Fosfor (P), ikke-metallisk kjemisk element i nitrogenfamilien (gruppe 15 [Va] i det periodiske systemet) som ved romtemperatur er et fargeløst, halvtransparent, mykt, voksaktig fast stoff som lyser i mørket.
Elementegenskaper
| atomnummer | 15 |
|---|---|
| atomvekt | 30,9738 |
| smeltepunkt (hvit) | 44,1 ° C (111,4 ° F) |
| kokepunkt (hvit) | 280 ° C |
| tetthet (hvit) | 1,82 gram / cm 3 ved 20 ° C |
| oksidasjonstilstander | −3, +3, +5 |
| Elektronkonfigurasjon | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 |
Historie
Arabiske alkymister på 1100-tallet kan ha isolert elementært fosfor ved et uhell, men registreringene er uklare. Fosfor ser ut til å ha blitt oppdaget i 1669 av Hennig Brand, en tysk kjøpmann hvis hobby var alkymi. Brand tillot 50 bøtter med urin å stå til de forpliktede og “avlet ormer.” Deretter kokte han urinen ned til en pasta og oppvarmet den med sand, og destillerte dermed elementært fosfor fra blandingen. Brand rapporterte om oppdagelsen hans i et brev til Gottfried Wilhelm Leibniz, og deretter demonstrasjoner av dette elementet og dets evne til å glød i mørket, eller "fosforeser", interesserte seg for allmennheten. Fosfor forble imidlertid en kjemisk nysgjerrighet til omtrent et århundre senere da det viste seg å være en del av bein. Fordøyelse av bein med salpetersyre eller svovelsyre dannet fosforsyre, hvorfra fosfor kunne destilleres ved oppvarming med trekull. På slutten av 1800-tallet utviklet James Burgess Readman fra Edinburgh en elektrisk ovnsmetode for å produsere elementet fra fosfatbergart, som egentlig er metoden som brukes i dag.
Forekomst og distribusjon
Fosfor er et veldig bredt distribuert element — det 12. mest utbredte i crustEarth, som det bidrar med omtrent 0,10 vektprosent. Dens kosmiske overflod er omtrent ett atom per 100 atomer silisium, standarden. Den høye kjemiske reaktiviteten sikrer at den ikke forekommer i fri tilstand (bortsett fra i noen få meteoritter). Fosfor forekommer alltid som fosfation. De viktigste kombinasjonsformene i naturen er fosfatsalter. Omtrent 550 forskjellige mineraler er funnet å inneholde fosfor, men av disse er den viktigste kilden til fosfor apatitt-serien der kalsiumioner eksisterer sammen med fosfationer og varierende mengder fluorid, klorid eller hydroksydioner, i henhold til formelen [Ca 10 (PO 4) 6 (F, Cl eller OH) 2]. Andre viktige fosforholdige mineraler er wavellite og vivianite. Vanligvis er slike metallatomer som magnesium, mangan, strontium og bly erstatning for kalsium i mineralet, og silikat, sulfat, vanadat og lignende anioner erstatter fosfationer. Svært store sedimentære avsetninger av fluoroapatitt finnes i mange deler av jorden. Fosfat av ben- og tannemaljen er hydroksyapatitt. (Prinsippet om å redusere tannråte ved fluorering avhenger av omdannelsen av hydroksyapatitt til den hardere, mer forfallsbestandige, fluoroapatitt.)
Den viktigste kommersielle kilden er fosforitt, eller fosfatberg, en uren massiv form av karbonatbærende apatitt. Estimater av den totale fosfatbergarten i jordskorpen gjennomsnittlig 65.000.000.000 tonn, hvorav Marokko og Vest-Sahara inneholder rundt 80 prosent. Dette estimatet inkluderer bare malm som er tilstrekkelig rik på fosfat for å konvertere til nyttige produkter ved foreliggende metoder. Det finnes også enorme mengder materiale lavere i fosforinnhold.
Den eneste naturlig forekommende isotopen av fosfor er massen 31. De andre isotoper fra masse 24 til masse 46 er blitt syntetisert ved passende kjernefysiske reaksjoner. Alle disse er radioaktive med relativt korte halveringstider. Isotopen av masse 32 har en halveringstid på 14,268 dager og har vist seg ekstremt nyttig i sporstoffstudier som involverer absorpsjon og bevegelse av fosfor i levende organismer.
