 г .; стр.23 — 61.

7. Круги из фильтровальной бумаги замачивают в растворе фосфата аммония в воде, содержащем 60 г (NH 4 ) H 2 PO 4 в литре воды, а затем дают высохнуть на воздухе. Прекрасное обсуждение механизма действия и использования фосфата аммония в качестве антипирена см. В Toy, Arthur D. F .; Уолш, Эдвард Н. Химия фосфора в повседневной жизни; Американское химическое общество: Вашингтон, округ Колумбия, 1987 г .; С. 135 — 139.

5,6 Фосфор | Мониторинг и оценка

Почему важен фосфор?

И фосфор, и азот являются важными питательными веществами для растений и животных, составляющих водную пищевую сеть.Поскольку фосфор является дефицитным питательным веществом в большинстве пресных вод, даже небольшое увеличение фосфора может при правильных условиях вызвать целую цепочку нежелательных явлений в потоке, включая ускоренный рост растений, цветение водорослей, низкое содержание растворенного кислорода и гибель некоторых рыб, беспозвоночных и других водных животных.

Есть много источников фосфора, как природных, так и человеческих. К ним относятся почва и камни, очистные сооружения, сток с удобренных газонов и пахотных земель, неисправные септические системы, сток с площадок хранения навоза, нарушенные земельные участки, осушенные водно-болотные угодья, очистка воды и коммерческие препараты для очистки.

Формы фосфора

У Phosphorus сложная история. Чистый «элементарный» фосфор (P) встречается редко. В природе фосфор обычно присутствует в составе молекулы фосфата (PO 4 ). Фосфор в водных системах встречается в виде органических и неорганических фосфатов. Органический фосфат состоит из молекулы фосфата, связанной с молекулой на основе углерода, как в тканях растений или животных. Фосфат, не связанный с органическими веществами, неорганический.Неорганический фосфор — это форма, в которой нуждаются растения. Животные могут использовать органический или неорганический фосфат.

Как органический, так и неорганический фосфор может быть растворен в воде или взвешен (прикреплен к частицам в толще воды).

Круговорот фосфора


Рисунок 5.12

Круговорот фосфора
Фосфор меняет форму, циркулируя в водной среде.

Фосфор циркулирует в окружающей среде, меняя при этом форму (рис. 5.12). Водные растения поглощают растворенный неорганический фосфор и превращают его в органический фосфор, когда он становится частью их тканей. Животные получают необходимый им органический фосфор, поедая либо водные растения, либо других животных, либо разлагая растительный и животный материал.

По мере того, как растения и животные выделяют отходы или умирают, содержащийся в них органический фосфор опускается на дно, где при бактериальном разложении он превращается обратно в неорганический фосфор, как растворенный, так и прикрепленный к частицам.Этот неорганический фосфор возвращается в толщу воды, когда дно взбалтывается животными, деятельностью человека, химическими взаимодействиями или водными потоками. Затем его усваивают растения, и цикл начинается снова.

В системе потока цикл фосфора имеет тенденцию перемещать фосфор вниз по потоку, поскольку поток несет разлагающиеся ткани растений и животных и растворенный фосфор. Он становится неподвижным только тогда, когда поглощается растениями или связан с частицами, оседающими на дно бассейнов.

В области химии качества воды фосфор описывается несколькими терминами. Некоторые из этих терминов основаны на химии (относятся к химическим соединениям), а другие основаны на методах (они описывают то, что измеряется определенным методом).

Термин «ортофосфат» — это химический термин, который относится к самой молекуле фосфата. «Реактивный фосфор» — это соответствующий термин, основанный на методе, который описывает то, что вы фактически измеряете при выполнении теста на ортофосфат.Поскольку лабораторная процедура не совсем идеальна, вы получаете в основном ортофосфат, но также получаете небольшую часть некоторых других форм.

Более сложные неорганические фосфатные соединения называются «конденсированными фосфатами» или «полифосфатами». Основанный на методе термин для этих форм — «кислотный гидролизуемый».

Контроль фосфора

Мониторинг фосфора является сложной задачей, поскольку он включает измерение очень низких концентраций, вплоть до 0,01 миллиграмма на литр (мг / л) или даже ниже.Даже такие очень низкие концентрации фосфора могут оказать сильное воздействие на водотоки. Менее чувствительные методы следует использовать только для выявления серьезных проблемных участков.

Несмотря на то, что существует множество тестов на фосфор, наблюдатели-добровольцы, скорее всего, проведут только четыре.

  1. Тест на общий ортофосфат в значительной степени является показателем ортофосфата. Поскольку образец не фильтруется, в этой процедуре измеряется как растворенный, так и взвешенный ортофосфат. Утвержденный EPA метод измерения общего количества ортофосфатов известен как метод аскорбиновой кислоты.Вкратце, реагент (жидкий или порошок), содержащий аскорбиновую кислоту и молибдат аммония, реагирует с ортофосфатом в образце с образованием синего соединения. Интенсивность синего цвета прямо пропорциональна количеству ортофосфата в воде.
  2. Тест на общий фосфор измеряет все формы фосфора в образце (ортофосфат, конденсированный фосфат и органический фосфат). Это достигается путем первого «переваривания» (нагревания и подкисления) образца для преобразования всех других форм в ортофосфат.Затем определяют ортофосфат методом аскорбиновой кислоты. Поскольку образец не фильтруется, в этой процедуре измеряется как растворенный, так и взвешенный ортофосфат.
  3. Тест на растворенный фосфор измеряет ту долю общего фосфора, которая находится в растворе в воде (в отличие от содержания во взвешенных частицах). Он определяется сначала фильтрацией образца, а затем анализом отфильтрованного образца на содержание общего фосфора.
  4. Нерастворимый фосфор рассчитывается путем вычитания растворенного фосфора из результата общего фосфора.

Все эти тесты имеют одну общую черту: все они зависят от измерения ортофосфатов. Общий ортофосфатный тест измеряет ортофосфат, который уже присутствует в образце. Другие измеряют то, что уже присутствует, и то, что образуется, когда другие формы фосфора превращаются в ортофосфат при переваривании.

Отбор проб и оборудование

Мониторинг фосфора включает два основных этапа:

  • Отбор пробы воды
  • Анализирует его в полевых условиях или в лаборатории на один из типов фосфора, описанных выше.В этом руководстве не рассматриваются лабораторные методы. См. Ссылки, указанные в конце этого раздела.

Контейнеры для проб

Контейнеры для проб, изготовленные из пластика или стекла Pyrex, приемлемы для EPA. Поскольку молекулы фосфора имеют тенденцию «адсорбироваться» (прикрепляться) к внутренней поверхности контейнеров для образцов, если контейнеры будут использоваться повторно, их необходимо промыть кислотой для удаления адсорбированного фосфора. Следовательно, емкость должна выдерживать многократный контакт с соляной кислотой.Пластиковые контейнеры из полиэтилена высокой плотности или полипропилена могут быть предпочтительнее стеклянных с практической точки зрения, поскольку они лучше выдерживают разрушение. В некоторых программах используются одноразовые стерильные пластиковые пакеты Whirl-pak®. Размер контейнера будет зависеть от количества образца, необходимого для выбранного вами метода анализа фосфора, и количества, необходимого для других анализов, которые вы собираетесь выполнить.

Специальное лабораторное оборудование

Все емкости, которые будут содержать образцы воды или контактировать с реагентами, используемыми в этом тесте, должны быть специально выделены.То есть их не следует использовать для других тестов. Это необходимо для исключения возможности загрязнения лабораторной посуды реагентами, содержащими фосфор. Все лабораторные принадлежности следует мыть кислотой. Единственная форма фосфора, которую данное руководство рекомендует для анализа в полевых условиях, — это общий ортофосфат, при котором для необработанного образца используется метод аскорбиновой кислоты. Анализ любых других форм требует добавления потенциально опасных реагентов, нагревания образца до кипения и использования слишком много времени и слишком большого количества оборудования, чтобы быть практичным.Кроме того, анализ других форм фосфора подвержен ошибкам и неточностям в полевых условиях. Предварительную обработку и анализ этих других форм следует проводить в лаборатории.

Метод с аскорбиновой кислотой

В методе с аскорбиновой кислотой комбинированный жидкий или предварительно упакованный порошковый реагент, состоящий из серной кислоты, антимонилтартрата калия, молибдата аммония и аскорбиновой кислоты (или сопоставимых соединений), добавляется либо к 50, либо к 25 мл пробы воды.Это окрашивает образец в синий цвет прямо пропорционально количеству ортофосфата в образце. Поглощение или пропускание затем измеряется через 10 минут, но раньше, чем через 30 минут, с помощью компаратора цветов со шкалой в миллиграммах на литр, которая увеличивается с увеличением цветового оттенка, или электронного измерителя, который измеряет количество света, поглощенного или прошедшего через длина волны 700-880 нм (опять же в зависимости от указаний производителя).

Компаратор цветов может быть полезен для определения сильно загрязненных участков с высокими концентрациями (более 0.1 мг / л). Однако сопоставление цвета обработанного образца с компаратором может быть очень субъективным, особенно при низких концентрациях, и может привести к различным результатам.

Полевой спектрофотометр или колориметр с длиной оптического пути 2,5 см и инфракрасным фотоэлементом (настроенным на длину волны 700–880 нм) рекомендуется для точного определения низких концентраций (от 0,2 до 0,02 мг / л). Использование измерителя требует, чтобы вы заранее подготовили и проанализировали известные стандартные концентрации, чтобы преобразовать показания оптической плотности вашей пробы потока в миллиграммы на литр или чтобы ваш измеритель считывал непосредственно в миллиграммах на литр.

Как приготовить стандартные концентрации

Обратите внимание, что этот шаг лучше всего выполнить в лаборатории перед отъездом на взятие проб. Стандарты готовят с использованием стандартного раствора фосфата с концентрацией 3 мг / л в виде фосфата (PO4). Это эквивалентно концентрации 1 мг / л фосфора (P). Все ссылки на концентрации и результаты с этого момента в этой процедуре будут выражаться в мг / л как P, поскольку это соглашение о представлении результатов.

Шесть стандартных концентраций будут подготовлены на каждую дату отбора проб в диапазоне ожидаемых результатов.Для большинства проб достаточно шести следующих концентраций:

0,00 мг / л 0,12 мг / л
0,04 мг / л 0,16 мг / л
0,08 мг / л 0,20 мг / л

Действуйте следующим образом:

  1. Установите шесть мерных колб на 25 мл, по одной для каждого стандарта. Обозначьте колбы 0,00, 0,04, 0,08, 0,12, 0,16 и 0,20.
  2. Налейте около 30 мл стандартного раствора фосфата в стакан на 50 мл.
  3. Используйте мерные пипетки на 1, 2, 3, 4 и 5 мл класса A для переноса соответствующих объемов стандартного раствора фосфата в каждую мерную колбу на 25 мл следующим образом:
Стандарт
Концентрация
мл стандартного раствора фосфата
0,00 0
0,04 1
0,08 2
0,12 3
0.16 4
0,20 5

Примечание: стандартное решение рассчитывается на основе уравнения: A = (B x C) ö D

Где:
A = требуется мл стандартного раствора
B = желаемая концентрация стандарта
C = конечный объем (мл) стандарта
D = концентрация стандартного раствора
Например, чтобы узнать, сколько стандартного раствора фосфата необходимо использовать для создания стандарта 0,04 мг / л:

А = (0.04 x 25) ö 1 A = 1 мл

Перед переносом раствора очистите каждую пипетку, наполнив ее один раз стандартным раствором и продув. После использования промойте каждую пипетку деионизированной водой.

  1. Заполните оставшуюся часть каждой мерной колбы на 25 мл дистиллированной деионизированной водой до линии 25 мл. Вращайте, чтобы перемешать.
  2. Установите и промаркируйте шесть колб Эрленмейера на 50 мл: 0,00, 0,04, 0,08, 0,12, 0,16 и 0,20. Перелейте стандарты из мерных колб в колбы Эрленмейера.
  3. Перечислите стандартные концентрации (0,00, 0,04, 0,08, 0,12, 0,16 и 0,20) в поле «Номер флакона» на листе лаборатории.
  4. Проанализируйте каждую из этих стандартных концентраций, как описано в разделе ниже.

Как собирать и анализировать образцы

Полевые процедуры по отбору и анализу проб на содержание фосфора состоят из следующих задач:

ЗАДАЧА 1 Подготовка контейнеров для проб

Если для отбора проб используются запечатанные на заводе одноразовые пакеты Whirl-pak®, подготовка не требуется.Повторно используемые контейнеры для проб (и вся стеклянная посуда, используемая в этой процедуре) необходимо очистить (включая промывку кислотой) перед первым анализом и после каждого цикла отбора проб, следуя процедуре, описанной в методе B на стр. 128. Не забудьте надеть латексные перчатки.

ЗАДАНИЕ 2 Подготовьтесь к выезду на место отбора проб

См. Раздел 2.3 — Меры безопасности для получения подробной информации о подтверждении даты и времени отбора проб, соображениях безопасности, проверке расходных материалов, а также проверке погоды и направления.Помимо контейнеров для проб и стандартной одежды для отбора проб вам понадобится следующее оборудование и принадлежности для анализа общего количества реактивного фосфора:

  • Компаратор цвета или полевой спектрофотометр с пробирками для измерения оптической плотности пробы
  • Готовые реагенты (комбинированные реагенты), чтобы вода стала синей
  • Деионизированная или дистиллированная вода для ополаскивания пробирок между использованием
  • Бутыль для промывки для удержания промывочной воды
  • Емкость для смешивания с отметкой рекомендуемого объема пробы (обычно 25 мл) для хранения и перемешивания пробы
  • Чистые безворсовые салфетки для очистки и сушки пробирок с пробами

Обратите внимание, что для простоты и безопасности рекомендуется использовать предварительно упакованные реагенты.

ЗАДАЧА 3 Собрать образец

Обратитесь к Задаче 2 во Введении к Главе 5 для получения подробной информации о том, как отбирать пробы воды с помощью бутылок с завинчивающейся крышкой или мешков Whirl-pak®.

ЗАДАЧА 4 Проанализируйте образец в полевых условиях (только на общий ортофосфат), используя метод аскорбиновой кислоты.

При использовании электронного спектрофотометра или колориметра:

  1. «Обнулите» глюкометр (если вы его используете), используя бланк реагента (дистиллированная вода плюс порошок реагента) и следуя инструкциям производителя.
  2. Налейте рекомендуемый объем пробы (обычно 25 мл) в емкость для смешивания и добавьте подушки с порошком реагента. Вращайте, чтобы перемешать. Подождите рекомендованное время (обычно не менее 10 минут), прежде чем продолжить.
  3. Залейте первый полевой образец в пробирку ячейки для образцов. Протрите трубку безворсовой тканью, чтобы убедиться, что она чистая и на ней нет пятен или капель воды. Вставьте пробирку в ячейку для образца.
  4. Запишите номер бутылки в полевом листе данных.
  5. Накройте кювету крышкой.Считайте оптическую плотность или концентрацию этого образца и запишите его в полевой лист данных.
  6. Перелейте образец обратно в колбу.
  7. Промойте пробирку ячейки для образцов и емкость для смешивания три раза дистиллированной деионизированной водой. Не прикасайтесь к нижней части пробирки с ячейкой для образцов. Протрите чистой безворсовой салфеткой. Убедитесь, что нижняя часть пробирки с ячейкой для образцов чистая и на ней нет пятен или капель воды.

Обязательно используйте одну и ту же пробирку для каждого образца.Если пробирка сломалась, используйте новую и повторите шаг 1, чтобы «обнулить» глюкометр.

При использовании компаратора цветов:

  1. Следуйте инструкциям производителя. Обязательно обращайте внимание на направление вашего источника света при чтении проявки цвета. Источник света должен находиться в одном положении относительно компаратора цвета для каждого образца. В противном случае это источник существенной ошибки. Для проверки качества попросите кого-нибудь прочитать компаратор после вас.
  2. Запишите концентрацию в полевом техническом паспорте.

ЗАДАЧА 5 Верните образцы (для лабораторного анализа для других тестов) и полевые таблицы данных в лабораторию / пункт выдачи.

Пробы на различные типы фосфора должны быть проанализированы в течение определенного периода времени. Для некоторых типов фосфора это вопрос часов; для других образцы могут храниться и храниться в течение более длительного периода. Образцы, проверяемые на ортофосфат, должны быть проанализированы в течение 48 часов после сбора.В любом случае храните образцы на льду и как можно скорее отнесите их в лабораторию или в пункт сдачи.

ЗАДАНИЕ 6 Проанализируйте образцы в лаборатории.

Лабораторные методы для других тестов описаны в приведенных ниже ссылках (APHA. 1992; Hach Company, 1992; River Watch Network, 1992; USEPA, 1983).

ЗАДАЧА 7 Отчет о результатах и ​​преобразование в миллиграммы на литр

Во-первых, необходимо перевести значения абсорбции в миллиграммы на литр. Это делается путем построения «стандартной кривой» с использованием результатов оптической плотности для стандартных концентраций.

  1. Постройте график зависимости поглощения от концентрации на миллиметровой бумаге:
    • Нарисуйте ось «y» (вертикальную) и назовите ее «абсорбция». Отметьте эту ось с шагом 0,05 от 0 настолько высоко, насколько позволяет миллиметровая бумага.
    • На оси «х» (горизонтальной) обозначьте «концентрация: мг / л как P». Отметьте на этой оси концентрации стандартов: 0, 0,04, 0,08, 0,12, 0,16, 0,20.
  2. Изобразите оптическую плотность стандартных концентраций на графике.
  3. Проведите через эти точки прямую «наилучшего размера». Линия должна касаться (или почти касаться) каждой из точек. Если этого не произошло, составьте новые стандарты и повторите процедуру.

Пример: Предположим, вы измеряете оптическую плотность шести стандартных концентраций следующим образом:

Концентрация Поглощение
0,00 0,000
0,04 0,039
0.08 0,078
0,12 0,105
0,16 0,155
0,20 0,192

Рисунок 5.13

Поглощение стандартных концентраций при нанесении на график должно давать прямую линию

Полученная стандартная кривая представлена ​​на рис.5.13.

  1. Для каждого образца найдите оптическую плотность по оси «y», считайте горизонтально до линии, а затем еще ниже, чтобы определить концентрацию в мг / л как P.
  2. Запишите концентрацию в лабораторном листе в соответствующем столбце. ПРИМЕЧАНИЕ. Предел обнаружения для этого теста составляет 0,01 мг / л. Сообщайте о любых результатах менее 0,01 как «<0,01». Округлите все результаты до ближайшей сотой доли мг / л.

Результаты могут быть представлены «как P» или «как PO4». Помните, что ваши результаты выражаются в миллиграммах на литр веса на единицу объема.Поскольку молекула PO4 в три раза тяжелее атома P, результаты, представленные как PO4, в три раза превышают концентрацию, указанную как P. Например, если вы измеряете 0,06 мг / л как PO4, это эквивалентно 0,02 мг / л как P. Чтобы преобразовать PO4 в P, разделите на 3. Чтобы преобразовать P в PO4, умножьте на 3. Чтобы избежать этой путаницы и поскольку большинство государственных стандартов качества воды указываются как P, в данном руководстве рекомендуется всегда указывать результаты как P.

Список литературы

APHA.1992. Стандартные методы исследования воды и сточных вод. 18 изд. Американская ассоциация общественного здравоохранения, Вашингтон, округ Колумбия.

Блэк, J.A. 1977. Технология загрязнения воды. Reston Publishing Co., Рестон, Вирджиния.

Кадуто, М.Дж. 1990. Пруд и ручей. Университетское издательство Новой Англии, Ганновер, Нью-Хэмпшир.

Даты, Джефф. 1994. Мониторинг фосфора или почему вам не рассказывают об этом в инструкции? Volunteer Monitor, Vol.6 (1), весна 1994 г.

Компания Хач. 1992. Справочник по анализу воды Hach. 2-е изд. Лавленд, Колорадо

Сеть речного дозора. 1991. Тест на общий фосфор (адаптировано из стандартных методов). 17 июля.

Сеть речного дозора. 1992. Общий фосфор (расщепление персульфатом с последующей процедурой аскорбиновой кислоты, адаптация стандартных методов Hach). 1 июля.

USEPA. 1983. Методы химического анализа воды и сточных вод. 2 nd изд.Метод 365.2. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия.

Различные грани фосфора

Фосфор используется для зажигания спичек.
Изображение: Себастьян Риттер / Wikimedia Commons / CC-BY-SA-2.5

Зажечь спичку. Загорается за счет фосфора. Этот элемент не просто имеет огненных применений — он важен для самой жизни.

Фосфор бывает разных форм, называемых аллотропами.Два основных аллотропа получили свое название от цвета: белый фосфор и красный фосфор. Оба аллотропа реактивны. Белый фосфор настолько реактивен, что может самопроизвольно воспламениться при контакте с кислородом. Красный фосфор, используемый в спичках, немного более стабилен.

Фосфор настолько реактивен, что в природе встречается только в сочетании с другими элементами. Обычно один атом фосфора соединяется с четырьмя атомами кислорода с образованием фосфатного иона.

Ряд важных биологических соединений содержат фосфаты. ДНК, которая хранит генетическую информацию организма, содержит фосфаты. Аденозинтрифосфат используется клетками для производства энергии. Людям фосфор также необходим для создания крепких зубов и костей.

Организмам для выживания нужен фосфор, но его избыток может стать проблемой. Удобрения, используемые в сельском хозяйстве, часто содержат соединения фосфора, которые помогают растениям расти. Когда эти соединения попадают в реки, ручьи и озера, они также могут способствовать росту цветения водорослей и могут нанести ущерб водным экосистемам и снизить качество воды.

Сельскохозяйственные стоки, а также бытовые и промышленные сточные воды могут повышать уровень фосфора в водных путях. Поскольку концентрации этого химического вещества часто низкие, удаление фосфора из сточных вод затруднено до того, как он попадет в окружающую среду.

Команда CSIRO разработала новый способ удаления фосфора из сточных вод, который называется улучшенным биологическим удалением и восстановлением фосфора (EBPR-r). Этот метод использует бактерии для удаления фосфора из сточных вод.Хотя использование бактерий для удаления фосфора из сточных вод не является новой идеей, метод CSIRO также позволяет восстанавливать фосфор. Затем фосфор можно повторно использовать для изготовления удобрений или спичек.

Спички, ДНК, кости, удобрения и загрязнение — фосфор — это элемент, имеющий множество различных аспектов. Надеюсь, что такие исследования позволят фосфору поддерживать жизнь, не переусердствуя!

Если вы хотите больше новостей науки для детей, подпишитесь на журнал Double Helix!

Что такое фосфорные удобрения | UMN Extension

Производство большинства коммерческих фосфатных удобрений начинается с производства фосфорной кислоты.

Обобщенная диаграмма на Рисунке 1 показывает этапы производства различных фосфорных удобрений. Фосфорная кислота производится сухим или влажным способом.

Рисунок 1: Процесс производства различных фосфорных удобрений.

Сухой и мокрый процесс

В процессе сухого процесса электрическая печь обрабатывает фосфат. Эта обработка дает очень чистую и более дорогую фосфорную кислоту, которую часто называют белой или печной кислотой, которая в основном используется в пищевой и химической промышленности.

Удобрения, в которых в качестве источника фосфора используется белая фосфорная кислота, как правило, более дороги из-за дорогостоящего процесса обработки.

Мокрый процесс включает обработку каменного фосфата фосфорной кислотой, производящей кислоту, также называемой зеленой или черной кислотой, и гипсом, который удаляется как побочный продукт. Примеси, придающие кислоте цвет, не были проблемой при производстве сухих удобрений.

Ортофосфорная кислота

В процессе влажной и сухой обработки образуется ортофосфорная кислота — фосфатная форма, усваиваемая растениями.

Фосфорная кислота, полученная мокрым или сухим способом, часто нагревается, отгоняя воду и производя суперфосфорную кислоту. Концентрация фосфата в суперфосфорной кислоте обычно колеблется от 72 до 76 процентов.

P в этой кислоте присутствует как ортофосфат, так и полифосфат. Полифосфаты состоят из ряда ортофосфатов, которые химически соединены вместе. При контакте с почвой полифосфаты снова превращаются в ортофосфаты.

Добавление аммиака

Аммиак может быть добавлен к суперфосфорной кислоте для создания жидких или сухих материалов, содержащих как азот (N), так и P. Жидкость 10-34-0 является наиболее распространенным продуктом.

10-34-0 можно смешивать с мелкоизмельченным калием (0-0-62), водой и раствором аммиачной селитры (28-0-0) с образованием 7-21-7 и родственных ему сортов. P в этих продуктах присутствует как в ортофосфатной, так и в полифосфатной форме.

Когда аммиак добавляется к фосфорной кислоте, которая не нагревается, образуется моноаммонийфосфат (11-52-0) или диаммонийфосфат (18-46-0), в зависимости от соотношения в смеси.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *