Страница полузащищенная
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Фосфор - это химический элемент с символом P и атомным номером 15. Элементный фосфор существует в двух основных формах: белый фосфор и красный фосфор , но из-за его высокой реакционной способности фосфор никогда не встречается на Земле как свободный элемент. Его концентрация в земной коре составляет около одного грамма на килограмм (сравните с медью около 0,06 грамма). В минералах фосфор обычно встречается в виде фосфата.

Элементный фосфор был впервые выделен как белый фосфор в 1669 году. Белый фосфор излучает слабое свечение при воздействии кислорода - отсюда и название, взятое из греческой мифологии, Φωσφόρος, что означает «светоносец» (лат. Люцифер ), что означает « Утренняя звезда ». , планета Венера . Термин « фосфоресценция », означающий свечение после освещения, происходит от этого свойства фосфора, хотя с тех пор это слово использовалось для другого физического процесса, который вызывает свечение. Свечение фосфора вызвано окислением белого (но не красного) фосфора - процесс, который теперь называется хемилюминесценцией.. Вместе с азотом, мышьяком, сурьмой и висмутом фосфор классифицируется как пниктоген .

Фосфор необходим для жизни. Фосфаты (соединения, содержащие фосфат-ион, PO 4 3- ) являются компонентом ДНК , РНК , АТФ и фосфолипидов . Элементный фосфор был впервые выделен из мочи человека , а костная зола была важным ранним источником фосфата. Фосфатные рудники содержат окаменелости, потому что фосфат присутствует в окаменелых отложениях останков и экскрементов животных. Низкий уровень фосфатов является важным ограничением роста в некоторых водных системах. Подавляющее большинство добываемых соединений фосфора используется в качестве удобрений.. Фосфат необходим для замены фосфора, который растения удаляют из почвы, и его годовая потребность растет почти в два раза быстрее, чем рост населения. Другие применения включают фосфорорганические соединения в моющих средствах , пестицидах и нервно-паралитических веществах .

Характеристики

Аллотропы

Белый фосфор на воздухе светится в темноте
Кристаллическая структура красного фосфора
Кристаллическая структура черного фосфора

У фосфора есть несколько аллотропов, которые проявляют поразительно разнообразные свойства. [8] Двумя наиболее распространенными аллотропами являются белый фосфор и красный фосфор. [9]

Структура молекул P4, определенная методом газовой электронографии . [10]

С точки зрения приложений и химической литературы наиболее важной формой элементарного фосфора является белый фосфор , часто обозначаемый аббревиатурой WP. Это мягкое воскообразное твердое вещество, состоящее из тетраэдра P
4
молекулы, в которых каждый атом связан с тремя другими атомами одинарной связью. Это P
4
тетраэдр также присутствует в жидком и газообразном фосфоре до температуры 800 ° C (1470 ° F), когда он начинает разлагаться на P
2
молекулы. [11] Белый фосфор существует в двух кристаллических формах: α (альфа) и β (бета). При комнатной температуре α-форма является более распространенной и имеет кубическую кристаллическую структуру, а при 195,2 K (−78,0 ° C) она трансформируется в β-форму с гексагональной кристаллической структурой. Эти формы различаются относительной ориентацией составляющих тетраэдров P 4 . [12] [13]

Белый фосфор является наименее стабильным, наиболее реактивным, наиболее летучим , наименее плотным и наиболее токсичным из аллотропов. Белый фосфор постепенно превращается в красный фосфор. Это преобразование ускоряется светом и теплом, и образцы белого фосфора почти всегда содержат немного красного фосфора и, соответственно, кажутся желтыми. По этой причине белый фосфор, который является состаренным или загрязненным по другим причинам (например, оружейный, а не лабораторный WP), также называют желтым фосфором. Под воздействием кислорода белый фосфор светится в темноте с очень слабым зеленым и синим оттенком. Он легко воспламеняется и пирофорен (самовоспламеняется) при контакте с воздухом. Благодаря пирофорности белый фосфор используется в качестве добавки внапалм . Запах горения этой формы имеет характерный чесночный запах, а образцы обычно покрыты белым « пятиокиси фосфора », который состоит из P
4
О
10
тетраэдры с кислородом, вставленным между атомами фосфора и в их вершинах. Белый фосфор нерастворим в воде, но растворим в сероуглероде. [14]

Термолиз P 4 при температуре 1100 кельвин дает дифосфор P 2 . Этот вид нестабилен в твердом или жидком виде. Димерное звено содержит тройную связь и аналогично N 2 . Он также может быть получен в качестве промежуточного промежуточного продукта в растворе путем термолиза фосфорорганических реагентов-предшественников. [15] При еще более высоких температурах P 2 диссоциирует на атомарный P. [14]

Красный фосфор имеет полимерную структуру. Его можно рассматривать как производное P 4, в котором одна связь PP разорвана, а одна дополнительная связь образуется с соседним тетраэдром, что приводит к цепочечной структуре. Красный фосфор можно получить, нагревая белый фосфор до 250 ° C (482 ° F) или подвергая белый фосфор воздействию солнечного света. [16] Фосфор после такой обработки становится аморфным . При дальнейшем нагревании этот материал кристаллизуется. В этом смысле красный фосфор - это не аллотроп, а скорее промежуточная фаза между белым и фиолетовым фосфором, и большинство его свойств имеют диапазон значений. Например, свежеприготовленный ярко-красный фосфор обладает высокой реакционной способностью и воспламеняется при температуре около 300 ° C (572 ° F) [17].хотя он более стабилен, чем белый фосфор, который воспламеняется при температуре около 30 ° C (86 ° F). [18] После продолжительного нагрева или хранения цвет темнеет (см. Изображения в инфобоксе); Полученный продукт более стабилен и не самовоспламеняется на воздухе. [19]

Фиолетовый фосфор - это форма фосфора, которую можно получить путем отжига красного фосфора в течение дня при температуре выше 550 ° C. В 1865 году Хитторф обнаружил, что при перекристаллизации фосфора из расплавленного свинца получается красно-пурпурная форма. Поэтому эту форму иногда называют «фосфором Хитторфа» (или фиолетовым или α-металлическим фосфором). [20]

Черный фосфор - наименее реактивный аллотроп и термодинамически стабильная форма при температуре ниже 550 ° C (1022 ° F). Он также известен как β-металлический фосфор и имеет структуру, напоминающую графит . [21] [22] Его получают путем нагревания белого фосфора при высоком давлении (около 12 000 стандартных атмосфер или 1,2 гигапаскалей). Его также можно производить в условиях окружающей среды с использованием солей металлов, например ртути, в качестве катализаторов. [23] По внешнему виду, свойствам и структуре он напоминает графит , будучи черным и чешуйчатым, проводником электричества и имеет сморщенные слои связанных атомов. [24]

Другая форма, алый фосфор, получается при испарении раствора белого фосфора в сероуглероде на солнце . [20]

Хемилюминесценция

При первом выделении было замечено, что зеленое свечение, исходящее от белого фосфора, некоторое время сохранялось в закрытой пробкой банке, но затем прекращалось. Роберт Бойль в 1680-х годах приписал это «истощению» воздуха. На самом деле это потребляемый кислород. К 18 веку было известно, что в чистом кислороде фосфор вообще не светится; [25] существует только диапазон парциальных давлений, при которых это происходит. Для ускорения реакции можно применять тепло при более высоких давлениях. [26]

В 1974 г. это свечение объяснили Р. Дж. Ван Зи и А. У. Хан. [27] [28] Реакция с кислородом происходит на поверхности твердого (или жидкого) фосфора, образуя короткоживущие молекулы HPO и P
2
О
2
что оба излучают видимый свет. Реакция протекает медленно, и для получения люминесценции требуется лишь очень небольшое количество промежуточных продуктов, следовательно, свечение продолжается в закрытой пробкой банке.

С момента своего открытия люминофор и фосфоресценция широко использовались для описания веществ, которые светятся в темноте, но не горят. Хотя термин фосфоресценция происходит от фосфора, реакция, которая дает фосфору свечение, правильно называется хемилюминесценцией (свечение из-за холодной химической реакции), а не фосфоресценцией (повторное излучение света, который ранее упал на вещество и возбудил его). [29]

Изотопы

Известно 23 изотопа фосфора [30] в диапазоне от25
P
к47
P
. [31] Только31 год
P
стабилен и поэтому присутствует в количестве 100%. Полуцелочисленный ядерный спин и высокое содержание 31 P делают спектроскопию ЯМР фосфора-31 очень полезным аналитическим инструментом при исследовании фосфорсодержащих образцов.

Два радиоактивных изотопа фосфора имеют период полураспада, подходящий для биологических научных экспериментов. Это:

  • 32
    P
    , бета- излучатель (1,71 МэВ) с периодом полураспада 14,3 дня, который обычно используется в лабораториях естественных наук, в первую очередь для получения радиоактивно меченных ДНК и РНК- зондов , например, для использования в Нозерн-блотах или Саузерн-блотах .
  • 33
    P
    , бета-излучатель (0,25 МэВ) с периодом полураспада 25,4 дня. Он используется в медико-биологических лабораториях в приложениях, где более низкое энергопотребление бета-излучения является преимуществом, например, для секвенирования ДНК .

Бета-частицы высокой энергии из 32
P
проникают в кожу и роговицы и любые32
Проглатываемый, вдыхаемый или абсорбированный P легко включается в кости и нуклеиновые кислоты . По этим причинам Управление по безопасности и гигиене труда в США и аналогичные учреждения в других развитых странах требуют персонала, работающего с32
P
носить лабораторный халат, одноразовые перчатки и защитные очки или защитные очки для защиты глаз и избегать работы непосредственно над открытыми контейнерами. Также требуется мониторинг загрязнения людей, одежды и поверхностей. Особого внимания требует экранирование . Высокая энергия бета-частиц приводит к вторичной эмиссии рентгеновских лучей через тормозное излучение (тормозное излучение) в плотных защитных материалах, таких как свинец. Следовательно, излучение должно быть защищено материалами с низкой плотностью, такими как акрил или другой пластик, вода или (когда прозрачность не требуется) даже дерево. [32]

Вхождение

Вселенная

В 2013 году астрономы обнаружили фосфор в Кассиопее А , что подтвердило, что этот элемент образуется в сверхновых как побочный продукт нуклеосинтеза сверхновых . Отношение фосфора к железу в материале остатка сверхновой может быть до 100 раз выше, чем в Млечном Пути в целом. [33]

В 2020 году астрономы проанализировали данные ALMA и ROSINA из массивной области звездообразования AFGL 5142, чтобы обнаружить молекулы, несущие фосфор, и то, как они переносятся кометами на раннюю Землю. [34] [35]

Корка и органические источники

Фосфор имеет концентрацию в земной коре около одного грамма на килограмм (сравните с медью около 0,06 грамма). Он не встречается в природе в свободном виде, но широко распространен во многих минералах , обычно в виде фосфатов. [9] Неорганическая фосфатная порода , которая частично состоит из апатита (группа минералов, обычно представляющая собой фторид (гидроксид) триортофосфата пентакальция), сегодня является основным коммерческим источником этого элемента. По данным Геологической службы США (USGS) , около 50 процентов мировых запасов фосфора находится в арабских странах. [36] 85% известных запасов Земли находятся в Марокко с небольшими месторождениями в Китае ,Россия , [37] Флорида , Айдахо , Теннесси , Юта и другие места. [38] Олбрайт и Уилсон в Великобритании и их завод в Ниагарском водопаде , например, использовали фосфатные руды в 1890-х и 1900-х годах из Теннесси, Флорида, и Иль-дю-Коннетабль ( источники фосфатов на гуано- островах); к 1950 г. они использовали фосфатную руду в основном из Теннесси и Северной Африки. [39]

Органические источники, а именно моча , костная зола и (в конце 19 века) гуано , имели историческое значение, но имели лишь ограниченный коммерческий успех. [40] Поскольку моча содержит фосфор, она обладает полезными свойствами, которые до сих пор используются в некоторых странах, включая Швецию , с использованием методов повторного использования экскрементов . С этой целью мочу можно использовать в качестве удобрения в чистом виде или частично в смеси с водой в виде сточных вод или осадка сточных вод .

Соединения

Фосфор (V)

Тетраэдрическая структура P 4 O 10 и P 4 S 10 .

Наиболее распространенными соединениями фосфора являются производные фосфата (PO 4 3- ), тетраэдрического аниона. [41] Фосфат представляет собой конъюгированное основание фосфорной кислоты, которое массово производится для использования в удобрениях. Будучи трипротонной, фосфорная кислота ступенчато превращается в три конъюгированных основания:

H 3 PO 4 + H 2 O ⇌ H 3 O + + H 2 PO 4 -       K a1 = 7,25 × 10 −3
H 2 PO 4 - + H 2 O ⇌ H 3 O + + HPO 4 2 -       K a2 = 6,31 × 10 −8
HPO 4 2− + H 2 O ⇌ H 3 O + + PO 4 3−        K a3 = 3,98 × 10 −13

Фосфат проявляет тенденцию к образованию цепей и колец, содержащих связи POP. Известно много полифосфатов, включая АТФ . Полифосфаты возникают в результате дегидратации гидрофосфатов, таких как HPO 4 2– и H 2 PO 4 - . Например, промышленно важный пентасатрийтрифосфат (также известный как триполифосфат натрия , STPP) промышленно производится на мегатоннах с помощью этой реакции конденсации :

2 Na 2 [(HO) PO 3 ] + Na [(HO) 2 PO 2 ] → Na 5 [O 3 P-OP (O) 2 -O-PO 3 ] + 2 H 2 O

Пятиокись фосфора (P 4 O 10 ) представляет собой ангидрид фосфорной кислоты, но известно несколько промежуточных соединений между ними. Это воскообразное белое твердое вещество бурно реагирует с водой.

С катионами металлов фосфат образует множество солей. Эти твердые частицы являются полимерными и имеют связи из ПОМ. Когда катион металла имеет заряд 2+ или 3+, соли обычно нерастворимы, следовательно, они существуют как обычные минералы. Многие фосфатные соли являются производными гидрофосфата (HPO 4 2- ).

PCl 5 и PF 5 являются общими соединениями. PF 5 - бесцветный газ, а его молекулы имеют треугольную бипирамидальную геометрию. PCl 5 представляет собой бесцветное твердое вещество, которое имеет ионную формулу PCl 4 + PCl 6 - , но принимает тригонально-бипирамидную геометрию в расплавленном состоянии или в паровой фазе. [14] PBr 5 представляет собой нестабильное твердое вещество в виде PBr 4 + Br -, а PI 5 неизвестен. [14] Пентахлорид и пентафторид - кислоты Льюиса.. С фторидом PF 5 образует PF 6 - , анион , изоэлектронный с SF 6 . Наиболее важным оксигалогенидом является оксихлорид фосфора (POCl 3 ), который является приблизительно тетраэдрическим.

До того, как стали возможны обширные компьютерные вычисления, считалось, что связывание в соединениях фосфора (V) включает d- орбитали. Компьютерное моделирование теории молекулярных орбиталей показывает, что эта связь включает только s- и p-орбитали. [42]

Фосфор (III)

Все четыре симметричных тригалогенида хорошо известны: газообразный PF 3 , желтоватые жидкости PCl 3 и PBr 3 и твердый PI 3 . Эти материалы чувствительны к влаге, гидролизуются с образованием фосфористой кислоты . Трихлорид, обычный реагент, получают хлорированием белого фосфора:

P 4 + 6 Cl 2 → 4 PCl 3

Трифторид получают из трихлорида галогенидным обменом. PF 3 токсичен, потому что связывается с гемоглобином .

Оксид фосфора (III) P 4 O 6 (также называемый гексоксидом тетрафосфора) представляет собой ангидрид P (OH) 3 , второстепенного таутомера фосфористой кислоты. Структура P 4 O 6 подобна структуре P 4 O 10 без концевых оксидных групп.

Фосфор (I) и фосфор (II)

Стабильный дифосфен , производное фосфора (I).

Эти соединения обычно имеют связи P – P. [14] Примеры включают катенированные производные фосфина и органофосфинов. Также наблюдались соединения, содержащие двойные связи P = P, хотя они встречаются редко.

Фосфиды и фосфины

Фосфиды возникают в результате реакции металлов с красным фосфором. Щелочные металлы (группа 1) и щелочноземельные металлы могут образовывать ионные соединения, содержащие ион фосфида P 3- . Эти соединения реагируют с водой с образованием фосфина . Другие фосфиды, например Na 3 P 7 , известны для этих химически активных металлов. Переходные металлы, а также монофосфиды включают богатые металлами фосфиды, которые обычно представляют собой твердые тугоплавкие соединения с металлическим блеском, и богатые фосфором фосфиды, которые менее стабильны и включают полупроводники. [14] Шрайберситпредставляет собой природный богатый металлами фосфид, обнаруженный в метеоритах. Структуры богатых металлами и богатых фосфором фосфидов могут быть сложными.

Фосфин (PH 3 ) и его органические производные (PR 3 ) являются структурными аналогами аммиака (NH 3 ), но валентные углы при фосфоре ближе к 90 ° для фосфина и его органических производных. Это токсичное соединение с неприятным запахом. Фосфор имеет степень окисления фосфина -3. Фосфин получают гидролизом фосфида кальция Ca 3 P 2 . В отличие от аммиака, фосфин окисляется воздухом. Фосфин также намного менее щелочной, чем аммиак. Известны и другие фосфины, которые содержат цепи до девяти атомов фосфора и имеют формулу P n H n + 2 . [14] Легковоспламеняющийся газ.дифосфин (P 2 H 4 ) - аналог гидразина .

Оксокислоты

Оксокислоты фосфора обширны, часто имеют коммерческое значение, а иногда имеют сложную структуру. Все они имеют кислотные протоны, связанные с атомами кислорода, некоторые имеют некислотные протоны, которые связаны непосредственно с фосфором, а некоторые содержат фосфор-фосфорные связи. [14] Хотя образуется много оксокислот фосфора, только девять из них имеют коммерческое значение, а три из них, гипофосфористая кислота , фосфористая кислота и фосфорная кислота, особенно важны.

Нитриды

Молекула PN считается нестабильной, но является продуктом разложения кристаллического нитрида фосфора при 1100 К. Точно так же нестабильным считается H 2 PN, а галогены нитрида фосфора, такие как F 2 PN, Cl 2 PN, Br 2 PN и I 2 PN. олигомеризуются в циклические полифосфазены . Например, соединения формулы (PNCl 2 ) n существуют в основном в виде колец, таких как тример гексахлорфосфазен . Фосфазены возникают при обработке пентахлорида фосфора хлоридом аммония:

PCl 5 + NH 4 Cl → 1 / n (NPCl 2 ) n + 4 HCl

Когда хлоридные группы заменяются алкоксидом (RO - ), получается семейство полимеров с потенциально полезными свойствами. [43]

Сульфиды

Фосфор образует широкий спектр сульфидов, где фосфор может находиться в состояниях окисления P (V), P (III) или других. Тройной симметричный P 4 S 3 используется в матчах с поражением в любом месте. P 4 S 10 и P 4 O 10 имеют аналогичную структуру. [44] Смешанные оксигалогениды и оксигидриды фосфора (III) почти неизвестны.

Фосфорорганические соединения

Соединения со связями PC и POC часто классифицируются как фосфорорганические соединения. Они широко используются в коммерческих целях. PCl 3 служит источником P 3+ на пути к фосфорорганическим (III) соединениям. Например, это предшественник трифенилфосфина :

PCl 3 + 6 Na + 3 C 6 H 5 Cl → P (C 6 H 5 ) 3 + 6 NaCl

Обработка тригалогенидов фосфора спиртами и фенолами дает фосфиты, например трифенилфосфит :

PCl 3 + 3 C 6 H 5 OH → P (OC 6 H 5 ) 3 + 3 HCl

Аналогичные реакции происходят с оксихлоридом фосфора с образованием трифенилфосфата :

OPCl 3 + 3 C 6 H 5 OH → OP (OC 6 H 5 ) 3 + 3 HCl

История

Этимология

Название Фосфор в Древней Греции было названием планеты Венера и происходит от греческих слов (φῶς = свет, φέρω = нести), что примерно переводится как светоносец или светоносец. [16] (В греческой мифологии и традиции, Аугерин (Αυγερινός = утренняя звезда, используется до сих пор), Геспер или Гесперин (΄Εσπερος или Εσπερινός или Αποσπερίτης = вечерняя звезда, используется до сих пор) и Эосфор, wnσωρω в использовании для планеты после христианства) являются близкими гомологами, а также связаны с Phosphorus-the-утренней звездой ).

Согласно Оксфордскому словарю английского языка, правильное написание элемента - фосфор . Слово фосфор является прилагательной формой валентности P 3+ : так, как сера образует сернистые и серные соединения, фосфор образует соединения фосфора (например, фосфористую кислоту ) и фосфорные соединения валентности P 5+ (например, фосфорные кислоты и фосфаты ). .

Открытие

Роберт Бойл

Открытие фосфора, первого открытого элемента, неизвестного с древних времен [45] , приписывают немецкому алхимику Хеннигу Бранду в 1669 году, хотя другие химики могли открыть фосфор примерно в то же время. [46] Брэнд экспериментировал с мочой , которая содержит значительное количество растворенных фосфатов, образующихся при нормальном метаболизме. [16] Работая в Гамбурге , Бранд попытался создать легендарный философский камень путем дистилляции некоторых солей.путем испарения мочи, и в процессе образовался белый материал, который светился в темноте и ярко горел. Его назвали фосфором мирабилис («чудесный светоносец»). [47]

Первоначально процесс Брэнда заключался в том, чтобы моча постояла несколько дней, пока она не начала издавать ужасный запах. Затем он сварил ее до пасты, нагрел ее до высокой температуры и пропустил пары через воду, где, как он надеялся, они конденсировались в золото. Вместо этого он получил белое воскообразное вещество, светящееся в темноте. Бранд открыл фосфор. Теперь мы знаем, что Бренд производил гидрофосфат натрия аммония (NH
4
) NaHPO
4
. Хотя количества были в основном правильными (для получения примерно 60 г фосфора требовалось около 1100 литров [290 галлонов США] мочи), не было необходимости давать мочу сначала разлагаться. Позже ученые обнаружили, что свежая моча содержит такое же количество фосфора. [29]

Бренд сначала пытался сохранить этот метод в секрете, [48] но позже продал рецепт на 200 талеров Д. Краффту из Дрездена [16], который теперь тоже мог его приготовить, и объехал с ним большую часть Европы, включая Англию. где он познакомился с Робертом Бойлом . Секрет того, что он был сделан из мочи, просочился наружу, и сначала Иоганну Кункелю (1630–1703) в Швеции (1678), а затем Бойлю в Лондоне (1680) также удалось получить фосфор, возможно, с помощью его помощника Амвросия Годфри-Ханквица. , который позже занялся производством фосфора.

Бойль заявляет, что Краффт не дал ему никакой информации относительно получения фосфора, кроме того, что он был получен из «чего-то, что принадлежало человеческому телу». Это дало Бойлю ценную подсказку, так что он тоже сумел произвести фосфор и опубликовал метод его производства. [16] Позже он улучшил процесс Брэнда, используя в реакции песок (все еще используя мочу в качестве основного материала),

4 NaPO
3
+ 2 SiO
2
+ 10 C → 2 Na
2
SiO
3
+ 10 СО + П
4

Роберт Бойль был первым, кто использовал фосфор для воспламенения деревянных шин с серным наконечником, предшественников наших современных спичек, в 1680 году [49].

Фосфор был 13-м открытым элементом. Из-за его тенденции к самопроизвольному возгоранию, когда его оставляют в воздухе, его иногда называют «элементом дьявола». [50]

Костный ясень и гуано

Добыча гуано на Центральных островах Чинча , ок. 1860 г.

В 1769 году Йохан Готтлиб Ган и Карл Вильгельм Шееле показали, что фосфат кальция ( Ca
3
(PO
4
)
2
) содержится в костях, а элементарный фосфор они получали из костной золы . Антуан Лавуазье признал фосфор элементом в 1777 году. [51] Костная зола была основным источником фосфора до 1840-х годов. Этот метод начинался с обжига костей, затем использовался глиняный реторт, заключенный в очень горячую кирпичную печь, для отгонки высокотоксичного элементарного фосфора. [52] С другой стороны, осажденные фосфаты могут быть получены из измельченных костей, которые были обезжирены и обработаны сильными кислотами. Белый фосфор затем можно было бы получить, нагревая осажденные фосфаты, смешивая с молотым углем или древесным углем в железном котле, и отгоняя пары фосфора в печи.возразить . [53] Окись углерода и другие горючие газы, образующиеся в процессе восстановления, сжигались в факельной трубе .

В 1840-х годах мировое производство фосфатов превратилось в разработку месторождений тропических островов, образованных из гуано птиц и летучих мышей (см. Также Закон об островах Гуано ). Они стали важным источником фосфатов для удобрений во второй половине XIX века. [54]

Фосфоритная руда

Фосфатная порода , которые , как правило , содержит фосфат кальция, впервые была использована в 1850 году , чтобы сделать фосфор, и после введения электрической дуговой печи по James Burgess Ридмэн в 1888 году [55] (патент 1889 г.), [56] элементное производство фосфора перешло от костно-зольный нагрев, до электродугового производства из фосфоритов. После истощения мировых источников гуано примерно в то же время минеральные фосфаты стали основным источником производства фосфорных удобрений. Производство фосфоритной руды значительно увеличилось после Второй мировой войны и сегодня остается основным глобальным источником фосфора и фосфорных химикатов. См. Статью о пиковом фосфоредля получения дополнительной информации об истории и современном состоянии добычи фосфатов. Фосфоритная руда остается сырьем для производства удобрений, где ее обрабатывают серной кислотой для получения различных продуктов « суперфосфатных » удобрений.

Зажигалки

Белый фосфор был впервые коммерчески произведен в 19 веке для спичечной промышленности. В качестве источника фосфата использовалась костная зола, как описано выше. Зольный процесс стал устаревшим, когда была внедрена печь с флюсом для производства фосфора для восстановления фосфоритов. [57] [58] Метод электропечи позволил увеличить производство до такой степени, что фосфор можно было использовать в военном оружии. [27] [59] Во время Первой мировой войны он использовался в зажигательных веществах, дымовых завесах и трассирующих пулях. [59] Специальная зажигательная пуля была разработана , чтобы стрелять на водороде с наполнением дирижаблейнад Великобританией (водород легко воспламеняется ). [59] Во время Второй мировой войны , бутылки с зажигательной смесью из фосфора , растворенного в бензине были распределены в Великобритании специально отобранных гражданских лиц в рамках операции британского сопротивления, для защиты; и фосфорные зажигательные бомбы широко применялись на войне. Горящий фосфор трудно потушить, и если он попадает на кожу человека, он имеет ужасающие последствия. [14]

Ранние матчи использовали в своем составе белый фосфор, который был опасен своей токсичностью. В результате его употребления были совершены убийства, самоубийства и случайные отравления . (В апокрифической сказке рассказывается о том, как женщина пыталась убить своего мужа с использованием белого фосфора в его пище, что было обнаружено по испусканию светящегося пара от рагу). [27] Кроме того, воздействие паров вызвало у спичечных рабочих тяжелый некроз костей челюсти, известный как « фоснистая челюсть ». Когда был открыт безопасный процесс производства красного фосфора, с его гораздо более низкой воспламеняемостью и токсичностью, в соответствии с Бернской конвенцией (1906 г.) были приняты законы , требующие его принятия в качестве более безопасной альтернативы производству спичек. [60]Токсичность белого фосфора привела к прекращению его использования в спичках. [61] Союзники использовали фосфорные зажигательные бомбы во время Второй мировой войны, чтобы разрушить Гамбург, место, где впервые был обнаружен «чудесный носитель света». [47]

Производство

Добыча фосфоритов в Науру

Большая часть фосфорсодержащих материалов производится для сельскохозяйственных удобрений. Для этого фосфатные минералы превращаются в фосфорную кислоту . Он следует двумя различными химическими путями, главный из которых - обработка фосфатных минералов серной кислотой. В другом процессе используется белый фосфор, который можно получить реакцией и дистилляцией из источников фосфата очень низкого качества. Затем белый фосфор окисляют до фосфорной кислоты, а затем нейтрализуют основанием с образованием фосфатных солей. Фосфорная кислота, полученная из белого фосфора, относительно чиста и является основным способом производства фосфатов для всех целей, включая производство моющих средств.

В начале 1990-х годов на бизнес Олбрайт и Уилсон по производству очищенной влажной фосфорной кислоты отрицательно сказались продажи фосфоритной руды Китаем и выход их давних марокканских поставщиков фосфатов на рынок очищенной влажной фосфорной кислоты. [62]

Пик фосфора

В 2017 году Геологическая служба США оценила мировые запасы в 68 миллиардов тонн, где цифры запасов относятся к предполагаемой извлекаемой сумме по текущим рыночным ценам; В 2016 году было добыто 0,261 миллиарда тонн. [63] Критически важный для современного сельского хозяйства, его годовой спрос растет почти вдвое быстрее, чем рост населения. [37]

Производство фосфора, возможно, уже достигло пика (по состоянию на 2011 год), что приведет к возможности глобального дефицита к 2040 году. [64] В 2007 году, исходя из темпов потребления, запас фосфора, по оценкам, иссякнет через 345 лет. [65] Однако некоторые ученые теперь считают, что « пик фосфора » произойдет через 30 лет и что «при нынешних темпах запасы будут исчерпаны в следующие 50-100 лет». [66] Соучредитель бостонской инвестиционной фирмы и экологического фонда Джереми Грэнтхэм написал в журнале Nature в ноябре 2012 года, что потребление этого элемента «необходимо резко сократить в следующие 20-40 лет, иначе мы начнем голодать». [37][67] Однако, по мнению авторов учебника « Химия элементов» Н. Н. Гринвуда и А. Эрншоу,фосфор составляет около 0,1% от массы средней породы, и, следовательно, запасы Земли обширны, хотя и разбавлены. [14]

Элементный фосфор

В настоящее время ежегодно производится около 1 000 000 коротких тонн (910 000  т ) элементарного фосфора. Фосфат кальция (фосфатная руда), добываемый в основном во Флориде и Северной Африке, может быть нагрет до 1200–1500 ° C с помощью песка, который в основном состоит из SiO.
2
, и кокс (очищенный уголь) для получения испаренного P
4
. Затем продукт конденсируется под водой в белый порошок для предотвращения окисления воздухом. Даже под водой белый фосфор медленно превращается в более стабильный аллотроп красного фосфора . Химическое уравнение этого процесса, если начать с фторапатита, обычного фосфатного минерала, выглядит следующим образом:

4 Ca 5 (PO 4 ) 3 F + 18 SiO 2 + 30 C → 3 P 4 + 30 CO + 18 CaSiO 3 + 2 CaF 2

Побочные продукты этого процесса включают феррофосфор, сырую форму Fe 2 P, образующийся из примесей железа в минеральных предшественниках. Силикатный шлак - полезный строительный материал. Иногда фторид восстанавливается для использования при фторировании воды . Более проблематичным является «грязь», содержащая значительное количество белого фосфора. Производство белого фосфора осуществляется на крупных предприятиях отчасти потому, что это энергоемко. Белый фосфор транспортируется в расплавленном виде. Во время транспортировки произошло несколько серьезных аварий; крушение поездов в Браунстоне, Небраска и Майамисбурге, Огайопривело к большим пожарам. Наихудшим инцидентом за последнее время стало загрязнение окружающей среды в 1968 году, когда море было загрязнено разливом и / или неадекватно очищенными сточными водами завода белого фосфора в заливе Плацентия, Ньюфаундленд . [68]

Другой процесс извлечения элементарного фосфора включает прокаливание трикальцийфосфата при высоких температурах (1500 ° C): [69]

2 Ca 3 (PO 4 ) 2 + 6 SiO 2 + 10 C → 6 CaSiO 3 + 10 CO + P 4

Исторически сложилось так, что до разработки экстрактов на минеральной основе белый фосфор в промышленных масштабах выделяли из костной золы. [70] В этом процессе трикальцийфосфат в костной золе превращается в монокальцийфосфат с серной кислотой :

Ca 3 (PO 4 ) 2 + 2 H 2 SO 4 → Ca (H 2 PO 4 ) 2 + 2 CaSO 4

Затем монокальцийфосфат дегидратируется до соответствующего метафосфата:

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

При воспламенении до белого каления (~ 1300 ° C) с древесным углем метафосфат кальция дает две трети своего веса белого фосфора, а одна треть фосфора остается в остатке в виде ортофосфата кальция:

3 Ca (PO 3 ) 2 + 10 C → Ca 3 (PO 4 ) 2 + 10 CO + P 4

Приложения

Удобрения

Фосфор является важным питательным веществом для растений (наиболее часто ограничивающим питательным веществом после азота ) [71], и большая часть всего производимого фосфора приходится на концентрированные фосфорные кислоты для сельскохозяйственных удобрений , содержащие от 70% до 75% P 2 O 5 . Это привело к значительному увеличению производства фосфатов (PO 4 3– ) во второй половине 20 века. [37] Искусственные фосфорные удобрения необходимы, потому что фосфор необходим всем живым организмам; участвует в передаче энергии, укреплении корней и стеблей, фотосинтезе , расширении корней растений, формирование семян и цветов, а также другие важные факторы, влияющие на общее здоровье и генетику растений. [71]

Природные фосфорсодержащие соединения в большинстве своем недоступны для растений из-за низкой растворимости и подвижности в почве. [72] Большая часть фосфора очень стабильна в почвенных минералах или органических веществах почвы. Даже когда фосфор добавлен в навоз или удобрения, он может закрепиться в почве. Поэтому естественный цикл фосфора очень медленный. Некоторое количество фиксированного фосфора со временем снова высвобождается, поддерживая рост диких растений, однако для поддержания интенсивного выращивания сельскохозяйственных культур требуется больше. [73] Удобрение часто бывает в виде суперфосфата извести, смеси дигидрофосфата кальция (Ca (H 2 PO 4 ) 2 ) и дигидрата сульфата кальция (CaSO 4 · 2H 2O) в результате реакции серной кислоты и воды с фосфатом кальция.

Обработка фосфатных минералов серной кислотой для получения удобрений настолько важна для мировой экономики, что это основной промышленный рынок для серной кислоты и наибольшее промышленное использование элементарной серы . [74]

Фосфорорганический

Белый фосфор широко используются для изготовления фосфорорганических соединений через промежуточные хлориды фосфора и два сульфидов фосфора, пентасульфид фосфор и фосфор sesquisulfide . [75] Фосфорорганические соединения находят множество применений, включая пластификаторы , антипирены , пестициды , экстракционные агенты, нервно-паралитические агенты и водоочистку . [14] [76]

Металлургические аспекты

Фосфор также является важным компонентом в производстве стали, производстве фосфористой бронзы и многих других сопутствующих товаров. [77] [78] Фосфор добавляется к металлической меди во время процесса плавки для реакции с кислородом, присутствующим в качестве примеси в меди, и для получения фосфорсодержащих сплавов меди ( CuOFP ) с более высоким сопротивлением водородному охрупчиванию, чем обычная медь. [79]

совпадения

Подчеркните эффектную поверхность из смеси красного фосфора, клея и матового стекла. Стеклянный порошок используется для увеличения трения.

Первая яркая спичка с фосфорной головкой была изобретена Чарльзом Сауриа в 1830 году. Эти спички (и последующие модификации) были сделаны из головок белого фосфора, соединения, выделяющего кислород ( хлорат калия , диоксид свинца или иногда нитрат ), и связующее. Они были ядовиты для рабочих на производстве, [80] чувствительны к условиям хранения, ядовиты при проглатывании и опасны при случайном воспламенении на шероховатой поверхности. [81] [82] Производство в нескольких странах было запрещено в период с 1872 по 1925 год. [83] Международная Бернская конвенция , ратифицированная в 1906 году, запрещала использование белого фосфора в спичках.

Как следствие, спички «где угодно» были постепенно заменены «спичками безопасности», в которых белый фосфор был заменен полуторным фосфором (P 4 S 3 ), серой или сульфидом сурьмы. Такие спички сложно зажечь на любой поверхности, кроме специальной полосы. Полоска содержит красный фосфор, который нагревается при ударе, вступает в реакцию с выделяющим кислород соединением в голове и воспламеняет воспламеняющийся материал головы. [17] [75]

Умягчение воды

Триполифосфат натрия, изготовленный из фосфорной кислоты, используется в моющих средствах для стирки в некоторых странах, но запрещен для этого использования в других. [19] Этот состав смягчает воду, чтобы улучшить действие моющих средств и предотвратить коррозию труб / котельных труб . [84]

Разное

  • Из фосфатов делают специальные стекла для натриевых ламп . [19]
  • Костная зола, фосфат кальция , используется в производстве тонкого фарфора. [19]
  • Фосфорная кислота, полученная из элементарного фосфора, используется в пищевых продуктах, таких как безалкогольные напитки , и в качестве отправной точки для фосфатов пищевого качества. [75] К ним относятся монокальцийфосфат для разрыхлителя и триполифосфат натрия . [75] Фосфаты используются для улучшения характеристик обработанного мяса и сыра, а также в зубной пасте. [75]
  • Белый фосфор , называемый «WP» (жаргонный термин «Вилли Питер»), используется в военных целях в качестве зажигательных бомб , для защиты от дыма в качестве дымовых горшков и дымовых шашек , а также в трассирующих боеприпасах . Он также является частью устаревшей ручной гранаты M34 White Phosphorus US . Эта многоцелевая граната в основном использовалась для сигнализации, дымовых завес и воспламенения; он также мог вызвать серьезные ожоги и оказать психологическое воздействие на противника. [85] [86] Использование белого фосфора в военных целях ограничено международным правом.
  • 32 P и 33 P используются в качестве радиоактивных индикаторов в биохимических лабораториях. [87]

Биологическая роль

Неорганический фосфор в форме фосфата PO3-
4
требуется для всех известных форм жизни . [88] Фосфор играет важную роль в структурной структуре ДНК и РНК . Живые клетки используют фосфат для переноса клеточной энергии с аденозинтрифосфатом (АТФ), необходимым для каждого клеточного процесса, использующего энергию. АТФ также важен для фосфорилирования , ключевого регуляторного события в клетках. Фосфолипиды - это основные структурные компоненты всех клеточных мембран. Соли фосфата кальция способствуют укреплению костей . [14] Биохимики обычно используют аббревиатуру «Pi» для обозначения неорганического фосфата. [89]

Каждая живая клетка заключена в оболочку, которая отделяет ее от окружающей среды. Клеточные мембраны состоят из фосфолипидного матрикса и белков, обычно в виде бислоя. Фосфолипиды получают из глицерина, причем два протона гидроксила (ОН) глицерина заменены жирными кислотами в виде сложного эфира , а третий гидроксильный протон заменен фосфатом, связанным с другим спиртом. [90]

Средний взрослый человек содержит около 0,7 кг фосфора, около 85–90% в костях и зубах в виде апатита , а остальное - в мягких тканях и внеклеточных жидкостях (~ 1%). Содержание фосфора увеличивается примерно с 0,5% по весу в младенчестве до 0,65–1,1% по весу у взрослых. Средняя концентрация фосфора в крови составляет около 0,4 г / л, из которых около 70% составляют органические и 30% неорганические фосфаты. [91] Взрослый человек со здоровым питанием потребляет и выделяет около 1–3 граммов фосфора в день, с потреблением в форме неорганического фосфата и фосфорсодержащих биомолекул, таких как нуклеиновые кислоты и фосфолипиды; и экскреция почти исключительно в форме ионов фосфата, таких как H
2
PO-
4
и HPO2-
4
. Только около 0,1% фосфата тела циркулирует в крови, что соответствует количеству фосфата, доступному для клеток мягких тканей.

Кость и эмаль зубов

Основным компонентом кости является гидроксиапатит, а также аморфные формы фосфата кальция, возможно, включая карбонат. Гидроксиапатит - основной компонент зубной эмали. Фторирование воды повышает устойчивость зубов к разрушению за счет частичного преобразования этого минерала в еще более твердый материал, называемый фторапатитом: [14]

Ca
5
(PO
4
)
3
OH
+ F-
Ca
5
(PO
4
)
3
F
+ OH-

Дефицит фосфора

В медицине синдром дефицита фосфата может быть вызван недоеданием , неспособностью усвоить фосфат и метаболическими синдромами, при которых фосфат извлекается из крови (например, при синдроме возобновления питания после недоедания [92] ) или выводится слишком много его с мочой. Все они характеризуются гипофосфатемией , которая является состоянием низкого уровня растворимого фосфата в сыворотке крови и внутри клеток. Симптомы гипофосфатемии включают неврологическую дисфункцию и нарушение работы мышц и клеток крови из-за недостатка АТФ. Слишком много фосфатов может привести к диарее и кальцификации (затвердеванию) органов и мягких тканей, а также может повлиять на способность организма использовать железо, кальций, магний и цинк. [93]

Фосфор является важным макроминералом для растений, который широко изучается в эдафологии для понимания поглощения растениями почвенными системами. Фосфор является ограничивающим фактором во многих экосистемах ; то есть нехватка фосфора ограничивает скорость роста организма. Избыток фосфора также может быть проблемой, особенно в водных системах, где эвтрофикация иногда приводит к цветению водорослей . [37]

Питание

Диетические рекомендации

Институт медицины США (IOM) обновлен Оценочные Средние требования (колос) и Рекомендованные Диетические Пособия (АРРЫ) для фосфора в 1997 году , если нет достаточной информации для установления Ушей и АРР, оценки обозначенной Адекватного Потребления (AI) используются вместо . Текущий EAR для фосфора для людей в возрасте от 19 лет и старше составляет 580 мг / день. Рекомендуемая суточная норма составляет 700 мг / день. RDA выше, чем EAR, чтобы определить суммы, которые покроют людей с потребностями выше среднего. Рекомендуемая суточная норма для беременности и кормления грудью также составляет 700 мг / сут. Для детей в возрасте от 1 до 18 лет RDA увеличивается с 460 до 1250 мг / день. Что касается безопасности, IOM устанавливает допустимые верхние уровни потребления.(UL) для витаминов и минералов, когда доказательств достаточно. В случае фосфора UL составляет 4000 мг / день. В совокупности EAR, RDA, AI и UL называются диетическими референсами (DRI). [94]

Европейский орган по безопасности пищевых продуктов (EFSA) относится к коллективному набору информации , как диетическое эталонных значений, с справочном населения Intake (PRI) вместо АРР, и средняя потребность вместо EAR. AI и UL определены так же, как в США. Для людей в возрасте 15 лет и старше, включая беременность и кормление грудью , AI установлен на уровне 550 мг / день. Для детей в возрасте 4–10 лет AI составляет 440 мг / день, для детей 11–17 лет - 640 мг / день. Эти AI ниже, чем RDA США. В обеих системах подросткам нужно больше, чем взрослым. [95] Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов рассмотрело тот же вопрос о безопасности и решило, что информации для установления UL недостаточно. [96]

Для целей маркировки пищевых продуктов и пищевых добавок в США количество в порции выражается в процентах от дневной нормы (% DV). Для целей маркировки фосфора 100% дневной нормы составляло 1000 мг, но с 27 мая 2016 года она была пересмотрена до 1250 мг, чтобы привести ее в соответствие с RDA. [97] [98] Соответствие обновленным правилам маркировки требовалось к 1 января 2020 года для производителей с годовым объемом продаж продуктов питания 10 миллионов долларов США и более и к 1 января 2021 года для производителей с годовым объемом продаж продуктов питания менее 10 миллионов долларов США. [99] [100] [101]В течение первых шести месяцев после даты соответствия 1 января 2020 года FDA планирует сотрудничать с производителями, чтобы соответствовать новым требованиям к этикеткам Nutrition Facts, и не будет сосредоточиваться на принудительных мерах в отношении этих требований в течение этого времени. [99] Таблица старых и новых суточных значений для взрослых приведена в Справочном суточном потреблении .

Источники питания

Основные пищевые источники фосфора такие же, как и источники, содержащие белок , хотя белки не содержат фосфор. Например, молоко, мясо и соя обычно также содержат фосфор. Как правило, если в рационе достаточно белка и кальция, вероятно, достаточно и количества фосфора. [102]

Меры предосторожности

Взрыв фосфора

Органические соединения фосфора образуют широкий класс материалов; многие из них необходимы для жизни, но некоторые из них чрезвычайно токсичны. Сложные эфиры фторфосфата являются одними из самых сильнодействующих известных нейротоксинов . Широкий спектр фосфорорганических соединений используется из-за их токсичности в качестве пестицидов ( гербициды , инсектициды , фунгициды и т. Д.) И в качестве оружия нервно-паралитического действия против вражеских людей. Большинство неорганических фосфатов относительно нетоксичны и являются необходимыми питательными веществами. [14]

Аллотроп белого фосфора представляет значительную опасность, поскольку он воспламеняется на воздухе и образует остатки фосфорной кислоты. Хроническое отравление белым фосфором приводит к некрозу челюсти, называемому « фоснистая челюсть ». Белый фосфор токсичен , вызывает серьезные повреждения печени при приеме внутрь и может вызвать состояние, известное как «синдром курения стула». [103]

В прошлом внешнее воздействие элементарного фосфора лечили промыванием пораженного участка 2% -ным раствором сульфата меди для образования безвредных соединений, которые затем смывались. Согласно недавнему документу «Обработка пострадавших от химических агентов и обычных военных химических травм ВМС США: FM8-285: Часть 2« Обычные военные химические травмы » ,« сульфат меди (меди (II)) »использовался персоналом США в прошлом и все еще используется используется некоторыми странами. Однако сульфат меди токсичен, и его использование будет прекращено. Сульфат меди может вызвать почечную и церебральную токсичность, а также вызвать внутрисосудистый гемолиз ». [104]

В руководстве вместо этого предлагается «раствор бикарбоната для нейтрализации фосфорной кислоты, который затем позволит удалить видимый белый фосфор. Частицы часто можно обнаружить по их дыму при ударе воздуха или по их фосфоресценции в темноте. В темноте фрагменты выглядят как люминесцентные пятна. Незамедлительно обработайте ожог, если состояние пациента позволяет удалить частицы WP (белого фосфора), которые могут впитаться позже и, возможно, вызвать системное отравление. НЕ наносите мази на масляной основе, пока не убедитесь, что все WP удален. После полного удаления частиц относитесь к поражениям как к термическим ожогам ». [примечание 1] [ необходима ссылка ]Поскольку белый фосфор легко смешивается с маслами, любые масляные вещества или мази не рекомендуются до тех пор, пока область не будет тщательно очищена и весь белый фосфор не будет удален.

Люди могут подвергаться воздействию фосфора на рабочем месте при вдыхании, проглатывании, контакте с кожей и глазами. Управление по охране труда и здоровья (OSHA) установило предел воздействия фосфора ( допустимый предел воздействия ) на рабочем месте на уровне 0,1 мг / м 3 в течение 8-часового рабочего дня. Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья (NIOSH) установила предел Рекомендуемый экспозиции (REL) 0,1 мг / м 3 в течение 8-часового рабочего дня. При уровне 5 мг / м 3 фосфор немедленно опасен для жизни и здоровья . [105]

Статус Управления по борьбе с наркотиками США I

Фосфор может восстанавливать элементарный йод до иодистоводородной кислоты , которая является реагентом, эффективным для восстановления эфедрина или псевдоэфедрина до метамфетамина . [106] По этой причине, красный и белый фосфор были обозначены Управлением по борьбе с наркотиками США как химические вещества-прекурсоры Списка I в соответствии с 21 CFR 1310.02, вступившим в силу 17 ноября 2001 года. [107] В Соединенных Штатах, обработчики красного или белого фосфора подлежат строгому нормативному контролю. [107] [108] [109]

В популярной культуре

В пилотном эпизоде ​​сериала « Во все тяжкие» красный порошок фосфора показан дважды. Уолтер Уайт первым синтезирует метамфетамин через путь Нагаи , используя красный фосфор и йод для уменьшения количества псевдоэфедрина. Позже в эпизоде ​​он смешивает порошок красного фосфора с водой, чтобы калечить Крейзи-8 и Эмилио Кояму, производя газ фосфин .

Смотрите также

  • Цикл фосфора

Примечания

  1. ^ WP (белый фосфор) проявляет хемолюминесценцию при воздействии воздуха, и если в ране есть WP, покрытый тканью или жидкостями, такими как сыворотка крови, он не будет светиться, пока не подвергнется воздействию воздуха, что требует очень темного комната и глаза, адаптированные к темноте, чтобы ясно видеть

Рекомендации

  1. ^ Мейджа, Юрис; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 88 (3): 265–91. DOI : 10,1515 / пак-2015-0305 .
  2. ^ «Фосфор: химический элемент» . Encyclopdia Britannica .
  3. ^ Ван, Юйчжун; Се, Яомин; Вэй, Пингжун; Кинг, Р. Брюс; Шефер, III; Schleyer, Paul v. R .; Робинсон, Грегори Х. (2008). «Карбен-стабилизированный дифосфор». Журнал Американского химического общества . 130 (45): 14970–1. DOI : 10.1021 / ja807828t . PMID 18937460 . 
  4. ^ Эллис, Бобби Д .; Макдональд, Чарльз LB (2006). «Йодид фосфора (I): универсальный реагент метатезиса для синтеза соединений фосфора в состоянии низкого окисления». Неорганическая химия . 45 (17): 6864–74. DOI : 10.1021 / ic060186o . PMID 16903744 . 
  5. ^ Лиде, DR, изд. (2005). «Магнитная восприимчивость элементов и неорганических соединений». CRC Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. ISBN  0-8493-0486-5.
  6. ^ Weast, Роберт (1984). CRC, Справочник по химии и физике . Бока-Ратон, Флорида: Издательство Chemical Rubber Company. стр. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
  7. ^ ср. « Воспоминания о горении в целом » Mémoires de l'Académie Royale des Sciences 1777, 592–600. из Генри Маршалл Лестер и Герберт С. Кликштейн, Справочник по химии 1400–1900 (Нью-Йорк: McGraw Hill, 1952)
  8. ^ а б А. Холлеман; Н. Виберг (1985). «XV 2.1.3». Lehrbuch der Anorganischen Chemie (33-е изд.). де Грюйтер. ISBN 3-11-012641-9.
  9. ^ a b Изобилие . ptable.com
  10. ^ ОГО Cossairt, СС Cummins, АР Руководитель, Д.Л. Лихтенбергер, RJF Бергер, С.А. Hayes, СЗ Mitzel, Г. В, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8459
  11. ^ Саймон, Арндт; Боррманн, Хорст; Хорах, Йорг (1997). «О полиморфизме белого фосфора». Chemische Berichte . 130 (9): 1235–1240. DOI : 10.1002 / cber.19971300911 .
  12. ^ Велфорд С. Робертс; Уильям Р. Хартли (1992-06-16). Консультации по вопросам здоровья питьевой воды: боеприпасы (иллюстрированный ред.). CRC Press, 1992. стр. 399. ISBN 0873717546.
  13. ^ Мари-Терез Авербух-Pouchot; А. Дуриф (1996). Разделы химии фосфатов . World Scientific, 1996. с. 3. ISBN 9810226349.
  14. ^ Б с д е е г ч я J к л м н Гринвуд, Н.Н.; И Эрншоу, А. (1997). Химия элементов (2-е изд.), Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 0-7506-3365-4 . 
  15. ^ Пиро, штат Северная Каролина; Фигероа, JS; Маккеллар, JT; Cummins, CC (2006). «Реакционная способность молекул дифосфора с тройными связями» . Наука . 313 (5791): 1276–9. Bibcode : 2006Sci ... 313.1276P . DOI : 10.1126 / science.1129630 . PMID 16946068 . S2CID 27740669 .  
  16. ↑ a b c d e Parkes & Mellor 1939 , стр. 717
  17. ^ а б Эгон Виберг; Нильс Виберг; Арнольд Фредерик Холлеман (2001). Неорганическая химия . Академическая пресса. С. 683–684, 689. ISBN 978-0-12-352651-9. Проверено 19 ноября 2011 .
  18. ^ Parkes & Меллора 1939 , стр. 721-722
  19. ^ а б в г Хэммонд, CR (2000). Элементы в Справочнике по химии и физике (81-е изд.). CRC Press. ISBN 0-8493-0481-4.
  20. ^ а б в Бергер, LI (1996). Полупроводниковые материалы . CRC Press. п. 84 . ISBN 0-8493-8912-7.
  21. ^ А. Браун; С. Ранквист (1965). «Уточнение кристаллической структуры черного фосфора». Acta Crystallogr . 19 (4): 684–685. DOI : 10.1107 / S0365110X65004140 .
  22. ^ Cartz, L .; Шриниваса, SR; Riedner, RJ; Jorgensen, JD; Уорлтон, Т.Г. (1979). «Влияние давления на соединение в черном фосфоре». Журнал химической физики . 71 (4): 1718–1721. Bibcode : 1979JChPh..71.1718C . DOI : 10.1063 / 1.438523 .
  23. ^ Ланге, Стефан; Шмидт, Peer & Nilges, Том (2007). «Au3SnP7 @ Черный фосфор: легкий доступ к черному фосфору». Неорг. Chem. 46 (10): 4028–35. DOI : 10.1021 / ic062192q . PMID 17439206 .  
  24. ^ Роберт Энгель (2003-12-18). Синтез углерод-фосфорных связей (2-е изд.). CRC Press, 2003. стр. 11. ISBN 0203998243.
  25. ^ "Нобелевская премия по химии 1956 - презентационная речь профессора А. Оландера (член комитета)" . Проверено 5 мая 2009 .
  26. ^ "Страница тем по фосфору, в латеральной науке" . Архивировано из оригинала на 2009-02-21 . Проверено 5 мая 2009 .
  27. ^ a b c Эмсли, Джон (2000). Шокирующая история фосфора . Лондон: Макмиллан. ISBN 0-330-39005-8.
  28. ^ Ванзи, Ричард Дж .; Хан, Ахсан У. (1976). «Фосфоресценция фосфора». Журнал физической химии . 80 (20): 2240–2242. DOI : 10.1021 / j100561a021 .
  29. ^ a b Майкл А. Соммерс (2007-08-15). Фосфор . Издательская группа Розен, 2007. стр. 25 . ISBN 978-1404219601.
  30. ^ Audi, G .; Кондев Ф.Г .; Wang, M .; Хуанг, WJ; Наими, С. (2017). «Оценка ядерных свойств NUBASE2016» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 030001. Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A . DOI : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030001 .
  31. ^ Neufcourt, L .; Cao, Y .; Nazarewicz, W .; Olsen, E .; Виенс, Ф. (2019). «Нейтронная капельная линия в области Са из усреднения байесовской модели». Письма с физическим обзором . 122 (6): 062502–1–062502–6. arXiv : 1901.07632 . Bibcode : 2019PhRvL.122f2502N . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.122.062502 . PMID 30822058 . S2CID 73508148 .  
  32. ^ "Фосфор-32" (PDF) . Департамент охраны труда и окружающей среды Мичиганского университета. Архивировано из оригинального (PDF) 28 мая 2016 года . Проверено 18 ноября 2010 .
  33. ^ Koo, B.-C .; Lee, Y.-H .; Moon, D.-S .; Юн, С.-К .; Раймонд, JC (2013). "Фосфор в молодом остатке сверхновой Кассиопеи А". Наука . 342 (6164): 1346–8. arXiv : 1312.3807 . Bibcode : 2013Sci ... 342.1346K . DOI : 10.1126 / science.1243823 . PMID 24337291 . S2CID 35593706 .  
  34. ^ Ривилла, ВМ; Дроздовская, МН; Altwegg, K .; Caselli, P .; Beltrán, MT; Fontani, F .; ван дер Так, FFS; Cesaroni, R .; Васюнин, А .; Рубин, М .; Lique, F .; Marinakis, S .; Тести, Л. (2019). «ALMA и ROSINA обнаружение фосфорсодержащих молекул: межзвездная нить между областями звездообразования и кометами». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 492 : 1180–1198. arXiv : 1911.11647 . DOI : 10.1093 / MNRAS / stz3336 . S2CID 208290964 . 
  35. ESO (15 января 2020 г.). «Астрономы раскрывают межзвездную нить одного из строительных блоков жизни» . Phys.org . Проверено 16 января 2020 года .
  36. ^ «Фосфатная порода: статистика и информация» . USGS . Проверено 6 июня 2009 .
  37. ^ а б в г д Филпотт, Том (март – апрель 2013 г.). «Вам нужен фосфор, чтобы жить - а мы на исходе» . Мать Джонс .
  38. Перейти ↑ Klein, Cornelis and Cornelius S. Hurlbut, Jr., Manual of Mineralogy , Wiley, 1985, 20 ed., P. 360, ISBN 0-471-80580-7 
  39. ^ Трелфолл 1951 , стр. 51
  40. ^ Артур DF игрушки (2013-10-22). Химия фосфора . Elsevier, 2013. с. 389 . ISBN 978-1483147413.
  41. ^ DEC Corbridge "Фосфор: краткое описание его химии, биохимии и технологии" 5-е издание Elsevier: Амстердам, 1995. ISBN 0-444-89307-5 . 
  42. ^ Kutzelnigg, W. (1984). «Химическая связь в высших основных элементах группы» (PDF) . Энгью. Chem. Int. Эд. Англ . 23 (4): 272–295. DOI : 10.1002 / anie.198402721 .
  43. ^ Марк, JE; Оллкок, HR; Вест, Р. «Неорганические полимеры» Прентис Холл, Энглвуд, Нью-Джерси: 1992. ISBN 0-13-465881-7 . 
  44. ^ Heal, HG «Неорганическая гетероциклическая химия серы, азота и фосфора» Academic Press: Лондон; 1980. ISBN 0-12-335680-6 . 
  45. ^ Недели, Мэри Эльвира (1932). «Открытие элементов. II. Элементы, известные алхимикам». Журнал химического образования . 9 (1): 11. Bibcode : 1932JChEd ... 9 ... 11W . DOI : 10.1021 / ed009p11 .
  46. ^ Битти, Ричард (2000). Фосфор . Маршалл Кавендиш. п. 7. ISBN 0-7614-0946-7.
  47. ^ a b Schmundt, Hilmar (21 апреля 2010 г.), «Эксперты предупреждают о надвигающемся фосфорном кризисе» , Der Spiegel .
  48. Перейти ↑ Stillman, JM (1960). История алхимии и ранней химии . Нью-Йорк: Дувр. С. 418–419. ISBN 0-7661-3230-7.
  49. ^ Баччини, Питер; Пол Х. Бруннер (10 февраля 2012 г.). Метаболизм Антропосферы . MIT Press, 2012. с. 288. ISBN 978-0262300544.
  50. ^ Emsley, Джон (7 января 2002). 13-й элемент: грязная сказка об убийстве, огне и фосфоре . Джон Вили и сыновья. ISBN 978-0-471-44149-6. Проверено 3 февраля 2012 года .
  51. ^ ср. « Воспоминания о горении в целом » Mémoires de l'Académie Royale des Sciences 1777, 592–600. из Генри Маршалл Лестер и Герберт С. Кликштейн, Справочник по химии 1400–1900 (Нью-Йорк: McGraw Hill, 1952)
  52. ^ Томсон, Роберт Дандас (1870). Словарь по химии с его приложениями к минералогии, физиологии и искусствам . Богатые. Гриффин и компания. п. 416.
  53. ^ Трелфолл 1951 , стр. 49-66
  54. ^ Роберт Б. Хейманн; Ханс Д. Леманн (10 марта 2015 г.). Биокерамические покрытия для медицинских имплантатов . John Wiley & Sons, 2015. стр. 4. ISBN 978-3527684007.
  55. Химия фосфора, Артур Той.
  56. ^ Патент США 417943
  57. ^ Трелфолл 1951 , стр. 81-101
  58. ^ Parkes & Mellor 1939 , стр. 718–720.
  59. ^ a b c Трелфолл 1951 , стр. 167–185
  60. ^ Льюис Р. Голдфрэнк; Нил Фломенбаум; Мэри Энн Хоуленд; Роберт С. Хоффман; Нил А. Левин; Льюис С. Нельсон (2006). Токсикологические состояния Голдфрэнка . McGraw-Hill Professional. С. 1486–1489. ISBN 0-07-143763-0.
  61. ^ Закон о запрещении спичек белого фосфора, 1908 г.
  62. ^ Поджер 2002 , стр. 297-298
  63. ^ "Фосфатная порода" (PDF) . USGS . Проверено 20 марта 2017 .
  64. Перейти ↑ Carpenter SR & Bennett EM (2011). «Пересмотр планетарной границы по фосфору» . Письма об экологических исследованиях . 6 (1): 014009. Bibcode : 2011ERL ..... 6a4009C . DOI : 10.1088 / 1748-9326 / 6/1/014009 .
  65. Рейли, Майкл (26 мая 2007 г.). "Как долго это продлится?". Новый ученый . 194 (2605): 38–39. Bibcode : 2007NewSc.194 ... 38R . DOI : 10.1016 / S0262-4079 (07) 61508-5 . ISSN 0262-4079 . 
  66. ^ Льюис, Лео (2008-06-23). «Ученые предупреждают об отсутствии жизненно необходимого фосфора, поскольку биотопливо повышает спрос» . The Times .
  67. Grantham, Jeremy (12 ноября 2012 г.). «Будьте убедительны. Будьте храбрыми. Будьте арестованы (если необходимо)» . Природа . 491 (7424): 303. Bibcode : 2012Natur.491..303G . DOI : 10.1038 / 491303a . PMID 23151541 . 
  68. ^ "ERCO и Лонг-Харбор" . Мемориальный университет Ньюфаундленда и Фонд CRB . Проверено 6 июня 2009 .
  69. ^ Шрайвер, Аткинс. Неорганическая химия, пятое издание. WH Freeman and Company, Нью-Йорк; 2010; п. 379.
  70. Фон Вагнер, Рудольф (1897). Учебное пособие по химической технологии . Нью-Йорк: Д. Эпплтон и Ко. Стр. 411.
  71. ^ a b Этесами, Х. (2019). Динамика питательных веществ для устойчивого растениеводства . п. 217.
  72. ^ "Почвенный фосфор" (PDF) . Министерство сельского хозяйства США .
  73. ^ «Управление фосфором для растениеводства» . Расширение штата Пенсильвания .
  74. ^ Джессика Эльзея Когель, изд. (2006). Промышленные полезные ископаемые и горные породы: сырьевые товары, рынки и использование . МСБ, 2006. с. 964. ISBN 0873352335.
  75. ^ a b c d e Трелфолл, RE (1951). 100 лет производства фосфора: 1851–1951 . Олдбери: Олбрайт и Уилсон Лтд.
  76. ^ Дисковски, Герберт и Хофманн, Томас (2005) «Фосфор» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , Wiley-VCH, Weinheim. DOI : 10.1002 / 14356007.a19_505
  77. ^ Роланд В. Шольц; Амит Х. Рой; Фридолин С. Бранд; Дебора Хеллумс; Андреа Э. Ульрих, ред. (2014-03-12). Устойчивое управление фосфором: глобальная трансдисциплинарная дорожная карта . Springer Science & Business Media. п. 175. ISBN 978-9400772502.
  78. ^ Мел Шварц (2016-07-06). Энциклопедия и справочник материалов, деталей и отделки . CRC Press. ISBN 978-1138032064.
  79. ^ Джозеф Р. Дэвис, изд. (Январь 2001 г.). Медь и медные сплавы . ASM International. п. 181. ISBN. 0871707268.
  80. ^ Хьюз, JP W; Baron, R .; Бакленд, DH; и другие. (1962). «Фосфорный некроз челюсти: современное исследование: с клиническими и биохимическими исследованиями» . Br. J. Ind. Med . 19 (2): 83–99. DOI : 10.1136 / oem.19.2.83 . PMC 1038164 . PMID 14449812 .  
  81. Перейти ↑ Crass, MF, Jr. (1941). «История спичечной индустрии. Часть 9» (PDF) . Журнал химического образования . 18 (9): 428–431. Bibcode : 1941JChEd..18..428C . DOI : 10.1021 / ed018p428 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )[ постоянная мертвая ссылка ]
  82. ^ Оливер, Томас (1906). «Промышленное заболевание, вызванное некоторыми ядовитыми парами или газами» . Архив Лаборатории общественного здравоохранения . Издательство Манчестерского университета. 1 : 1–21.
  83. ^ Чарновиц, Стив (1987). «Влияние международных трудовых норм на мировой торговый режим. Исторический обзор». Международный обзор труда . 126 (5): 565, 571.
  84. ^ Клаус Schrödter, Герхард Bettermann, Томас Staffel, Friedrich Wahl, Томас Клейн, Томас Хоффман "Фосфорная кислота и Фосфаты" в энциклопедии Ульмана промышленной химии 2008, Wiley-VCH, Weinheim. DOI : 10.1002 / 14356007.a19_465.pub3
  85. ^ "Устаревшие ручные гранаты" . GlobalSecurity.Org . Проверено 3 августа 2009 .
  86. ^ Докери, Кевин (1997). Специальное оружие специального назначения . Чикаго: Emperor's Press. ISBN 1-883476-00-3.
  87. ^ Дэвид А. Этвуд, изд. (19.02.2013). Радионуклиды в окружающей среде . John Wiley & Sons, 2013. ISBN. 978-1118632697.
  88. ^ Руттенберг, KC Цикл фосфора - Наземный цикл фосфора, перенос фосфора с континентов в океан, морской цикл фосфора . ( ссылка в архиве )
  89. ^ Липман D (1944). «Ферментативный синтез ацетилфосфата» . J Biol Chem . 155 : 55–70.
  90. ^ Нельсон, DL; Кокс, М. М. «Ленингер, принципы биохимии», 3-е изд. Стоит опубликовать : Нью-Йорк, 2000. ISBN 1-57259-153-6 . 
  91. ^ Бернхардт, Нэнси Э .; Каско, Артур М. (2008). Питание для людей среднего и пожилого возраста . Nova Publishers. п. 171. ISBN. 978-1-60456-146-3.
  92. ^ Mehanna HM, Moledina J, Travis J (июнь 2008). «Синдром возобновления питания: что это такое, как его предотвратить и лечить» . BMJ . 336 (7659): 1495–8. DOI : 10.1136 / bmj.a301 . PMC 2440847 . PMID 18583681 .  
  93. ^ Андерсон, Джон JB (1996). «Кальций, фосфор и развитие костей человека» . Журнал питания . 126 (4 доп.): 1153S – 1158S. DOI : 10,1093 / Jn / 126.suppl_4.1153S . PMID 8642449 . 
  94. ^ Институт медицины (1997). «Фосфор» . Рекомендуемая диета для кальция, фосфора, магния, витамина D и фторида . Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press. С. 146–189. DOI : 10.17226 / 5776 . ISBN 978-0-309-06403-3. PMID  23115811 . S2CID  8768378 .
  95. ^ «Обзор диетических референсных значений для населения ЕС, составленный группой EFSA по диетическим продуктам, питанию и аллергии» (PDF) . 2017 г.
  96. ^ Допустимые верхние уровни потребления витаминов и минералов (PDF) , Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов, 2006 г.
  97. ^ «Федеральный регистр, 27 мая 2016 г. Маркировка пищевых продуктов: пересмотр этикеток с указанием пищевых продуктов и добавок. FR страница 33982» (PDF) .
  98. ^ «Справочник дневной нормы базы данных этикеток диетических добавок (DSLD)» . База данных этикеток диетических добавок (DSLD) . Архивировано из оригинального 7 -го апреля 2020 года . Дата обращения 16 мая 2020 .
  99. ^ a b «FDA предоставляет информацию о двух столбцах на этикетке Nutrition Facts» . США пищевых продуктов и медикаментов (FDA) . 30 декабря 2019 . Дата обращения 16 мая 2020 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  100. ^ «Изменения в этикетке с данными о питании» . США пищевых продуктов и медикаментов (FDA) . 27 мая 2016 . Дата обращения 16 мая 2020 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  101. ^ «Отраслевые ресурсы об изменениях в этикетке с данными о питании» . США пищевых продуктов и медикаментов (FDA) . 21 декабря 2018 . Дата обращения 16 мая 2020 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  102. ^ Фосфор в диете: Медицинская энциклопедия MedlinePlus . Nlm.nih.gov (07.11.2011). Проверено 19 ноября 2011.
  103. ^ «CBRNE - зажигательные агенты, белый фосфор (синдром курения стула)» . Проверено 5 мая 2009 .
  104. ^ "Обработка ВМС США пострадавших от химических агентов и обычных военных химических травм: FM8-285: Часть 2 Обычные военные химические травмы" . Архивировано из оригинального 22 ноября 2005 года . Проверено 5 мая 2009 .
  105. ^ "CDC - Карманный справочник NIOSH по химической опасности - фосфор (желтый)" . www.cdc.gov . Проверено 21 ноября 2015 .
  106. ^ Скиннер, HF (1990). «Синтез метамфетамина посредством восстановления эфедрина йодоводородной кислотой / красным фосфором». Международная криминалистическая экспертиза . 48 (2): 123–134. DOI : 10.1016 / 0379-0738 (90) 90104-7 .
  107. ^ a b "66 FR 52670—52675" . 17 октября 2001 . Проверено 5 мая 2009 .
  108. ^ "21 CFR 1309" . Архивировано из оригинала на 2009-05-03 . Проверено 5 мая 2009 .
  109. ^ «21 USC, Глава 13 (Закон о контролируемых веществах)» . Проверено 5 мая 2009 .

Библиография

  • Эмсли, Джон (2000). Шокирующая история Phosphorus. Биография Дьявольской стихии . Лондон: Макмиллан. ISBN 0-333-76638-5.
  • Parkes, GD; Меллор, JW (1939). Современная неорганическая химия Меллора . Longman's Green and Co.
  • Поджер, Хью (2002). Олбрайт и Уилсон. Последние 50 лет . Studley: Brewin Books. ISBN 1-85858-223-7.
  • Трелфолл, Ричард Э. (1951). История 100 лет производства фосфора: 1851–1951 . Олдбери: Олбрайт и Уилсон Лтд.