Si u zbulua elementi kimik fosfor. Pasurimi nga urina (për historinë e zbulimit të fosforit). Si duket apatiti?

Struktura e fosforit të zi

Më shumë se treqind vjet na ndajnë nga momenti kur alkimisti nga Hamburgu Genning Brand zbuloi një element të ri - . Ashtu si alkimistët e tjerë, Brand u përpoq të gjente eliksirin e jetës ose gurin filozofik, me ndihmën e të cilit të moshuarit bëhen më të rinj, të sëmurët shërohen dhe të poshtërve shndërrohen në... Nuk ishte shqetësimi për mirëqenien e njerëzve, por interesi vetjak që udhëhoqi Brand. Këtë e dëshmojnë faktet nga historia e zbulimit të vetëm real të bërë nga ky alkimist.

Gjatë një prej eksperimenteve, ai avulloi urinën, e përziente mbetjen me qymyr dhe rërë dhe vazhdoi avullimin. Së shpejti një substancë u formua në replikë që shkëlqente në errësirë. Vërtetë, kaltes Feuer (zjarri i ftohtë), ose "zjarri im", siç e quajti Brand, nuk u transformua ose ndryshoi pamjen e njerëzve të moshuar, por fakti që substanca që rezulton shkëlqente pa ngrohje ishte e pazakontë dhe e re.

Brand ishte i shpejtë për të përfituar nga kjo pronë e re. Ai filloi të shfaqte persona të ndryshëm të privilegjuar, duke marrë dhurata dhe para prej tyre. Nuk ishte e lehtë të ruash sekretin e marrjes së fosforit, dhe Brand shpejt ia shiti atë kimistit të Dresdenit I. Kraft. Numri i demonstruesve të fosforit u rrit kur receta për prodhimin e tij u bë e njohur për I. Kunkel dhe K. Kirchmeyer. Në vitin 1680, pavarësisht nga paraardhësit e tij, një element i ri u mor nga fizikani dhe kimisti i famshëm anglez Robert Boyle. Por Boyle vdiq shpejt dhe studenti i tij A. Gankwitz tradhtoi shkencën e pastër dhe ringjalli përsëri "spekulimet e fosforit". Vetëm në vitin 1743 A. Markgraf gjeti një metodë më të avancuar për prodhimin e fosforit dhe publikoi të dhënat e tij për informim publik. Kjo ngjarje i dha fund biznesit të Brand-it dhe shërbeu si fillimi i një studimi serioz të fosforit dhe përbërjeve të tij.

Në fazën e parë, pesëdhjetëvjeçare të historisë së fosforit, përveç zbulimit të Boyle, vetëm një ngjarje u shënua nga historia e shkencës: në 1715, Gensing vendosi praninë e fosforit në indet e trurit. Pas eksperimenteve të Markgrave, historia e elementit, i cili shumë vite më vonë fitoi numrin 15, u bë historia e shumë zbulimeve të mëdha.

Gjithçka rreth fosforit

Në 1769, Yu Gan vërtetoi se kockat përmbajnë shumë fosfor. e njëjta gjë u konfirmua dy vjet më vonë nga kimisti i famshëm suedez K. Scheele, i cili propozoi një metodë për marrjen e fosforit nga hiri i formuar gjatë pjekjes së eshtrave.

Disa vite më vonë, J. L. Proust dhe M. Klaproth, duke studiuar përbërje të ndryshme natyrore, vërtetuan se është i përhapur në koren e tokës, kryesisht në formën e fosfatit të kalciumit.

Ai arriti sukses të madh në studimin e vetive të fosforit në fillim të viteve 70 të shekullit të 18-të. kimisti i madh francez Antoine Laurent. Duke djegur fosforin me substanca të tjera në një vëllim të mbyllur ajri, ai vërtetoi se fosfori është një element i pavarur, dhe ajri ka një përbërje komplekse dhe përbëhet nga të paktën dy përbërës - oksigjen dhe azot. “Në këtë mënyrë, për herë të parë, ai vuri në këmbë të gjithë kiminë, e cila në formën e saj flogistike qëndronte mbi kokën e saj.” Kështu ka shkruar për veprën F. Engels në parathënien e vëllimit të dytë të Ka-pitala.”

Në 1709, Dondonald vërtetoi se komponimet e fosforit janë të nevojshme për zhvillimin normal të bimëve.

Në 1839, një tjetër anglez, Laws, ishte i pari që mori superfosfat - një pleh fosfori që tretet lehtësisht. bimët.

Në vitin 1847, kimisti gjerman Schrötter, duke ngrohur pa akses ajri, zhvilloi një varietet të ri (modifikimi alotropik) të elementit nr. 15 - dhe tashmë në shekullin e 20-të, në vitin 1934, fizikani amerikan P. Bradjen, duke studiuar efektin e lartë. presione mbi të ndryshme, të liruar fosfor të zi të ngjashëm. Këto janë momentet kryesore në historinë e elementit nr. 15. Tani le të gjurmojmë se çfarë pasoi secilin prej këtyre zbulimeve.

"Në 1715, Gensing vendosi praninë e fosforit në indet e trurit... Në 1769, Hahn vërtetoi se kockat përmbajnë shumë fosfor"

Fosfori është një analog i azotit

Edhe pse fizike dhe Vetitë kimike Këto elemente janë shumë të ndryshme, ata kanë. dhe gjëja e përgjithshme, në veçanti, është se të dy këta elementë janë absolutisht të nevojshëm për kafshët dhe bimët. Akademiku A.E. Fersman e quajti fosforin "një element i jetës dhe i mendimit", por ky përkufizim vështirë se mund të klasifikohet si ekzagjerim letrar. Fosfori gjendet fjalë për fjalë në të gjitha organet e bimëve jeshile: kërcell, rrënjë, gjethe, por mbi të gjitha në fruta dhe fara. Bimët grumbullojnë fosfor dhe e furnizojnë atë tek kafshët.

Tek kafshët, fosfori përqendrohet kryesisht në skelet, muskuj dhe indet nervore.

Ndër produktet ushqimore për njerëzit, e verdha e vezëve të pulës është veçanërisht e pasur me fosfor.

Trupi i njeriut përmban mesatarisht rreth 1.5 kg elementin nr. 15. Nga kjo sasi, 1.4 kg është në kocka, rreth 130 g në muskuj dhe 12 g në nerva dhe tru. Pothuajse të gjitha proceset më të rëndësishme fiziologjike që ndodhin në trupin tonë shoqërohen me shndërrimet e substancave organofosforike. Fosfori është i pranishëm në kocka kryesisht në formën e fosfatit të kalciumit. Smalti i dhëmbëve është gjithashtu një përbërje fosfori, e cila në përbërje dhe strukturë kristalore i përgjigjet mineralit më të rëndësishëm të fosforit, apatitit Ca5(P04)3(F, Cl).

Natyrisht, si çdo element jetik, edhe fosfori i nënshtrohet një cikli në natyrë. Bimët e marrin atë nga toka, dhe nga bimët ky element hyn në trupin e njerëzve dhe kafshëve. Fosfori kthehet në tokë me jashtëqitje dhe kur kufomat kalben. Fosforobakteret e shndërrojnë fosforin organik në komponime inorganike.

Megjithatë, për njësi të kohës, shumë më shumë fosfor hiqet nga toka sesa hyn në tokë. Të korrat botërore tani heqin çdo vit më shumë se 3 milion ton fosfor nga fushat.

Natyrisht, për të marrë rendimente të qëndrueshme, ky fosfor duhet të kthehet në tokë, dhe për këtë arsye nuk është për t'u habitur që prodhimi botëror i shkëmbinjve fosfat tani është dukshëm më shumë se 100 milion ton në vit.

“...Proust dhe Klaproth vërtetuan se fosfori shpërndahet gjerësisht në koren e tokës, kryesisht në formën e fosfatit të kalciumit”

Në koren e tokës, fosfori gjendet ekskluzivisht në formën e komponimeve. Këto janë kryesisht kripëra të dobëta të tretshme të acidit ortofosforik; Kationi më i shpeshtë është joni i kalciumit.

Fosfori përbën 0.08% të peshës kores së tokës. Për sa i përket prevalencës, ajo renditet e 13-ta ndër të gjithë elementët. Fosfori gjendet në të paktën 190 minerale, ndër të cilët më kryesorët janë: fluorapatiti Ca5(P04)3F, hidroksilapatiti Ca5(P04)3OH, fosforiti Cae(P04)2 me papastërti.

Fosfori ndahet në primar dhe sekondar. Ndër ato parësore, apatitet janë veçanërisht të zakonshme, të cilat shpesh gjenden midis shkëmbinjve me origjinë magmatike. Këto janë formuar në kohën e formimit të kores së tokës.

Ndryshe nga apatitet, fosforitet ndodhin midis shkëmbinjve me origjinë sedimentare, të formuar si rezultat i vdekjes së qenieve të gjalla. Këto janë dytësore.

Fosfori gjendet në meteorite në formën e fosfideve të hekurit, kobaltit dhe nikelit. Sigurisht, ky element i zakonshëm gjendet edhe në ujin e detit (6 10-6%).

“Lavoisier vërtetoi se fosfori është i pavarur element kimik…»

Fosfori është një jometal (ai që më parë quhej metaloid) me aktivitet mesatar. Orbita e jashtme e atomit të fosforit përmban pesë elektrone, tre prej të cilave janë të paçiftuara. Prandaj, mund të shfaqë valenca 3-, 3+ dhe 5+.

Në mënyrë që fosfori të shfaqë 5+, është i nevojshëm një efekt në atom, i cili do t'i kthente dy elektronet e çiftuara të orbitës së fundit në ato të paçiftuara.

Fosfori shpesh quhet një element i shumëanshëm. Në të vërtetë, në kushte të ndryshme ai sillet ndryshe, duke shfaqur veti oksiduese ose reduktuese. Shkathtësia e fosforit përfshin gjithashtu aftësinë e tij për të ekzistuar në disa modifikime alotropike.

Ndoshta modifikimi më i famshëm i elementit nr. 15 është fosfori i butë, dylli, i bardhë ose i verdhë. Ishte Brand ai që e zbuloi dhe falë vetive të tij elementi mori emrin e tij: në greqisht "fosfor" do të thotë shkëlqyes, ndriçues. Molekula e fosforit të bardhë përbëhet nga katër atome të rregulluar në formën e një tetraedri. Dendësia 1,83, pika e shkrirjes 44,1° C. helmuese, oksidohet lehtësisht. I tretshëm në disulfid karboni, amoniak të lëngët dhe SO2, benzen, eter. Pothuajse i pazgjidhshëm në ujë.

Kur nxehet pa qasje në ajër mbi 250°C, bëhet e kuqe. Ky është tashmë një polimer, por jo një strukturë shumë e renditur. Reaktiviteti i fosforit të kuq është dukshëm më i vogël se ai i fosforit të bardhë. Nuk shkëlqen në errësirë, nuk tretet në disulfid karboni dhe nuk është helmues. Dendësia e tij është shumë më e madhe, struktura e tij është e imët kristalore.

Struktura e fosforit të zi

Më shumë se treqind vjet na ndajnë nga momenti kur alkimisti nga Hamburgu Genning Brand zbuloi një element të ri - . Ashtu si alkimistët e tjerë, Brand u përpoq të gjente eliksirin e jetës ose gurin filozofik, me ndihmën e të cilit të moshuarit bëhen më të rinj, të sëmurët shërohen dhe të poshtërve shndërrohen në... Nuk ishte shqetësimi për mirëqenien e njerëzve, por interesi vetjak që udhëhoqi Brand. Këtë e dëshmojnë faktet nga historia e zbulimit të vetëm real të bërë nga ky alkimist.

Gjatë një prej eksperimenteve, ai avulloi urinën, e përziente mbetjen me qymyr dhe rërë dhe vazhdoi avullimin. Së shpejti një substancë u formua në replikë që shkëlqente në errësirë. Vërtetë, kaltes Feuer (zjarri i ftohtë), ose "zjarri im", siç e quajti Brand, nuk u transformua ose ndryshoi pamjen e njerëzve të moshuar, por fakti që substanca që rezulton shkëlqente pa ngrohje ishte e pazakontë dhe e re.

Brand ishte i shpejtë për të përfituar nga kjo pronë e re. Ai filloi të shfaqte persona të ndryshëm të privilegjuar, duke marrë dhurata dhe para prej tyre. Nuk ishte e lehtë të ruash sekretin e marrjes së fosforit, dhe Brand shpejt ia shiti atë kimistit të Dresdenit I. Kraft. Numri i demonstruesve të fosforit u rrit kur receta për prodhimin e tij u bë e njohur për I. Kunkel dhe K. Kirchmeyer. Në vitin 1680, pavarësisht nga paraardhësit e tij, një element i ri u mor nga fizikani dhe kimisti i famshëm anglez Robert Boyle. Por Boyle vdiq shpejt dhe studenti i tij A. Gankwitz tradhtoi shkencën e pastër dhe ringjalli përsëri "spekulimet e fosforit". Vetëm në vitin 1743 A. Markgraf gjeti një metodë më të avancuar për prodhimin e fosforit dhe publikoi të dhënat e tij për informim publik. Kjo ngjarje i dha fund biznesit të Brand-it dhe shërbeu si fillimi i një studimi serioz të fosforit dhe përbërjeve të tij.

Në fazën e parë, pesëdhjetëvjeçare të historisë së fosforit, përveç zbulimit të Boyle, vetëm një ngjarje u shënua nga historia e shkencës: në 1715, Gensing vendosi praninë e fosforit në indet e trurit. Pas eksperimenteve të Markgrave, historia e elementit, i cili shumë vite më vonë fitoi numrin 15, u bë historia e shumë zbulimeve të mëdha.

Gjithçka rreth fosforit

Në 1769, Yu Gan vërtetoi se kockat përmbajnë shumë fosfor. e njëjta gjë u konfirmua dy vjet më vonë nga kimisti i famshëm suedez K. Scheele, i cili propozoi një metodë për marrjen e fosforit nga hiri i formuar gjatë pjekjes së eshtrave.

Disa vite më vonë, J. L. Proust dhe M. Klaproth, duke studiuar përbërje të ndryshme natyrore, vërtetuan se është i përhapur në koren e tokës, kryesisht në formën e fosfatit të kalciumit.

Ai arriti sukses të madh në studimin e vetive të fosforit në fillim të viteve 70 të shekullit të 18-të. kimisti i madh francez Antoine Laurent. Duke djegur fosforin me substanca të tjera në një vëllim të mbyllur ajri, ai vërtetoi se fosfori është një element i pavarur, dhe ajri ka një përbërje komplekse dhe përbëhet nga të paktën dy përbërës - oksigjen dhe azot. “Në këtë mënyrë, për herë të parë, ai vuri në këmbë të gjithë kiminë, e cila në formën e saj flogistike qëndronte mbi kokën e saj.” Kështu ka shkruar për veprën F. Engels në parathënien e vëllimit të dytë të Ka-pitala.”

Në 1709, Dondonald vërtetoi se komponimet e fosforit janë të nevojshme për zhvillimin normal të bimëve.

Në 1839, një tjetër anglez, Laws, ishte i pari që mori superfosfat - një pleh fosfori që tretet lehtësisht. bimët.

Në vitin 1847, kimisti gjerman Schrötter, duke ngrohur pa akses ajri, zhvilloi një varietet të ri (modifikimi alotropik) të elementit nr. 15 - dhe tashmë në shekullin e 20-të, në vitin 1934, fizikani amerikan P. Bradjen, duke studiuar efektin e lartë. presione mbi të ndryshme, të liruar fosfor të zi të ngjashëm. Këto janë momentet kryesore në historinë e elementit nr. 15. Tani le të gjurmojmë se çfarë pasoi secilin prej këtyre zbulimeve.

"Në 1715, Gensing vendosi praninë e fosforit në indet e trurit... Në 1769, Hahn vërtetoi se kockat përmbajnë shumë fosfor"

Fosfori është një analog i azotit

Edhe pse vetitë fizike dhe kimike të këtyre elementeve ndryshojnë shumë, ato kanë. dhe gjëja e përgjithshme, në veçanti, është se të dy këta elementë janë absolutisht të nevojshëm për kafshët dhe bimët. Akademiku A.E. Fersman e quajti fosforin "një element i jetës dhe i mendimit", por ky përkufizim vështirë se mund të klasifikohet si ekzagjerim letrar. Fosfori gjendet fjalë për fjalë në të gjitha organet e bimëve jeshile: kërcell, rrënjë, gjethe, por mbi të gjitha në fruta dhe fara. Bimët grumbullojnë fosfor dhe e furnizojnë atë tek kafshët.

Tek kafshët, fosfori përqendrohet kryesisht në skelet, muskuj dhe indet nervore.

Ndër produktet ushqimore për njerëzit, e verdha e vezëve të pulës është veçanërisht e pasur me fosfor.

Trupi i njeriut përmban mesatarisht rreth 1.5 kg elementin nr. 15. Nga kjo sasi, 1.4 kg është në kocka, rreth 130 g në muskuj dhe 12 g në nerva dhe tru. Pothuajse të gjitha proceset më të rëndësishme fiziologjike që ndodhin në trupin tonë shoqërohen me shndërrimet e substancave organofosforike. Fosfori është i pranishëm në kocka kryesisht në formën e fosfatit të kalciumit. Smalti i dhëmbëve është gjithashtu një përbërje fosfori, e cila në përbërje dhe strukturë kristalore i përgjigjet mineralit më të rëndësishëm të fosforit, apatitit Ca5(P04)3(F, Cl).

Natyrisht, si çdo element jetik, edhe fosfori i nënshtrohet një cikli në natyrë. Bimët e marrin atë nga toka, dhe nga bimët ky element hyn në trupin e njerëzve dhe kafshëve. Fosfori kthehet në tokë me jashtëqitje dhe kur kufomat kalben. Fosforobakteret e shndërrojnë fosforin organik në komponime inorganike.

Megjithatë, për njësi të kohës, shumë më shumë fosfor hiqet nga toka sesa hyn në tokë. Të korrat botërore tani heqin çdo vit më shumë se 3 milion ton fosfor nga fushat.

Natyrisht, për të marrë rendimente të qëndrueshme, ky fosfor duhet të kthehet në tokë, dhe për këtë arsye nuk është për t'u habitur që prodhimi botëror i shkëmbinjve fosfat tani është dukshëm më shumë se 100 milion ton në vit.

“...Proust dhe Klaproth vërtetuan se fosfori shpërndahet gjerësisht në koren e tokës, kryesisht në formën e fosfatit të kalciumit”

Në koren e tokës, fosfori gjendet ekskluzivisht në formën e komponimeve. Këto janë kryesisht kripëra të dobëta të tretshme të acidit ortofosforik; Kationi më i shpeshtë është joni i kalciumit.

Fosfori përbën 0.08% të peshës së kores së tokës. Për sa i përket prevalencës, ajo renditet e 13-ta ndër të gjithë elementët. Fosfori gjendet në të paktën 190 minerale, ndër të cilët më kryesorët janë: fluorapatiti Ca5(P04)3F, hidroksilapatiti Ca5(P04)3OH, fosforiti Cae(P04)2 me papastërti.

Fosfori ndahet në primar dhe sekondar. Ndër ato parësore, apatitet janë veçanërisht të zakonshme, të cilat shpesh gjenden midis shkëmbinjve me origjinë magmatike. Këto janë formuar në kohën e formimit të kores së tokës.

Ndryshe nga apatitet, fosforitet ndodhin midis shkëmbinjve me origjinë sedimentare, të formuar si rezultat i vdekjes së qenieve të gjalla. Këto janë dytësore.

Fosfori gjendet në meteorite në formën e fosfideve të hekurit, kobaltit dhe nikelit. Sigurisht, ky element i zakonshëm gjendet edhe në ujin e detit (6 10-6%).

"Lavoisier vërtetoi se fosfori është një element kimik i pavarur..."

Fosfori është një jometal (ai që më parë quhej metaloid) me aktivitet mesatar. Orbita e jashtme e atomit të fosforit përmban pesë elektrone, tre prej të cilave janë të paçiftuara. Prandaj, mund të shfaqë valenca 3-, 3+ dhe 5+.

Në mënyrë që fosfori të shfaqë 5+, është i nevojshëm një efekt në atom, i cili do t'i kthente dy elektronet e çiftuara të orbitës së fundit në ato të paçiftuara.

Fosfori shpesh quhet një element i shumëanshëm. Në të vërtetë, në kushte të ndryshme ai sillet ndryshe, duke shfaqur veti oksiduese ose reduktuese. Shkathtësia e fosforit përfshin gjithashtu aftësinë e tij për të ekzistuar në disa modifikime alotropike.

Ndoshta modifikimi më i famshëm i elementit nr. 15 është fosfori i butë, dylli, i bardhë ose i verdhë. Ishte Brand ai që e zbuloi dhe falë vetive të tij elementi mori emrin e tij: në greqisht "fosfor" do të thotë shkëlqyes, ndriçues. Molekula e fosforit të bardhë përbëhet nga katër atome të rregulluar në formën e një tetraedri. Dendësia 1,83, pika e shkrirjes 44,1° C. helmuese, oksidohet lehtësisht. I tretshëm në disulfid karboni, amoniak të lëngët dhe SO2, benzen, eter. Pothuajse i pazgjidhshëm në ujë.

Kur nxehet pa qasje në ajër mbi 250°C, bëhet e kuqe. Ky është tashmë një polimer, por jo një strukturë shumë e renditur. Reaktiviteti i fosforit të kuq është dukshëm më i vogël se ai i fosforit të bardhë. Nuk shkëlqen në errësirë, nuk tretet në disulfid karboni dhe nuk është helmues. Dendësia e tij është shumë më e madhe, struktura e tij është e imët kristalore.

Data e zbulimit të fosforit zakonisht konsiderohet të jetë viti 1669, por ka disa indikacione që dihej më herët. Gefher, për shembull, raporton se një dorëshkrim alkimik nga një koleksion i ruajtur në Bibliotekën e Parisit thotë se rreth shekullit të 12-të. njëfarë Alchid Bekhil mori, duke distiluar urinën me argjilë dhe gëlqere, një substancë që ai e quajti "escarbucle". Ndoshta ky ishte fosfori, i cili ishte sekreti i madh i alkimistëve. Sido që të jetë, dihet se në kërkim të gurit të filozofit, alkimistët i nënshtruan të gjitha llojet e materialeve në distilim dhe operacione të tjera, duke përfshirë urinën, jashtëqitjet, kockat etj. Që nga kohërat e lashta, substancat që mund të shkëlqejnë në errësirë ​​quheshin fosforet. Në shekullin e 17-të Fosfori i Bolonjës ishte i njohur - një gur i gjetur në malet afër Bolonjës; Pas shkrepjes në thëngjij, guri fitoi aftësinë të shkëlqejë. Përshkruhet gjithashtu "fosfori i Baldwin", i përgatitur nga kryepunëtori Alduin nga një përzierje e kalcinuar e shkumës dhe acidit nitrik. Shkëlqimi i substancave të tilla shkaktoi habi ekstreme dhe u konsiderua një mrekulli.

Në 1669, alkimisti amator i Hamburgut Brand, një tregtar i falimentuar që ëndërronte të përmirësonte punët e tij me ndihmën e alkimisë, përpunoi një shumëllojshmëri të gjerë produktesh. Duke teorizuar se produktet fiziologjike mund të përmbajnë "materien fillestare" që besohet të jetë baza e gurit filozofik, Brand u interesua për urinën e njeriut.

Ai mblodhi rreth një ton urinë nga kazermat e ushtarëve dhe e avulloi për të formuar një lëng shurupi. Ai e distiloi përsëri këtë lëng dhe mori një "vaj të urinës" të kuqe të rëndë. Pasi e distiloi përsëri këtë vaj, ai zbuloi në fund të retorit mbetjet e një "koke të vdekur" (Caput mortuum), në dukje të padobishme për asgjë. Megjithatë, kalcinimi i kësaj mbetjeje kohe e gjate, ai vuri re se në retorte u shfaq pluhur i bardhë, i cili u ul ngadalë në fund të retorikës dhe shkëlqeu qartë. Brand vendosi se kishte arritur të nxirrte zjarrin elementar nga "koka e vdekjes me vaj" dhe ai vazhdoi eksperimentet e tij me zell edhe më të madh. Ai, natyrisht, nuk arriti ta kthejë këtë "zjarr" në ar, por ai ende e mbajti një sekret të rreptë zbulimin e tij të fosforit (nga greqishtja - dritë dhe "bartës", d.m.th. dritë-sjellës). Sidoqoftë, një farë Kunkel, i cili në atë kohë shërbente si alkimist dhe shërbëtor sekret për Elektorin Sakson, mësoi për sekretin e Brand. Kunkel i kërkoi kolegut të tij Kraft, i cili po shkonte në Hamburg, të mësonte nga Brand çdo informacion rreth fosforit. Kraft, megjithatë, vetë vendosi të përdorë sekretin e Brand-it. Ai e bleu sekretin prej tij për 200 talera dhe, pasi kishte prodhuar një sasi të mjaftueshme fosfori, shkoi në një udhëtim në Evropë, ku ai sukses i madh demonstroi shkëlqimin e fosforit para njerëzve fisnikë. Në veçanti, në Angli ai i tregoi fosfor Mbretit Charles II dhe shkencëtarit Boyle. Ndërkohë, Kunkel arriti të përgatiste vetë fosforin në një mënyrë të përafërt me metodën e Brand-it dhe ndryshe nga ky i fundit, ai reklamonte gjerësisht fosforin, por heshti për sekretin e prodhimit të tij. Në vitin 1680, pavarësisht nga paraardhësit e tij, një element i ri u mor nga fizikani dhe kimisti i famshëm anglez Robert Boyle, i cili, ashtu si Kunkel, publikoi të dhëna për vetitë e fosforit, por raportoi metodën e përgatitjes së tij në një paketë të mbyllur vetëm tek Shoqëria Mbretërore e Londrës (ky mesazh u botua vetëm 12 vjet më vonë, pas vdekjes së Boyle) dhe studenti i Boise A. Gankwitz tradhtoi shkencën e pastër dhe përsëri ringjalli "spekulimet e fosforit" në formën e aktiviteteve të gjera prodhuese për prodhimin e kësaj substance: për Për 50 vjet ai tregtonte gjerësisht fosforin me një çmim shumë të lartë. Në Holandë, për shembull, një ons (31.1 g) fosfor kushtonte 16 dukat në atë kohë. Supozimet më fantastike janë bërë në lidhje me natyrën e fosforit. Në shekullin e 18-të Shumë shkencëtarë të shquar studiuan fosforin, ndër ta edhe Marggraf, i cili përmirësoi metodën e marrjes së fosforit nga urina duke shtuar klorur plumbi në këtë të fundit (1743).

Në 1777, Scheele vendosi praninë e fosforit në kockat dhe brirët e kafshëve në formën e acidit fosforik të shoqëruar me gëlqere. Megjithatë, disa autorë ia atribuojnë këtë zbulim një kimisti tjetër suedez, Hahn, por ishte Scheele ai që zhvilloi një metodë për marrjen e fosforit nga kockat. Fosfori u njoh si një substancë elementare nga Lavoisier në bazë të eksperimenteve të tij të famshme mbi djegien e fosforit në oksigjen. Në tabelën e trupave të thjeshtë, Lavoisier e vendosi fosforin në grupin e dytë të trupave të thjeshtë, acide jometalike, oksiduese dhe prodhuese. Që nga shekulli i 19-të Fosfori përdoret gjerësisht kryesisht në formën e kripërave që përdoren për plehërimin e tokës.

Pra, më shumë se treqind vjet na ndajnë nga momenti kur alkimisti i Hamburgut Genning Brand zbuloi një element të ri - fosfor. Ashtu si alkimistët e tjerë, Brand u përpoq të gjente eliksirin e jetës ose gurin filozofik, me ndihmën e të cilit të moshuarit duken më të rinj, të sëmurët shërohen dhe metalet bazë shndërrohen në ar. Nuk ishte shqetësimi për mirëqenien e njerëzve, por interesi vetjak që udhëhoqi Brand. Këtë e dëshmojnë faktet nga historia e zbulimit të vetëm real të bërë prej tij. Në fazën e parë, pesëdhjetëvjeçare të historisë së fosforit, përveç zbulimit të Boyle, vetëm një ngjarje u shënua nga historia e shkencës: në 1715, Gensing vendosi praninë e fosforit në indet e trurit. Pas eksperimenteve të Markgrave, historia e elementit, i cili shumë vite më vonë fitoi numrin 15, u bë historia e shumë zbulimeve të mëdha.

Kronologjia e zbulimeve në lidhje me fosforin

Në 1715 Gensing vendosi praninë e fosforit në indet e trurit...

Në 1743 Kimisti gjerman, anëtar nderi i Akademisë së Shkencave të Shën Petersburgut A.S. Marggraf u zhvillua rruge e re marrjen e fosforit.

Në 1769 Yu.Gan vërtetoi se kockat përmbajnë shumë fosfor. E njëjta gjë u konfirmua dy vjet më vonë nga kimisti suedez K. Scheele, i cili propozoi një metodë për marrjen e fosforit nga hiri i formuar gjatë pjekjes së eshtrave. Disa vite më vonë, J.L. Proust dhe M. Klaproth, duke studiuar përbërje të ndryshme natyrore, vërtetuan se fosfori është i përhapur në koren e tokës, kryesisht në formën e fosfatit të kalciumit.

1797 Në Rusi, A.A. Musin-Pushkin mori një shumëllojshmëri alotropike të fosforit - fosfor vjollcë. Sidoqoftë, në literaturë, zbulimi i fosforit i atribuohet gabimisht I. Hittorf, i cili, duke përdorur metodën e A. A. Musin-Pushkin, e mori atë vetëm në 1853.

Në vitin 1799 Dondonald vërtetoi se komponimet e fosforit janë të nevojshme për zhvillimin normal të bimëve.

Në vitin 1839 një tjetër anglez, Laws, ishte i pari që mori superfosfat - një pleh fosfori që përthithet lehtësisht nga bimët.

Në vitin 1842 Anglia organizoi prodhimin e parë industrial në botë të superfosfatit. Në Rusi, një prodhim i tillë u shfaq në 1868 dhe 1871.

Në vitin 1848 Kimisti austriak A. Schrötter zbuloi një modifikim alotropik të fosforit - fosfor i kuq. Ai e përftoi këtë fosfor duke ngrohur fosforin e bardhë në një temperaturë prej 250 gradë në një atmosferë me CO (monoksid karboni dy). Është interesante të theksohet se A. Schrötter ishte i pari që vuri në dukje

mundësia e përdorimit të fosforit të kuq në prodhimin e shkrepseve.

Në vitin 1926 A.E. Fersman dhe kolegët e tij zbuluan rezerva të mëdha apatiti në Gadishullin Kola.

Në vitin 1934, fizikani amerikan P. Bridgman, duke studiuar efektin e presioneve të larta në substanca të ndryshme, izoluar fosfor të zi si grafiti.

Fosfori është një komponent i rëndësishëm i jetës dhe natyrë e pajetë. Gjendet në thellësitë e Tokës, ujit dhe në trupat tanë, madje akademiku Fersman e quajti atë "elementi i jetës dhe i mendimit". Pavarësisht dobisë së tij, fosfori i bardhë mund të jetë jashtëzakonisht i rrezikshëm dhe helmues. Le të flasim më në detaje për karakteristikat e tij.

Hapja e një elementi

Historia e zbulimit të fosforit filloi me alkiminë. Që nga shekulli i 15-të, shkencëtarët evropianë kanë qenë të etur për të gjetur gurin e filozofit ose "eliksirin e madh" me të cilin ata mund të kthejnë çdo metal në ar.

Në shekullin e 17-të, alkimisti Hennig Brand vendosi që rruga drejt "reagentit magjik" shtrihej përmes urinës. Është e verdhë, që do të thotë se përmban ar ose është disi e lidhur me të. Shkencëtari mblodhi me kujdes materialin, e mbrojti dhe më pas e distiloi. Në vend të arit, ai mori një lëndë të bardhë që shkëlqente në errësirë ​​dhe digjej mirë.

Brand e quajti zbulimin "zjarr të ftohtë". Më vonë, alkimisti irlandez Robert Boyle dhe gjermani Andreas Maggraf dolën me idenë e marrjes së fosforit në një mënyrë të ngjashme. Ky i fundit shtoi edhe qymyrin, rërën dhe mineralin fosgjenit në urinë. Më pas, substanca u quajt fosfor mirabilis, që përkthehet si "bartës i mrekullueshëm i dritës".

Element ndriçues

Zbulimi i fosforit u bë një ndjesi e vërtetë midis alkimistëve. Disa përpiqeshin herë pas here të blinin sekretin e marrjes së substancës nga Brand, të tjerë u përpoqën të arrinin vetë. Në shekullin e 18-të, u vërtetua se elementi përmbahej në mbetjet e eshtrave të organizmave dhe shumë shpejt u hapën disa fabrika për prodhimin e tij.

Fizikani francez Lavoisier vërtetoi se fosfori është substancë e thjeshtë. Në tabelën periodike është numri 15. Së bashku me azotin, antimonin, arsenikun dhe bismutin, ai bën pjesë në grupin e pniktideve dhe karakterizohet si jometal.

Elementi është mjaft i zakonshëm në natyrë. Në përqindje, ajo renditet e 13-ta në masën e kores së tokës. Fosfori ndërvepron në mënyrë aktive me oksigjenin dhe nuk gjendet në formë të lirë. Ekziston në minerale të shumta (më shumë se 190), si fosforitet, apatitet, etj.

Fosfor i bardhë

Fosfori ekziston në disa forma ose alotrope. Ato ndryshojnë nga njëri-tjetri për nga dendësia, ngjyra dhe vetitë kimike. Zakonisht ekzistojnë katër forma kryesore: fosfori i bardhë, i zi, i kuq dhe metalik. Modifikimet e tjera janë vetëm një përzierje e sa më sipër.

Fosfori i bardhë është shumë i paqëndrueshëm. Në kushte normale të dritës ajo shpejt kthehet në të kuqe, por presioni i lartë e kthen atë në të zezë. Atomet e tij janë të rregulluar në formën e një tetraedri. Ka një rrjetë molekulare kristalore, me formulën molekulare P4.

Theksoj edhe fosforin e verdhë. Ky nuk është një modifikim tjetër i substancës, por emri i fosforit të bardhë të parafinuar. Mund të ketë një nuancë kafe të lehtë ose të errët dhe karakterizohet nga toksicitet i fortë.

Vetitë e fosforit të bardhë

Konsistenca dhe pamja e substancës i ngjan dyllit. Ka erë hudhre dhe është e yndyrshme në prekje. Fosfori është i butë (mund të pritet me thikë pa shumë përpjekje) dhe është i deformueshëm. Pas pastrimit bëhet i pangjyrë. Kristalet e tij transparente shkëlqejnë në mënyrë të ylbertë në diell dhe duken si diamante.

Shkrihet në 44 gradë. Aktiviteti i substancës manifestohet edhe në temperaturën e dhomës. Karakteristika kryesore e fosforit është aftësia e tij për të kimiluminoshent ose shkëlqyes. Duke u oksiduar në ajër, lëshon një dritë të bardhë-jeshile dhe me kalimin e kohës ndizet spontanisht.

Substanca është praktikisht e patretshme në ujë, por mund të digjet në të me kontakt të zgjatur me oksigjen. Ai shpërndahet mirë në tretës organikë, si disulfidi i karbonit, parafina e lëngshme dhe benzeni.

Aplikimi i fosforit

Njeriu e ka “zbutur” fosforin për qëllime paqësore dhe ushtarake. Substanca përdoret për të prodhuar acid fosforik, i cili përdoret për plehra. Më parë, ajo ishte përdorur gjerësisht për ngjyrosjen e leshit dhe prodhimin e emulsioneve fotosensitive.

Fosfori i bardhë nuk përdoret gjerësisht. Vlera e tij kryesore është ndezshmëria. Kështu, substanca përdoret për municion ndezës. Ky lloj arme ishte i rëndësishëm gjatë të dy Luftërave Botërore. Është përdorur në luftën e Gazës në vitin 2009, si dhe në Irak në vitin 2016.

Fosfori i kuq përdoret më gjerësisht. Përdoret për prodhimin e karburantit, lubrifikantëve, eksplozivëve dhe kokave të ndeshjes. Komponime të ndryshme të fosforit përdoren në industri në zbutësit e ujit dhe shtohen në agjentët pasivizues për të mbrojtur metalin nga korrozioni.

Përmbajtja në trup dhe efekti tek njerëzit

Fosfori është një nga elementët jetik për ne. Në formën e komponimeve me kalcium, është i pranishëm në dhëmbë dhe skelet, duke i dhënë kockave fortësi dhe forcë. Elementi është i pranishëm në përbërjet ATP dhe ADN. Është thelbësor për funksionin e trurit. Duke qenë në qelizat nervore, ajo nxit transmetimin e impulseve nervore.

Fosfori gjendet në indet e muskujve. Ai është i përfshirë në procesin e konvertimit të energjisë nga proteinat, yndyrat dhe karbohidratet që hyjnë në trup. Elementi ruan ekuilibrin acid-bazë në qeliza dhe ndodh ndarja e tyre. Promovon metabolizmin dhe është thelbësor gjatë rritjes dhe rikuperimit të trupit.

Megjithatë, fosfori mund të jetë i rrezikshëm. Vetë fosfori i bardhë është shumë toksik. Dozat mbi 50 miligram janë fatale. Helmimi nga fosfori shoqërohet me të vjella, dhimbje koke dhe dhimbje stomaku. Kontakti i substancës me lëkurën shkakton djegie që shërohen shumë ngadalë dhe me dhimbje.

Fosfori i tepërt në trup çon në kocka të brishta, sëmundje kardiovaskulare, gjakderdhje dhe anemi. Mëlçia dhe sistemi tretës gjithashtu vuajnë nga mbingopja e fosforit.

"...Po! Ishte një qen, i madh, i zi. Por asnjë nga ne të vdekshmit nuk e ka parë ndonjëherë një qen të tillë. Flakët shpërthyen nga goja e saj e hapur, sytë i hodhën shkëndija dhe një zjarr vezullues shkëlqente në surrat dhe zverkun e saj. Në trurin e ethuar të askujt nuk mund të lindte një vegim më i tmerrshëm, më i neveritshëm se kjo krijesë skëterre që na u hodh nga mjegulla... Një qen i tmerrshëm, sa një luaneshë e re. Goja e saj e madhe ende shkëlqente nga një flakë kaltërosh, sytë e saj të egër të thellë ishin të rrethuar nga rrathë të zjarrtë.

E preka këtë kokë të ndritur dhe, duke hequr dorën, pashë që edhe gishtat e mi shkëlqenin në errësirë. Fosfor, thashë.

I mesuar? Arthur Conan Doyle. "Zeku i Baskervilles".

Kjo është historia e keqe në të cilën u përfshi Elementi Nr. 15.

Një histori tjetër e keqe

Më shumë se treqind vjet na ndajnë nga momenti kur alkimisti i Hamburgut Genning Brand zbuloi një element të ri - fosfor. Ashtu si alkimistët e tjerë, Brand u përpoq të gjente eliksirin e jetës ose gurin filozofik, me ndihmën e të cilit të moshuarit duken më të rinj, të sëmurët shërohen dhe metalet bazë shndërrohen në ar. Nuk ishte shqetësimi për mirëqenien e njerëzve, por interesi vetjak që udhëhoqi Brand. Këtë e dëshmojnë faktet nga historia e zbulimit të vetëm real të bërë prej tij.

Gjatë një prej eksperimenteve, ai avulloi urinën, e përziente mbetjen me qymyr dhe rërë dhe vazhdoi avullimin. Së shpejti një substancë u formua në replikë që shkëlqente në errësirë. Vërtetë, kaltes Feuer (zjarri i ftohtë), ose "zjarri im", siç e quajti Brand, nuk e ktheu plumbin në ar dhe nuk ndryshoi pamjen e njerëzve të moshuar, por fakti që substanca që rezulton shkëlqente pa ngrohje ishte e pazakontë dhe e re. .

Brand ishte i shpejtë për të përfituar nga kjo veti e substancës së re. Filloi t'u tregonte fosfor personave të ndryshëm të privilegjuar, duke marrë dhurata dhe para prej tyre. Nuk ishte e lehtë të ruash sekretin e marrjes së fosforit, dhe Brand shpejt ia shiti atë kimistit të Dresdenit I. Kraff. Numri i demonstruesve të fosforit u rrit kur receta për prodhimin e tij u bë e njohur për I. Kunkel dhe K. Kirchmeyer. Në vitin 1680, pavarësisht nga paraardhësit e tij, një element i ri u mor nga fizikani dhe kimisti i famshëm anglez Robert Boyle. Por Boyle vdiq shpejt dhe studenti i tij A. Gankwitz tradhtoi shkencën e pastër dhe ringjalli përsëri "spekulimet e fosforit". Vetëm në vitin 1743 A. Markgraf gjeti një metodë më të avancuar për prodhimin e fosforit dhe publikoi të dhënat e tij për informim publik. Kjo ngjarje i dha fund biznesit të Brand-it dhe shërbeu si fillimi i një studimi serioz të fosforit dhe përbërjeve të tij.

Në fazën e parë, pesëdhjetëvjeçare të historisë së fosforit, përveç zbulimit të Boyle, vetëm një ngjarje u shënua nga historia e shkencës: në 1715, Gensing vendosi praninë e fosforit në indet e trurit. Pas eksperimenteve të Markgrave, historia e elementit, i cili shumë vite më vonë fitoi numrin 15, u bë historia e shumë zbulimeve të mëdha.

Kronologjia e këtyre zbulimeve

Në 1769, Yu Gan vërtetoi se kockat përmbajnë shumë fosfor. E njëjta gjë u konfirmua dy vjet më vonë nga kimisti i famshëm suedez K. Scheele, i cili propozoi një metodë për prodhimin e fosforit nga hiri i formuar gjatë pjekjes së eshtrave.

Disa vite më vonë, J.L. Proust dhe M. Klaproth, duke studiuar përbërje të ndryshme natyrore, vërtetuan se fosfori është i përhapur në koren e tokës, kryesisht në formën e fosfatit të kalciumit.

Ai arriti sukses të madh në studimin e vetive të fosforit në fillim të viteve 70 të shekullit të 18-të. kimisti i madh francez Antoine Laurent Lavoisier. Duke djegur fosforin me substanca të tjera në një vëllim të mbyllur ajri, Lavoisier vërtetoi se fosfori është një element i pavarur, dhe ajri ka një përbërje komplekse dhe përbëhet nga të paktën dy përbërës - oksigjeni dhe azoti. “Në këtë mënyrë, për herë të parë, ai vuri në këmbë të gjithë kiminë, e cila në formën e saj flogistike qëndronte mbi kokën e saj.” Kështu shkruante F. Engels për veprën e Lavoisier-it në parathënien e vëllimit të dytë të Kapitalit.

Në 1799, Dondonald vërtetoi se komponimet e fosforit janë të nevojshme për zhvillimin normal të bimëve.

Në 1839, një tjetër anglez, Laws, ishte i pari që mori superfosfat - një pleh fosfori që përthithet lehtësisht nga bimët.

Në 1847, kimisti gjerman Schrötter, duke ngrohur fosforin e bardhë pa akses ajri, mori një varietet të ri (modifikimi alotropik) të elementit nr. 15 - fosforin e kuq, dhe tashmë në shekullin e 20-të, në 1934, fizikani amerikan P. Bridgman, duke studiuar ndikimi i presionit të lartë në substanca të ndryshme, fosfori i zi i izoluar, i ngjashëm me grafitin. Këto janë momentet kryesore në historinë e elementit nr. 15. Tani le të shohim se çfarë pasoi secilin prej këtyre zbulimeve.

"Në 1715, Gensing vendosi praninë e fosforit në indet e trurit... Në 1769, Hahn vërtetoi se kockat përmbajnë shumë fosfor."

Fosfori është një analog i azotit. Edhe pse vetitë fizike dhe kimike të këtyre elementeve janë shumë të ndryshme, ato kanë gjithashtu diçka të përbashkët, në veçanti faktin se të dy këta elementë janë absolutisht të nevojshëm për kafshët dhe bimët. Akademiku A.E. Fersman e quajti fosforin "elementi i jetës dhe i mendimit" dhe ky përkufizim vështirë se mund të klasifikohet si ekzagjerim letrar. Fosfori gjendet fjalë për fjalë në të gjitha organet e bimëve jeshile: kërcell, rrënjë, gjethe, por mbi të gjitha në fruta dhe fara. Bimët grumbullojnë fosfor dhe e furnizojnë atë tek kafshët.

Tek kafshët, fosfori përqendrohet kryesisht në skelet, muskuj dhe indet nervore.

Ndër produktet ushqimore për njerëzit, e verdha e vezëve të pulës është veçanërisht e pasur me fosfor.

Trupi i njeriut përmban mesatarisht rreth 1.5 kg elementin nr.15. Nga kjo sasi, 1.4 kg është në kocka, rreth 130 g në muskuj dhe 12 g në nerva dhe tru. Pothuajse të gjitha proceset më të rëndësishme fiziologjike që ndodhin në trupin tonë shoqërohen me shndërrimet e substancave organofosforike. Fosfori është i pranishëm në kocka kryesisht në formën e fosfatit të kalciumit. Smalti i dhëmbëve është gjithashtu një përbërje fosfori, e cila në përbërje dhe strukturë kristalore i përgjigjet mineralit më të rëndësishëm të fosforit, apatitit Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl).

Natyrisht, si çdo element jetik, edhe fosfori i nënshtrohet një cikli në natyrë. Bimët e marrin atë nga toka, dhe nga bimët ky element hyn në trupin e njerëzve dhe kafshëve. Fosfori kthehet në tokë me jashtëqitje dhe kur kufomat kalben. Fosforobakteret e shndërrojnë fosforin organik në komponime inorganike.

Megjithatë, për njësi të kohës, shumë më shumë fosfor hiqet nga toka sesa hyn në tokë. Të korrat botërore tani heqin çdo vit më shumë se 3 milion ton fosfor nga fushat.

Natyrisht, për të marrë rendimente të qëndrueshme, ky fosfor duhet të kthehet në tokë, dhe për këtë arsye nuk është për t'u habitur që prodhimi botëror i shkëmbinjve fosfat tani arrin në më shumë se 100 milion ton në vit.

Proust dhe Klaproth vërtetuan se fosfori shpërndahet gjerësisht në koren e tokës, kryesisht në formën e fosfatit të kalciumit.

Në koren e tokës, fosfori gjendet ekskluzivisht në formën e komponimeve. Këto janë kryesisht kripëra të dobëta të tretshme të acidit ortofosforik; Kationi më shpesh është jo kalciumi.

Fosfori përbën 0.08% të peshës së kores së tokës. Për sa i përket prevalencës, ajo renditet e 13-ta ndër të gjithë elementët. Fosfori gjendet në të paktën 190 minerale, ndër të cilat më të rëndësishmet janë: fluorapatiti - Ca 5 (PO 4) 3 F, hidroksiapatiti Ca 5 (PO 4) 3 OH, fosforiti Ca 3 (PO 4) 2 me papastërti.

Më pak të zakonshme janë vivianiti Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O, monaziti (Ce, La) PO 4, amblygoniti LaAl(PO 4)F, trifiliti Li(Fe, Mn)PO 4 dhe akoma më rrallë ksenotima YPO 4 dhe torberniti Cu (UO 2) 2 [PO 4 ] 2 12H 2 O.

Mineralet e fosforit ndahen në primare dhe sekondare. Ndër ato parësore, apatitet janë veçanërisht të zakonshme, të cilat shpesh gjenden midis shkëmbinjve me origjinë magmatike. Këto minerale u formuan gjatë formimit të kores së tokës.

Ndryshe nga apatitet, fosforitet ndodhin midis shkëmbinjve me origjinë sedimentare, të formuar si rezultat i vdekjes së qenieve të gjalla. Këto janë minerale dytësore.

Fosfori gjendet në meteorite në formën e fosfideve të hekurit, kobaltit dhe nikelit. Sigurisht, ky element i zakonshëm gjendet edhe në ujin e detit (6·10–6%).

"Lavoisier vërtetoi se fosfori është një element kimik i pavarur..."

Fosfori është një jometal (ai që më parë quhej metaloid) me aktivitet mesatar. Orbita e jashtme e atomit të fosforit përmban pesë elektrone, tre prej të cilave janë të paçiftuara. Prandaj, mund të shfaqë valenca 3–, 3+ dhe 5+.

Në mënyrë që fosfori të shfaqë një valencë prej 5+, është i nevojshëm një efekt në atom, i cili do t'i kthente dy elektronet e çiftuara të orbitës së fundit në të paçiftuar.

Fosfori shpesh quhet një element i shumëanshëm. Në të vërtetë, në kushte të ndryshme ai sillet ndryshe, duke shfaqur veti oksiduese ose reduktuese. Shkathtësia e fosforit përfshin gjithashtu aftësinë e tij për të ekzistuar në disa modifikime alotropike.

Ndoshta modifikimi më i famshëm i elementit nr. 15 është fosfori i butë, dylli, i bardhë ose i verdhë. Ishte Brand ai që e zbuloi dhe falë vetive të tij elementi mori emrin e tij: në greqisht "fosfor" do të thotë shkëlqyes, ndriçues. Molekula e fosforit të bardhë përbëhet nga katër atome të rregulluar në formën e një tetraedri. Dendësia 1.83, pika e shkrirjes 44.1°C. Fosfori i bardhë është helmues dhe lehtësisht oksidohet. I tretshëm në disulfid karboni, amoniak të lëngshëm dhe SO 2, benzen, eter. Pothuajse i pazgjidhshëm në ujë.

Kur nxehet pa qasje në ajër mbi 250°C, fosfori i bardhë kthehet në të kuq. Ky është tashmë një polimer, por jo një strukturë shumë e renditur. Reaktiviteti i fosforit të kuq është dukshëm më i vogël se ai i fosforit të bardhë. Nuk shkëlqen në errësirë, nuk tretet në disulfid karboni dhe nuk është helmues (Përmban gjithmonë sasi të vogla të fosforit të bardhë, si rezultat i të cilit mund të jetë helmues.). Dendësia e tij është shumë më e madhe, struktura e tij është e imët kristalore.

Më pak të njohura janë modifikime të tjera, edhe më shumë molekulare të fosforit - vjollcë, kafe dhe e zezë, të cilat ndryshojnë nga njëra-tjetra në peshën molekulare dhe shkallën e rendit të makromolekulave. Fosfori i zi, i marrë për herë të parë nga P. Bridgman në kushte presioni të lartë (200 mijë atm në një temperaturë prej 200 ° C), të kujton më shumë grafitin sesa fosforin e bardhë ose të kuq. Këto modifikime janë ekzotike laboratorike dhe, ndryshe nga fosfori i bardhë dhe i kuq aplikim praktik nuk e kanë gjetur ende.

Nga rruga, në lidhje me aplikimet e fosforit elementar; Konsumatorët kryesorë të saj janë prodhimi i shkrepseve, metalurgjia dhe prodhimi kimik. Në të kaluarën e afërt, një pjesë e fosforit elementar shpenzohej në ndërmarrjet ushtarake që përdorej për të përgatitur kompozime tymi dhe ndezës.

Metalurgët zakonisht përpiqen të heqin qafe papastërtitë e fosforit në metal - kjo përkeqëson vetitë mekanike, por ndonjëherë fosfori futet në lidhje me qëllim. Kjo bëhet kur është e nevojshme që metali të zgjerohet pak kur ngurtësohet dhe të marrë me saktësi konturin e formës. Fosfori përdoret gjerësisht edhe në kimi. Një pjesë e tij përdoret për përgatitjen e klorureve të fosforit të nevojshëm në sintezën e disa preparateve organike; Faza e prodhimit të fosforit elementar është e pranishme edhe në disa skema teknologjike për prodhimin e plehrave fosforike të koncentruar.

Tani për lidhjet e saj.

Anhidridi fosforik P 2 O 5 është një desikant i shkëlqyer që thith me lakmi ujin nga ajri dhe substanca të tjera. Përmbajtja e P 2 O 5 është kriteri kryesor për vlerën e të gjithë plehrave fosfatike.

Acidet fosforike, kryesisht acidi fosforik H 3 PO 4 , përdoren në industrinë kimike bazë. Kripërat e acideve fosforike janë kryesisht plehra fosforike (një diskutim i veçantë rreth tyre) dhe fosfate të metaleve alkali të nevojshme për prodhimin e detergjenteve.

Halidet e fosforit (kryesisht kloruret PCl 3 dhe PCl 5) përdoren në industrinë e sintezës organike.

Nga komponimet e fosforit me hidrogjen, më i famshmi është fosfina PH 3 - një gaz pa ngjyrë shumë helmues me erë hudhër.

Ndër përbërjet e fosforit, një vend të veçantë zënë përbërjet organofosforike. Shumica e tyre kanë aktiviteti biologjik. Prandaj, disa përbërje organofosforike përdoren si ilaçe, të tjera si agjentë për kontrollin e dëmtuesve.

Një klasë e pavarur e substancave përbëhej nga klorur fosfonitrili - komponime të fosforit me azot dhe klor. Monomeri i klorurit të fosfonitrilit është i aftë të polimerizohet. Me rritjen peshë molekulare vetitë e substancave të kësaj klase ndryshojnë, veçanërisht tretshmëria e tyre në lëngjet organike zvogëlohet ndjeshëm. Kur pesha molekulare e polimerit arrin disa mijëra, përftohet një substancë e ngjashme me gomën - e vetmja gome deri tani që nuk përmban fare karbon. Rritja e mëtejshme e peshës molekulare çon në formimin e substancave të forta të ngjashme me plastikën. "Gumë pa karbon" ka rezistencë të konsiderueshme ndaj nxehtësisë: ajo fillon të prishet vetëm në 350°C.

"Në 1839, Englishman Laws ishte i pari që mori superfosfat - një pleh fosfori që absorbohet lehtësisht nga bimët."

Në mënyrë që bimët të thithin fosforin, ai duhet të jetë në një përbërje të tretshme. Për të marrë këto komponime, fosfati i kalciumit dhe acidi sulfurik përzihen në përmasa të tilla që ka dy gram molekula acidi për gram molekulë fosfati. Si rezultat i ndërveprimit, formohen sulfat dhe dihidrogjen fosfat i tretshëm i kalciumit: Ca 3 (PO 4) 2 + 2H 2 SO 4 → 2CaSO 4 + Ca (H 2 PO 4) 2. Një përzierje e këtyre dy kripërave njihet si superfosfat. Në këtë përzierje, sulfati i kalciumit nga pikëpamja e agrokimisë është çakëll, por zakonisht nuk ndahet, pasi ky operacion është i kushtueshëm dhe rrit shumë koston e plehrave. Superfosfati i thjeshtë përmban vetëm 14...20% P 2 O 5.

Një pleh me fosfor më i koncentruar është superfosfati i dyfishtë. Përftohet duke reaguar fosfatin e kalciumit me acidin fosforik:

Ca 3 (PO 4) 2 + 4H 3 PO 4 → 3Ca (H 2 PO 4) 2.

Superfosfati i dyfishtë përmban 40...50% P 2 O 5. Në fakt, do të ishte më korrekte ta quanim trefish: është tre herë më i pasur me fosfor sesa superfosfati i thjeshtë.

Ndonjëherë precipitati CaHPO 4 2H 2 O përdoret si një pleh fosfori, i cili përftohet duke reaguar me acid fosforik me hidroksid ose karbonat kalciumi:

Ca(OH) 2 + H 3 PO 4 → CaHPO 4 2H 2 O.

2CaCO 3 + 2H 3 PO 4 → 2CaHPO 4 2H 2 O + 2CO 2.

Ky pleh përmban 30...35% P 2 O 5.

Me rezervat e eksploruara të lëndëve të para të fosforit në vendin tonë, si dhe në mbarë botën, situata nuk është tërësisht e favorshme. Akademiku S.I. Volfkovich nga foltorja e Kongresit IX të Mendelejevit për Gjeneralin dhe kimia e aplikuar deklaroi:

"Nëse baza e lëndës së parë të industrisë së azotit - oqeani ajror, uji dhe gazi natyror - nuk kufizon shkallën e ndërtimeve të reja, dhe depozitat e kripërave të kaliumit të eksploruara deri më sot sigurojnë zhvillimin e prodhimit të plehrave potasike për më shumë se një mijëvjeçar, atëherë rezervat e lëndëve të para të fosforit vendas të studiuara deri më sot në vëllimet e mëdha të planifikuara të prodhimit të plehrave do të zgjasin vetëm për disa dekada.”

Kjo nuk do të thotë aspak se njerëzimi kërcënohet nga uria dhe të korrat do të ulen nga viti në vit. Ka rezerva. Shumë fosfor shtesë mund të merret përmes përpunimit kompleks të lëndëve të para minerale, sedimenteve në fund të detit dhe kërkimeve gjeologjike më të detajuara. Rrjedhimisht, nuk kemi arsye të veçanta për pesimizëm, veçanërisht pasi BRSS renditet e para në botë për sa i përket rezervave të regjistruara të xeheve të fosforit. Ne kemi depozitat më të mëdha të apatitit në Gadishullin Kola dhe fosforiteve në Kazakistanin Jugor dhe një numër vendesh të tjera.

Por është e nevojshme të kërkohen depozita të reja dhe të zhvillohen metoda për prodhimin e plehrave fosfatike nga xeherorët më të varfër tani. Kjo është e nevojshme për të ardhmen, sepse fosfori - "elementi i jetës dhe i mendimit" - do të jetë gjithmonë i nevojshëm për njerëzimin.

Izotopet e fosforit

Fosfori natyror, ndryshe nga pjesa dërrmuese e elementeve, përbëhet nga vetëm një izotop 31 P. Disa izotopë radioaktivë jetëshkurtër të elementit nr. 15 janë sintetizuar në reaksionet bërthamore. Njëri prej tyre, fosfor-30, doli të ishte izotopi i parë i marrë artificialisht. Kjo u mor në vitin 1934 nga Frederic dhe Irene Joliot-Curie duke rrezatuar aluminin me grimca alfa. Fosfor-30 ka një gjysmë jetë prej 2.55 minutash dhe, ndërsa zbërthehet, lëshon pozitrone ("elektrone pozitive"). Tashmë njihen gjashtë izotope radioaktive të fosforit. Më jetëgjatësia prej tyre, 33 P, ka një gjysmë jetë prej 25 ditësh. Izotopet e fosforit përdoren kryesisht në kërkime biologjike.

Fillimi i industrisë së superfosfateve

Prodhimi i parë industrial në botë i superfosfatit u organizua në 1842 në Angli. Në Rusi, ndërmarrje të ngjashme u shfaqën në 1868 dhe 1871. Para revolucionit, në vendin tonë u ndërtuan vetëm gjashtë fabrika superfosfate, produktiviteti i tyre total nuk i kalonte 50 mijë tonë në vit. Gjatë Luftës së Parë Botërore, ndërhyrja e huaj dhe luftë civile katër nga gjashtë uzinat dështuan dhe në vitin 1918 u prodhuan vetëm 2.8 mijë tonë superfosfat në vendin tonë. Dhe vetëm 20 vjet më vonë, në 1938, për prodhimin e plehrave fosfate Bashkimi Sovjetik renditet e para në Evropë dhe e dyta në botë. Tani pjesa e vendit tonë në prodhimin botëror të shkëmbinjve fosfat dhe plehrave fosfatike është afërsisht një e katërta.

Dëshmia D.N. Pryanishnikov

“...Sado që të ruhet dhe të përdoret saktë plehu, ai nuk mund të kthejë në tokë atë që nuk e përmban vetë, d.m.th. një pjesë e madhe e fosforit të tjetërsuar nga ferma në drithëra të shitura, kocka kafshësh, qumësht etj.; Kështu, toka gradualisht, por në mënyrë të qëndrueshme humbet fosforin e saj (ose të paktën pjesën e saj të asimilueshme), dhe përtej një kufiri të caktuar, fosfori bie në pozicionin e atij "faktori minimal" që mungon më shumë për të marrë një korrje të mirë, siç ishte me të drejtë. vuri në dukje Liebig." (Nga artikulli “Për rëndësinë e fosfateve për bujqësinë tonë dhe për zgjerimin e mundësisë së përdorimit të drejtpërdrejtë të fosforiteve”, 1924).

Apatiteti i Arktikut

Në vitin 1926 A.E. Fersman dhe bashkëpunëtorët e tij zbuluan rezerva të mëdha apatiti në Gadishullin Kola. Shumë vite më vonë, Akademik A.E. Fersman shkroi për këtë depozitë: “...apatiti me gaz me nefelinë gri formon një mur të vazhdueshëm prej 100 m Ky brez i mrekullueshëm i tundrave Khibiny shtrihet për 25 km, duke u përkulur rreth tyre në një unazë. Hulumtimet kanë treguar se xeherori i apatitit shkon thellë edhe nën sipërfaqen e oqeanit dhe rreth dy miliardë tonë të këtyre mineraleve të vlefshme janë grumbulluar këtu në malet Khibiny, të pakrahasueshëm me asnjë vend në botë. (“Mineralogjia Argëtuese”, 1937.) Mbi bazën e këtij depozitimi u ndërtua uzina minerare dhe kimike e Apatitit. CM. Kirov. Pak para luftës, u zbulua një tjetër depozitë shumë e madhe e lëndëve të para të fosforit - fosforitet Kara-Tau në Kazakistan. Fosforitet gjenden edhe në rajone të tjera të vendit tonë, veçanërisht në rajonin e Moskës. Por lënda e parë më e mirë për prodhimin e plehrave fosfate ende vjen nga "rripi i apatitit të tundrave Khibiny".

Si duket apatiti?

Le të kthehemi përsëri te "Mineralogjia Argëtuese". "Apatiti është fosfat kalciumi, por pamja e tij është aq e larmishme dhe e çuditshme sa që jo më kot mineralologët e vjetër e quanin apatit, që do të thotë "mashtrues" në greqisht: ose këto janë kristale transparente, që të kujtojnë në mënyrë të hollësishme beryl ose edhe kuarc, ose ato janë masa të dendura, të padallueshme nga gëlqerorët e thjeshtë, pastaj janë sfera radiale, ose shkëmbi është i grimcuar dhe i shndritshëm, si mermeri me kokërr të trashë.”

Kush eshte i pari?

Historiani francez F. Gefer pohon se mendimi përgjithësisht i pranuar se fosfori është marrë për herë të parë nga alkimisti G. Brand në 1669 është i pasaktë. Sipas tij, ata ishin në gjendje të merrnin fosfor që në shekullin e 12-të. Alkimistët arabë dhe teknologjia e tyre për marrjen e fosforit ishte e njëjtë me atë të Brand-it: avullimi i urinës dhe ngrohja e mbetjeve të thata me qymyr dhe rërë. Nëse po, atëherë njerëzimi është njohur me elementin nr.15 për gati 800 vjet.

E kuqe dhe vjollcë

Modifikimet më të famshme të fosforit janë të bardha dhe të kuqe, që të dyja përdoren në industri. Varietetet e tjera të elementit nr. 15 - fosfori vjollcë, kafe, i zi - mund të gjenden vetëm në laboratorë. Por fosfori vjollcë u bë i njohur për njerëzit shumë më herët se fosfori i kuq. Shkencëtari rus A.A. Musin-Pushkin e mori për herë të parë në 1797. Në disa libra mund të gjeni deklaratën se fosfori i kuq dhe vjollcë janë një dhe i njëjti. Por këto varietete ndryshojnë jo vetëm në ngjyrë. Kristalet e fosforit vjollce janë më të mëdha. Fosfori i kuq përftohet duke ngrohur fosforin e bardhë në një vëllim të mbyllur tashmë në 250 ° C, dhe vjollcë vetëm në 500 ° C.

"Murgu i ndezur"

Nga kujtimet e Akademik S.I. Volfkovich: “Fosfori u prodhua në një furrë elektrike të instaluar në Universitetin e Moskës në rrugën Mokhovaya. Meqenëse këto eksperimente u kryen për herë të parë në vendin tonë në atë kohë, unë nuk mora masat paraprake që janë të nevojshme gjatë punës me fosfor të gaztë - një element helmues, vetëndezues dhe me shkëlqim kaltërosh. Gjatë shumë orëve të punës në furrën elektrike, një pjesë e gazit të liruar të fosforit i ngopte aq shumë rrobat e mia, madje edhe këpucët e mia, saqë kur ecja nga universiteti natën në rrugët e errëta e më pas të pandriçuara të Moskës, rrobat e mia lëshonin një shkëlqim kaltërosh. dhe nga poshtë këpucëve të mia (kur i fërkoja) në trotuar) më binin shkëndija.

Sa herë që mbrapa meje mblidhej një turmë, mes të cilave, pavarësisht shpjegimeve të mia, kishte shumë njerëz që shihnin tek unë një përfaqësues të botës tjetër “të sapo shfaqur”. Së shpejti, midis banorëve të rrethit Mokhovaya dhe në të gjithë Moskën, tregimet fantastike për "murgun e ndritshëm" filluan të përcillen nga goja në gojë ...

Mrekulli pa mrekulli

Kisha ka përdorur vazhdimisht fosforin e bardhë për të mashtruar besimtarët. Njihen të paktën dy lloje "mrekullish" në të cilat përfshihet kjo substancë. Mrekullia e parë: një qiri që ndizet vetë. Kjo është bërë kështu: një zgjidhje e fosforit në disulfid karboni aplikohet në fitil, tretësi avullon mjaft shpejt, dhe kokrrat e fosforit që mbeten në fitil oksidohen nga oksigjeni atmosferik dhe ndizen spontanisht. Mrekullia e dytë: mbishkrimet "hyjnore" që ndezin në mure. E njëjta zgjidhje, të njëjtat reagime. Nëse zgjidhja është mjaftueshëm e ngopur, mbishkrimet së pari shkëlqejnë, pastaj ndezin dhe zhduken.

Organofosfori dhe jeta

Janë shkruar shumë vëllime për rolin e përbërjeve organofosforike në reaksionet më të rëndësishme biokimike të trupit. Në çdo tekst të biokimisë, këto substanca jo vetëm që përmenden shumë herë, por edhe përshkruhen në detaje. Pa komponimet organofosforike, procesi i metabolizmit të karbohidrateve në indet e trurit nuk mund të ndodhte. Enzima fosforilazë që përmban fosfor nxit jo vetëm zbërthimin, por edhe sintezën e polisaharideve në tru. Në procesin e oksidimit të karbohidrateve në indet e trurit, nukleotidi difosfo-piridine dhe fosfati inorganik luajnë një rol të rëndësishëm. Një proces tjetër i rëndësishëm - tkurrja e muskujve mbështetet nga energjia e çliruar gjatë reaksioneve që përfshijnë fosfatet e adenozinës. Kur një muskul tkurret, molekula e adenozinës trifosfatit (ATP) shpërbëhet në difosfat adenozinë dhe acid fosforik inorganik. Kjo çliron shumë energji (8...11 kcal/mol). Roli më i rëndësishëm i këtyre substancave dëshmohet nga fakti se një nivel konstant i ATP ruhet gjithmonë në indet e muskujve.