fosfor
Atom numarası 15, atom ağırlığı 30,97, yoğunluğu 1,83 olan, yarı saydam, bal mumu kıvamında, karanlıkta ışıldayan, sarımsak kokulu, zehirli bir element (simgesi P):"Fosfor, hafif bir sürtüşme ile alev alev yanmaya başlar."- .
Bulunuşu
Fosfor tabiatta serbest halde bulunmaz. Tabiatta çeşitli mineralleri mevcuttur. Bunların başlıcaları; apatit 3Ca3(PO4)2 Ca(FCl)2, fosforit Ca3(PO4)2, vivianit Fe3(PO4)3 8H2O, wovelillit 4Al PO4 2Al(OH)3 9H2O ve monazit CaPO4 dir. Kemiğin yapısında, beyinde ve yumurtada bulunur. Özellikleri: Dört çeşit allotropu vardır. Bunların fiziksel özellikleri birbirinden farklıdır:Beyaz fosfor
Zehirli, yağımsı ve sarımtrak renktedir. Karbondisülfürde çözünür. Yoğunluğu 1,82 g/cm3 olup, 44°C’de erir ve 280°C’ye doğru kaynar. Buharı hava ile hemen oksitlenir ve bir ışıldama olur. 60°’nin üstünde kendi kendine alevlenir. Sis halinde P2O3 bileşiğini meydana getirir. Sürtünme dahi bu olayı meydana getirebildiğinden, beyaz fosfor su altında saklanır.Kırmızı fosfor
Koyu kırmızı renkte tozdur. Beyaz fosforun 250°C’de ısıtılması ile elde edilir. Beyaz fosforun tersine zehirsizdir. Yoğunluğu 2,2 g/cm3tür. 610°C civarında, erimeden buharlaşır. Moleküler yapıya sahib olan P8 şeklinde söylenir. Siyah fosfor: Yoğunluğu 2,7 g/cm3 olup az kullanılan allotroptur. Beyaz fosfordan elde edilir. 4. Mor fosfor: Mor kristaller halinde olup, yoğunluğu 2,33 g/cm3tür. Erime noktası 592,5°C’dir. Çözücüsü yoktur. Beyaz fosfordan elde edilir.
Kimyasal özellikleri
Fosforun atom numarası 15, atom ağırlığı 30,973’tür. -3, +3, +5 değerliklerini alabilir. Fosfor yandığı zaman, şartlara bağlı olarak P2O3 ve P2O5 bileşiklerini meydana getirir. Beyaz fosfor düşük sıcaklıkta yandığı halde, kırmızı fosfor 400°C civarında yanar. Elde edilişi: Coignet usulü: Eski olmakla beraber, halen az çok kullanılan bir usuldür. Kemiklerden jelatin elde edilirken fosfor yan ürün olarak elde edilir. Kemikte, % 52-68 Ca3(PO4)2 ve az miktarda da Mg3(PO4)2 bulunur. Bu fosfatlar klorür asidi ile reaksiyona sokularak suda çözünen primer kalsiyum fosfat Ca(H2PO4)2 elde edilir. Bu tuzdan önce fosfat asidi (H3O4), daha sonra karbonla indirgeme ile elementel fosfor (P4) elde edilir. Elektrikle indirgeme usulü: Tabii fosfatlara uygulanır. Bu çeşit yollarla kazanılan kalsiyum tersiyer fosfat Ca3(PO4)2, elektrik fırınında kum (SiO2) ve kömür (C) ile reaksiyona sokulur ve fosfor elde edilir: Ca3(PO4)2 + 3SiO2+5C › 1/2P4+3CaSiO3 + 5CO Kullanılışı: İzli mermi, sis bombası ve işaret fişekleri yapımında kullanılır. Fosfat asidi ve fosfat türevlerinin fabrikasyonunda, kibrit yapımında, anorganik ve organik kimyada çeşitli maksatlar için istifade edilen fosfor bileşiklerinin elde edilmesinde kullanılır. Biyolojik önemi: Fosfor bütün canlı hücrelerde fosforik asidin organik asitlerle yaptığı esterleri halinde bulunur. Vücutta başlıca kalsiyumla beraber kemiklerde bulunur. Kanda fosfat iyonları halinde bulunabildiği gibi, lipid ve proteinlere bağlı olarak, bunun yanında ATP moleküllerinde de bulunur. Bileşikleri: Fosfor penta oksit: Beyaz bir toz olup, beyaz fosforun doğrudan doğruya yanmasından elde edilir. Erimiş fosfor üzerine doğrudan doğruya hava gönderilerek elde edilir. P4+5O2 › 2P2O5 Fosfor pentaoksit su ile çeşitli ürünler verir: P2O5+H2O › 2HPO3 (Metafosforik asit) P2O5+3H2O › 2H3PO4 (Ortafosforik asit) P2O5+2H2O › H4P2O7 (Pirofosforik asit) Fosfor pentaokside fosforik asidin anhidridi (susuz) de denir. Nem çekici olduğu için kurutucu olarak kullanılır. Fosfat asidi (Orto fosforikasit): Beyaz kristal (billur) halinde bir katı olup, 42°C’de erir. Suda her oranda çözünür. Gübre ve mine yapmakta, boyada, kabartma tozu hazırlanmasında, karbonatlı içeceklerde ve şurupta kullanılır. Piyasaya arz edilen fosfat asidi, çözeltilerinin yoğunlukları, 1,45 ile 1,70 arasında değişir. Ticari çözeltiler, % 60-70’liktir. % 98’lik çözeltileri de vardır. Fosfat asidi, P2O5’ten elde edildiği gibi, kırmızı fosfordan da elde edilebilir: 3P+5HNO3+2H2O › 3H3PO4+5NO Ayrıca fosfat tuzlarının H2SO4 ile reaksiyonundan elde edilir.Fosforik asidin tuzları
Bu asidin üç çeşit tuzu vardır. Eğer tuzun bünyesinde iki hidrojen varsa primer, bir hidrojen varsa sekonder, hidrojen hiç yoksa tersiyer fosfat tuzu meydana gelmiş olur: NaH2PO4: Sodyum primer fosfat (asidiktir) Na2HPO4: Sodyum sekonder fosfat (zayıf asidik) Na3PO4: Sodyum tersiyer fosfat (nötr) Na3PO4 temizleyici özelliği olduğu için temizleme tozlarının içine katılır. Kalsiyum primer fosfat (Ca(H2PO4)2) gübre olarak kullanılır ve buna süperfosfat da denir. Bu madde jips’e sülfat asidi etki ettirmekle elde edilir.
Pirofosforik asit
Cam görünüşünde renksiz bir katıdır. Erime noktası 61°C olup, suda çözünür. Na4P2O7 bileşiği sulara sertlik veren kalsiyum, magnezyum ve demir iyonlarını (yani suyun sertliğini) bertaraf ettiği için sabuna katılır. Fosforik asidin 200°’den 300°ye kadar ısıtılması ile elde edilir: 2H3PO4 › H4P2O7 + H2O Metafosfat asidi: Anhidridi P2O5’tir. Sert ve camımsı bir katıdır. Suda çözündüğünde fosfat asidine dönüşür. Formülü, HPO3’tür. Fosfor trioksit: Fosforöz (fosfit) asidinin anhidriti olup, formülü P2O3’tür. Erime noktası 23,8°C’dir.Fosforöz (fosfit) asit
Fosfor trioksidin soğuk su ile reaksiyonundan elde edilir: P2O3+3H2O › 2H3PO3 Fosfor triklorürün su ile reaksiyonundan da elde edilir. Beyaz bir katıdır. 74°C’de erir. Suda hemen çözünür. Üç tane protonu olduğu halde, iki değerlikli asittir ve fosfat asidinden daha kuvvetlidir.
Fosfin
Formülü PH3 olup, fosfor bu bileşikte -3 değerliklidir. Oldukça zehirli, renksiz ve sarmısak kokulu bir gazdır. Fosfin havada yanar ve fosforik asidi verir. Fosfor triklorür: PCl3 formülü ile gösterilir. Bu madde 1,5 g/cm3 yoğunlukta olup, 76°C’de kaynar. Nemli havada beyaz dumanlar neşreder ve gözü yaşartır. Organik kimya sentezlerinde çok kullanılır. Fosfor pentaklorür: Formülü PCl5 olup, beyaz billuridir. Erimeden buhar haline geçer, yani süblimleşir.Fosforun biyolojik önemi
Birçok metabolizma olayının gerçekleşebilmesi için fosfor zaruri bir elementtir. Deoksiribonükleik asitlerin (DNA) moleküllerinde kodlanmış irsi özelliklerin yeni nesillere aktarılmasında, temel rol fosforundur. Vücuttaki fosforun kalsiyuma oranı azaldığında, çocuklarda raşitizm, büyüklerde ise kemik yumuşaması gibi hastalıklar ortaya çıkar. Fosforca zengin besinler olarak süt, yumurta, baklagiller ve ceviz gibi kuruyemişler sayılabilir.