Fosfor

Från Wikipedia
(Omdirigerad från Vit fosfor)
Hoppa till: navigering, sök
Den här artikeln handlar om grundämnet fosfor. För ordet fosfor med betoningen på andra stavelsen, se Lysämne.
Fosfor
Nummer
15
Tecken
P
Grupp
15
Period
3
Block
p
N

P

As
KiselFosforSvavel
   


Emissionsspektrum
Emissionsspektrum
Generella egenskaper
Ämnesklass      Polyatomisk icke-metall
Relativ atommassa 30,973761(2) u
Utseende Färglös (FL)
Vaxvit (V)
Gul (G)
Scharlakansröd (Sc)
Röd (R)
Violett (VI)
Svart (S)
Fysikaliska egenskaper
Densitet 1823 kg/m3 (273 K)
Smältpunkt 317,3 K (44,15 °C)
Kokpunkt 553,2 K (276,85 °C)[1]
Molvolym 17,02 × 10−6 m3/mol
Smältvärme V: 0,66 kJ/mol
Ångbildningsvärme V: 51,9[1] kJ/mol
Specifik värmekapacitet R: 685,6[2] J/(kg × K)
Molär värmekapacitet V: 23,824 J/(mol × K)
Ångtryck (vit)
Tr. (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
Te. (K) 279 307 342 388 453 549
Ångtryck (röd: 431 °C)
Tr. (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
Te. (K) 455 489 529 576 635 704
Atomära egenskaper
Atomradie 100 pm
Kovalent radie 106 pm
van der Waalsradie 180 pm
Elektronaffinitet 72[3] kJ/mol
1:a jonisationspotential 1011,8 kJ/mol
2:a jonisationspotential 1907 kJ/mol
3:e jonisationspotential 2914,1 kJ/mol
4:e jonisationspotential 4963,6 kJ/mol
5:e jonisationspotential 6273,9 kJ/mol
6:e jonisationspotential 21267 kJ/mol
7:e jonisationspotential 25431 kJ/mol
8:e jonisationspotential 29872 kJ/mol
9:e jonisationspotential 35905 kJ/mol
10:e jonisationspotential 40950 kJ/mol
Elektronkonfiguration
Elektronkonfiguration [Ne] 3s2 3p3
e per skal 2, 8, 5
Elektronkonfiguration
Kemiska egenskaper
Oxidationstillstånd 5, 4, 3, 2,[4] 1,[5] −1, −2, −3 (svagt sur oxid)
Elektronegativitet 2,19 (Paulingskalan)
Diverse
Kristallstruktur Kubisk rymdcentrerad
Kristallstruktur
Värmeledningsförmåga V: 0,236 W/(m × K)
S: 12,1 W/(m × K)
Elektrisk konduktivitet 10−9 A/(V × m)
Elektrisk resistivitet 102[3] × m (20 °C)
Magnetism Diamagnetisk[6]
Magnetisk susceptibilitet R: −1,9 × 10−5[7]
S: −2,9 × 10−5[7]
Brytningsindex 1,001212[3]
Kompressionsmodul V: 5 GPa
R: 11 GPa
Identifikation
CAS-nummer 7723-14-0
R: 12185-10-3&Units=SI V: 7723-14-0
R: 12185-10-3
Pubchem 123286, 5460700 5462309, 123286, 5460700
RTECS-nummer TH3495000, TH3500000
Historia
Namnursprung Från grekiska phoosphoros, ”ljusbärare”[8][9]
Upptäckt Hennig Brand (1669)
Fastställt som ett grundämne av Antoine Lavoisier (1777)[10]
Stabilaste isotoper
Huvudartikel: Fosforisotoper
Nuklid NF t1/2 ST SE (MeV) SP


28P
{syn.} 270,3 ms β+ 14,332 28Si
β+ + p 27Al
β+ + α 24Mg
29P
{syn.} 4,142 s β+ 4,943 29Si
30P
{syn.} 2,498 min β+ 4,232 30Si
31P
100 % Stabil
32P
Spår 14,263 d β 1,711 32S
33P
{syn.} 25,34 d β 0,249 33S
34P
{syn.} 12,43 s β 5,374 34S
35P
{syn.} 47,3 s β 3,989 35S


Säkerhetsinformation
GHS-märkning av farliga ämnen enligt EU:s förordning 1272/2008 (CLP)[12]
Röd:
02 – Brandfarlig





Brandfarlig





Vit:
02 – Brandfarlig
06 – Giftig
05 – Frätande
09 – Miljöfarlig



Brandfarlig



H-fraser Röd: H228, H412
Vit: H250​, H300, H​314, H330​​, H400
P-fraser Röd: P210, P275[11]
Vit: P?

EU-märkning av farliga ämnen enligt EU:s förordning 1272/2008 (CLP)[12]
Röd:
Brandfarlig





Brandfarlig
(F)





Vit:
Brandfarlig
Mycket giftig
Frätande
Miljöfarlig




Brandfarlig
(F)
Mycket giftig
(T+)
(C)
(N)




R-fraser Röd: R11, R16, R​52/53
Vit: R17​, R26/28​, R​35, R​50
S-fraser Röd: S(2), S​7​, S​43​, S​61
Vit: S(1/2)​, S​5, S​26​, S​38​, S​45, S​61

NFPA 704

NFPA 704.svg

4
4
2
MAK Schweiz: 0,02 mg × m−3 (vit/gul fosfor, respirabelt damm)

Toxikologiska data
Vit fosfor:

Brandpunkt 303,15 K (30 °C)[3]
Självantändningspunkt 573,15 K (300 °C)[3]
SI-enheter och STP används om inget annat anges.

Fosfor (latinskt namn: Phosphorus) (P) är ett icke-metalliskt grundämne tillhörande kvävegruppen. Fosfor ingår i kemiskt bunden form i RNA och DNA, och är nödvändig för alla levande celler. Fosfor kan inte hittas i fri form i naturen, på grund av hög kemisk reaktionsförmåga.

Fri fosfor används i formen vit fosfor i lysgranater och i brandbomber. "Fosfor" finns också i formen röd fosfor i plånet på tändsticksaskar.

Fosforföreningar ingår i NPK (konstgödsel), vilket är det viktigaste kommersiella användningsområdet. Fosforföreningar förekommer även i nervgaser, bekämpningsmedel, tandkräm och tvättmedel. Fosfor upptäcktes av tysken Henning Brand på 1600-talet.

Fri fosfor[redigera | redigera wikitext]

Fosfor förekommer i ren form i flera allotroper.

Vit fosfor (även kallad gul fosfor), som var den första formen av fri fosfor att upptäckas (år 1669), sänder ut ett blekt ljus vid kontakt med luft (eftersom luft innehåller syre) och har på grund av detta fått sitt namn från Φωσφόρος som är grekiska och betyder ljusbäraren (latin: Lucifer), vilket syftar på "Morgonstjärnan", alltså planeten Venus.

Vit fosfor används bland annat i brand- och rökgranater. Det självantänder snart om det förvaras i luft och är mjukt som ost. För att kunna skäras utan att antändas måste vit fosfor skäras under vatten. Vit fosfor är mycket giftigt. Tillsammans med syre brinner fosfor till en vit rök av fosforpentoxid, som kraftigt drar till sig vatten varvid det under värmeutveckling bildas fosforsyra.

Röd fosfor, som är en annan (omvandlings-)form av fri fosfor, reagerar svagare men ändå explosionsartat vid mekanisk påverkan i kombination med oxidationsmedel och är den aktiva beståndsdelen i plånet på tändsticksaskar. Röd fosfor har inte alls samma toxiska egenskaper som vit fosfor.

Föreningar[redigera | redigera wikitext]

Fosfor bildar många både oorganiska och organiska föreningar, av vilka flera har stor biologisk betydelse.

Biologisk betydelse[redigera | redigera wikitext]

Den största delen av all fosfor, cirka 86 %, som finns upplagrad i kroppen finns i benvävnad och tänder i form av svårupplösliga kalcium-fosforföreningar. 8 till 9 % finns i musklerna och resten i organen och blodet.

Fosfor reagerar med bisköldkörtelhormon, och ingår i många av de enzymer som styr näringsomsättningen och har därmed en viss betydelse för omsättningen av fett och kolhydrater. Det är dessutom en beståndsdel av den viktiga ATP-molekylen, som är kroppens viktigaste energireserv. Fosfor medverkar även vid bildandet av nukleinsyra, som bär på arvsanlagen, och ingår i fosfolipiderna som reglerar fettomsättningen och blodets fettbalans. Det har betydelse för utnyttjandet av hormonerna, genom att fosforhaltiga föreningar transporterar hormonerna från cellmembranens yttersidor in i cellerna.

Brist på fosfor i kroppen (hypofosfatemi) kan leda till besvär med bukspottkörteln, mjuk benvävnad, tandbesvär, hämmad tillväxt, viktförlust, försämring av hjärnans och nervernas kapacitet och allmän svaghet (fatigue).

Om man däremot ständigt har ett för högt intag (hyperfosfatemi), förskjuts blodets syrabasbalans i sur riktning (mot acidos), vilket i sin tur resulterar i att stora mängder kalcium mobiliseras från benvävnaden och i en förening med fosforöverskottet förs ut med urinen. Till följd av fosforöverskottet uppstår en kalciumbrist och dessutom en kraftig ökning av blodets fetthalt och därmed möjliga cirkulationsbesvär. En kosthållning som innebär stora mängder kött eller fisk leder till att man får i sig 3 till 4 gånger mer fosfor än nödvändigt, vilket kan ge hälsomässiga följder.

Fosfor finns mest i kött, fisk, fågel, ägg, korn, ris, mejeriprodukter, öljäst, lecitin, ärtväxter och torkad frukt.

Rekommenderat dagligt intag: Barn 280–540 mg, män och kvinnor 600–700 mg (ammande 900 mg). Se vidare RDI-tabell.

Organismen GFAJ-1 kan ha ersatt fosfor i föreningar med arsenik, men detta är omdiskuterat.[18]

Historik[redigera | redigera wikitext]

Fosfor upptäcktes 1669 av den tyske alkemisten Henning Brand, när han försökte skapa guld av mänsklig urin. Efter att ha hemlighållit framställningsmetoden en tid sålde han den till Johan Daniel Krafft. Denne visade det bl. a. för den engelske kemisten och fysikern Robert Boyle, som lyckades komma på metoden och publicerade den 1680. År 1769 fann svensken Carl Wilhelm Scheele ett enklare och billigare sätt för framställning från ben. [19]

Förr användes vit fosfor i tändstickstillverkning till tändstickornas tändsatser, vilket var farligt på grund av ämnets giftighet. Mord, självmord och oavsiktliga förgiftningar förekom. Tändsticksarbetare som utsattes för fosforångor drabbades av nekros i käkbenen, så kallad fosforkäke. När en säker metod för framställning av röd fosfor upptäcktes, så stiftades lagar som krävde en övergång till röd fosfor i tändstickstillverkningen. Det var svensken Carl Wilhelm Scheele som kom på hur man skulle kunna tillverka fosfor industriellt. Den kunskapen ledde senare till tändstickan.

Fosfor och internationell rätt[redigera | redigera wikitext]

Det finns i internationell rätt inte konventioner som begränsar användandet av just "vit fosfor", utan konventionerna gäller användandet av brandbomber som ofta innehåller vit fosfor. Konventionerna är tydliga med att lysgranater eller rökgranater, inte är att betrakta som brandbomber. Det finns därför inga begränsningar för användandet av vit fosfor i lysgranater eller rökgranater.

Källor[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ [a b] Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
  2. ^ Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  3. ^ [a b c d e] ”Technical data for Phosphorus” (på engelska). periodictable.com. http://periodictable.com/Elements/015/data.html. Läst 20 november 2015. 
  4. ^ webelements
  5. ^ Ellis, Bobby D.; MacDonald, Charles L. B. (2006). ”Phosphorus(I) Iodide: A Versatile Metathesis Reagent for the Synthesis of Low Oxidation State Phosphorus Compounds”. Inorganic Chemistry "45" (17): sid. 6864–74. doi:10.1021/ic060186o. PMID 16903744. 
  6. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Mall:RubberBible86th
  7. ^ [a b] Mall:CRC Handbook Die Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
  8. ^ Royal Society of Chemistry – Visual Element Periodic Table
  9. ^ – Online Etymological Dictionary
  10. ^ cf. "Memoir on Combustion in General" Mémoires de l'Académie Royale des Sciences 1777, 592–600. from Henry Marshall Leicester and Herbert S. Klickstein, A Source Book in Chemistry 1400–1900 (New York: McGraw Hill, 1952)
  11. ^ Mall:GESTIS.
  12. ^ [a b] Ur CLP-förordningen gällande CAS-Nr. 7723-14-0 i IFA:s GESTIS-ämnesdatabas (Kräver JavaScript) (ty, en).
  13. ^ [a b] National Technical Information Service. Vol. AD-B011-150.
  14. ^ [a b c d] Mall:ChemID.
  15. ^ Pesticide Chemicals Official Compendium, Association of the American Pesticide Control Officials, Inc., 1966, S. 901.
  16. ^ American Heart Journal, 1972, Vol. 84, S. 139.
  17. ^ Archives of Internal Medicine. Vol. 83, S. 164, 1949.
  18. ^ Arsenikbaserad livsform debatteras
  19. ^ Anders Lennartsson, Periodiska systemet, Studentlitteratur, 2011

Se även[redigera | redigera wikitext]