Fosfor

Fosfor (značka P) je nekov 15. skupiny, hneď pod dusíkom. Na rozdiel od dusíka je za bežných podmienok tuhý a tvorí niekoľko alotropických modifikácií:

vlastnosť	biely fosfor	červený fosfor
vzhľad	biela až žltkastá voskovitá látka	červenohnedý prášok
na vzduchu	sám sa môže zapáliť, v tme svieti	stály, zapáli sa až nad 250 °C
jedovatosť	prudko jedovatý, smrteľná dávka asi 0,1 g	nejedovatý
uchováva sa	pod vodou	na suchom mieste
topí sa	už pri 44 °C	nad 590 °C pod tlakom

Biely fosfor je veľmi reaktívny. Na vzduchu sa pomaly oxiduje a uvoľnená energia sa vyžaruje ako slabé zelenkavé svetlo, ktoré vidno v tme. Odtiaľ má fosfor aj meno, grécky fosforos znamená „nositeľ svetla“. Pri dotyku s kožou spôsobuje ťažké popáleniny, ktoré sa zle hoja.

Červený fosfor vzniká zahrievaním bieleho fosforu na teplotu okolo 250 °C bez prístupu vzduchu. Je bezpečný, a preto je na škrtátku krabičky zápaliek.

vyskúšaj si

Biely a červený fosfor

Patrí vlastnosť bielemu, alebo červenému fosforu?

0 / 0

biely fosforčervený fosfor

Roztrieď vlastnosti medzi biely a červený fosfor. Po každej karte sa dozvieš prečo.

Fosfor je taký reaktívny, že sa v prírode vyskytuje len v zlúčeninách, hlavne vo fosforečnanoch. Najdôležitejším minerálom je apatit, fosforečnan vápenatý s fluórom alebo s hydroxidovými skupinami, z ktorého sa skladá hornina fosforit. Najviac sa ho ťaží v Maroku, Číne a v USA. Zásoby fosforitu nie sú nekonečné, a preto sa hľadajú spôsoby, ako fosfor recyklovať z odpadových vôd.

Fosfor je nevyhnutný pre všetko živé:

• kosti a zuby sú z veľkej časti z fosforečnanu vápenatého, telo dospelého človeka obsahuje asi 700 g fosforu,
• fosforečnanové skupiny sú súčasťou DNA a RNA, kde spájajú jednotlivé stavebné jednotky,
• molekula ATP s fosforečnanmi prenáša v bunkách energiu,
• fosfolipidy tvoria obal každej bunky.

Fosfor horí jasným bielym plameňom a vzniká hustý biely dym oxidu fosforečného. Ten sa s vodou zlučuje na kyselinu fosforečnú:

$$\text{P}_4 + 5\,\text{O}_2 \rightarrow \text{P}_4\text{O}_{10} \qquad \text{P}_4\text{O}_{10} + 6\,\text{H}_2\text{O} \rightarrow 4\,\text{H}_3\text{PO}_4$$

Oxid fosforečný tak dychtivo viaže vodu, že sa používa na sušenie plynov a kvapalín v laboratóriu.

Prvé zápalky z 30. rokov 19. storočia mali v hlavičke biely fosfor. Zapálili sa škrtnutím o akýkoľvek drsný povrch, niekedy aj samy vo vrecku. Robotníci v továrňach na zápalky sa otravovali výparmi bieleho fosforu a mnohí prišli o čeľustnú kosť. Na začiatku 20. storočia sa preto biely fosfor v zápalkách zakázal.

Dnešné bezpečnostné zápalky vymysleli vo Švédsku. Ich hlavička obsahuje chlorečnan draselný a síru, červený fosfor je až na škrtátku krabičky spolu s jemným sklom. Pri škrtnutí sa teplom trenia zapáli malé množstvo fosforu a od neho vzplanie hlavička. O bežný drsný povrch sa takáto zápalka zapáli len ťažko, preto je bezpečnejšia. Ako prudko reaguje chlorečnan v hlavičke, ukazuje pokus Reakcia kyseliny sírovej so zápalkami.

Kyselina fosforečná H₃PO₄ je bezfarebná sirupovitá kvapalina, oveľa slabšia a menej nebezpečná ako kyselina sírová alebo dusičná. Je v niektorých sladených limonádach ako okysľovadlo E 338, v prostriedkoch na odstraňovanie hrdze a vodného kameňa a hlavne sa z nej vyrábajú hnojivá.

Fosforečnany sa používajú:

• ako hnojivá: rastliny potrebujú fosfor na rast koreňov, kvitnutie a tvorbu semien. Spolu s dusíkom a draslíkom je jednou z troch hlavných živín, preto sa hnojivám hovorí aj NPK,
• v potravinách ako prídavné látky do tavených syrov, údenín a prášku do pečiva,
• v zubných pastách ako jemné čistiace zrnká.

Fosfor je vo vodách prirodzene vzácny a obmedzuje, koľko rias a siníc v nich môže rásť. Keď do riek a jazier pritečú fosforečnany z polí, z odpadových vôd alebo z pracích práškov, riasy a sinice sa premnožia. Voda sa zazelená a v lete „kvitne“. Keď riasy odumrú, baktérie pri ich rozklade spotrebujú kyslík rozpustený vo vode a ryby sa dusia. Tomu hovoríme eutrofizácia.

Preto sa v Európskej únii fosforečnany z pracích práškov a z prostriedkov do umývačiek riadu postupne zakázali a čistiarne odpadových vôd fosfor z vody odstraňujú.

rozšírenie Studený oheň z moču

V roku 1669 hľadal nemecký alchymista Hennig Brand kameň mudrcov, ktorý mal meniť kovy na zlato. Usúdil, že zlatistá farba moču prezrádza ukryté zlato, a nazbieral ho údajne vyše tisíc litrov. Nechal ho odstáť, odparil a zvyšok zahrieval vo veľkom žiare. Zlato nenašiel, ale na dne nádoby sa zrazila biela voskovitá látka, ktorá v tme tajomne svietila. Brand ju nazval studený oheň.

Brand bol prvým známym človekom, ktorý objavil nový chemický prvok. Svoj postup dlho tajil a predával ho za vysokú cenu. Scéna s alchymistom, ktorý v pivnici hľadí na svietiacu banku, sa stala námetom slávneho obrazu anglického maliara Josepha Wrighta. Moč fosfor naozaj obsahuje, vo forme fosforečnanov, ktorými sa telo zbavuje nadbytočného fosforu.

• „Fosfor v zápalkách je v hlavičke.“ V bezpečnostných zápalkách je červený fosfor na škrtátku krabičky. V hlavičke je chlorečnan draselný a síra.
• „Biely a červený fosfor sú rôzne prvky.“ Obe sú čistý fosfor, líšia sa usporiadaním atómov, podobne ako diamant a tuha.
• „Fosforeskujúce hviezdičky na strope svietia vďaka fosforu.“ Svietiace hračky obsahujú zlúčeniny iných prvkov, napríklad hlinitan strontnatý. Fosforescencia dostala meno podľa fosforu, ktorý v tme svieti, ale fosfor v nich nie je.
• „Fosforečnany sú pre prírodu vždy škodlivé.“ Fosfor je nevyhnutná živina pre všetky organizmy. Škodí len jeho nadbytok vo vodách.
• „Kyselina fosforečná je rovnako nebezpečná ako kyselina sírová.“ Kyselina fosforečná je oveľa slabšia, v malom množstve je aj v niektorých nápojoch.

Fosfor a dusík z predchádzajúcej lekcie Dusík sú najdôležitejšie živiny v hnojivách. V ďalšej lekcii Kyslík spoznáš prvok, s ktorým fosfor tak ochotne horí.