Phosphor

1 skal 2
2 skal 8
3 skal 5
4 skal  
5 skal  
6 skal  
7 skal  
Navn på Engelsk
Phosphorus
Navn på Tysk
Phosphor
Navn på Fransk
Phosphore
Navn
Fosfor
Symbol
P
Atomnummer
15
Atommasse
30,97
Smeltepunkt
44,1°C hvidt P
Kogepunkt
280°C hvidt P
Massefylde
1,82 g/cm3 hvidt P
Elektronnegativitet
2,1
Oxidationstrin
-3, +3, +5
Isotopmasseområde
25 - 46
Klassifikation
ikke-Metal
 

Opdagelse
Phosphor blev opdaget i 1669 eller måske i 1674 eller 1675 af den tyske alkymist H. Brand. Brand skaffede sig en tønde urin fra et regiment soldater i Hamburg og underkastede herefter denne urin en række forskellige procedurer, såsom inddampning og destillation af den tørre restmasse. Tilstedeværelsen af carbon fra urinens indhold af organiske forbindelser har herunder givet anledning til dannelsen af frit phosphor, der som selvlysende dampe fortættede sig til et gulligt, voksagtigt stof. Som alkymist havde Brand håbet på at fremstille guld fra urinen, idet mange dengang troede, at ting fra naturen med en gylden farve kunne indeholde guld. Brands forsøg vakte enorm opsigt. Af frygt for at andre skulle stjæle og udnytte opdagelsen holdt han sig skjult i lang tid. I 1677 solgte han dog fremstillingsmetoden for 200 thalers til en mand ved navn Johann Daniel Krafft, hvorefter hans videre liv og virke fortoner sig i det uvisse.

Navn
Navnet phosphor kommer af ordet 'phosphoros', som er af græsk oprindelse og betyder lysbærer, idet 'phos' = 'lys' og 'phero jeg bærer'.

Egenskaber
Phosphor er et ikke-metal, som står i 5.hovedgruppe i Det Periodiske System. Phosphor eksisterer i flere allotrope former, blandt hvilke hvidt, rødt og sort phoshor er mest kendt. Hvidt phosphor ser undertiden gult ud; dette skyldes dets langsomme omdannelse til rødt phosphor. Hvidt phosphor, P4 er tungtopløseligt i vand, men letopløseligt i f.eks. carbondisulfid, CS2. Hvidt phosphor har en ejendommelig lugt og ryger i kontakt med atmosfærisk luft, hvilket skyldes dets reaktion med oxygen til phosphor(V)oxid, P4O10 . Denne oxidation er forbundet med varmeudvikling, som bevirker, at temperaturen hurtigt stiger til phosphorets antændelsestemperatur på ca. 60°C, For at hindre denne reaktion opbevares det under vand. I mørke udsender hvidt phosphor et svagt blåligt lys (kemiluminescens). Dette skyldes oxidationen omtalt ovenfor. Hvidt phosphor omdannes langsomt til rødt phosphor eller hurtigere ved opvarmning uden samtidig tilstedeværelse af oxygen. I findelt form er hvidt phosphor selvantændeligt. I modsætning til hvidt phosphor er rødt phosphor ikke giftigt, det lyser ikke i mørke, er uopløseligt i både vand og carbondisulfid og er i det hele taget langt mindre reaktivt end hvidt phosphor. Sort phosphor har metalglans og en vis ledningsevne overfor el og varme. Det fremstilles ved opvarmning af hvidt phosphor ved højt tryk og med kviksølv som katalysator.

Forekomst
Phosphor forekommer ikke frit i naturen, men i en række mineraler. Det vigtigste af disse er apatit, Ca5(F,Cl,OH)(PO4)3. Phosphor er et betydningsfuldt grundstof for alle dyr og planter, hvor det forekommer i nucleinsyrerne DNA og RNA; stoffer, som bl.a. er ansvarlige for cellernes arvemæssige forhold.

Udvinding
Hvidt phosphor udvindes af apatit ved at blande det med sand og koks, som opvarmes til ca. 1500°C. i en elektrisk ovn. Herunder dannes der phosphor(V)oxid, P4O10, som herefter reduceres af koksen til frit phosphor:

P
4O10 + 10C —> P4 + l0CO

Anvendelse
Phosphor indgår i talrige vigtige kemiske forbindelser som f.eks. gødningsstoffer, vaskemidler, lægemidler og insektgifte. Endvidere indgår det i brand- og røgbomber. Rødt phosphor anvendes i fremstillingen af fyrværkeri og tændstikker, hvor det i sidstnævnte tilfælde findes i stofferne på strygefladen. Også en række legeringer indeholder phosphor, f.eks. indeholder den slidstærke legering phosphorbronze, kobber, tin og phosphor.

Miljø og Helse
Hvidt phosphor er meget giftigt. Brændende phosphor forårsager alvorlige, langsomt helende brandsår i huden. Hvidt phosphor bør ikke berøres uden handsker. I jordbruget anvendes phosphater som et vigtigt gødningsstof. Ligesom nitrat fra nitratholdig gødning har phosphaterne også en tendens til at blive vasket ud i søer og vandløb, hvor de kan give anledning til ukontrolleret algevækst, hvilket igen fører til oxygensvind og hermed udryddelse af dyrelivet. Phosphatholdigt spildevand bidrager også til dette problem. Phosphorforbindelser som phosphan, PH3, phosphor(V)oxid, P4O10 og phosphorsyre, H3PO4 bør omgås med forsigtighed.