Fosfor adalah unsur kimia yang cukup umum di planet kita. Namanya diterjemahkan sebagai "pembawa cahaya", karena dalam bentuknya yang murni ia bersinar terang dalam gelap. Unsur ini ditemukan secara tidak sengaja, oleh alkemis Henning Brand, ketika dia mencoba mengekstrak emas dari urin. Jadi fosfor menjadi elemen pertama yang dapat diekstraksi oleh para alkemis melalui eksperimen mereka.

Karakteristik fosfor

Secara kimiawi sangat aktif, oleh karena itu, di alam hanya dapat ditemukan dalam bentuk mineral - senyawa dengan unsur lain, yang ada 190 spesies. Senyawa yang paling penting adalah kalsium fosfat.Banyak jenis apatit sekarang dikenal, yang paling umum adalah fluorapatit. Batuan sedimen - fosforit - terdiri dari apatit dari berbagai jenis.

Bagi organisme hidup, fosfor sangat penting, karena merupakan bagian dari protein nabati dan hewani dalam bentuk berbagai senyawa.

Pada tumbuhan, unsur ini ditemukan terutama dalam protein biji, dan pada organisme hewan - dalam berbagai protein darah, susu, sel otak, dan sejumlah besar fosfor ditemukan dalam bentuk kalsium fosfat dalam tulang. vertebrata.

Fosfor ada dalam tiga modifikasi alotropik: fosfor putih, merah dan hitam. Mari kita lihat lebih detail.

Fosfor putih dapat diperoleh dengan mendinginkan uapnya dengan cepat. Kemudian zat kristal padat terbentuk, yang dalam bentuknya yang murni benar-benar tidak berwarna dan transparan. Fosfor putih yang tersedia secara komersial biasanya berwarna agak kekuningan dan penampilannya sangat berlilin. Dalam cuaca dingin, zat ini menjadi rapuh, dan pada suhu di atas 15 derajat menjadi lunak, dan dapat dengan mudah dipotong dengan pisau.

Fosfor putih tidak larut dalam air, tetapi cocok untuk pelarut organik. Di udara, ia teroksidasi dengan sangat cepat (mulai terbakar) dan pada saat yang sama bersinar dalam gelap. Sebenarnya, ide tentang zat bercahaya dan cerita detektif terkait persis dengan fosfor putih. Ini adalah racun kuat yang mematikan bahkan dalam dosis kecil.

Fosfor merah adalah padatan merah tua yang berbeda dalam sifat dari yang dijelaskan di atas. Ini mengoksidasi di udara sangat lambat, tidak bersinar dalam gelap, menyala hanya ketika dipanaskan, tidak dapat larut dalam pelarut organik, dan tidak beracun. Dengan pemanasan yang kuat, di mana tidak ada akses udara, itu, tanpa meleleh, berubah menjadi uap, dari mana, ketika didinginkan, fosfor putih diperoleh. Ketika kedua elemen terbakar, fosfor oksida terbentuk, yang membuktikan adanya elemen yang sama dalam komposisinya. Dengan kata lain, mereka dibentuk oleh satu elemen - fosfor - dan merupakan modifikasi alotropiknya.

Fosfor hitam diperoleh dari putih pada 200 derajat Celcius di bawah tekanan tinggi. Ini memiliki struktur berlapis, kilau logam dan terlihat seperti grafit. Dari semua jenis padat zat ini, itu adalah yang paling tidak aktif.

FOSFOR, P (lat. Fosfor * a. fosfor; n. Fosfor; f. fosfor; dan. fosforo), adalah suatu unsur kimia golongan V dari sistem periodik Mendeleev, nomor atom 15, massa atom 30,97376. Fosfor alami diwakili oleh satu isotop stabil 31 P. Enam isotop radioaktif buatan fosfor dikenal dengan nomor massa 28-30 dan 32-34.

Metode memperoleh fosfor mungkin telah diketahui oleh para alkemis Arab pada awal abad ke-12, tetapi tanggal yang diterima secara umum untuk penemuan fosfor adalah 1669, ketika H. Brand () menerima zat yang bersinar dalam gelap, yang disebut "dingin". api". Keberadaan fosfor sebagai unsur kimia dibuktikan pada awal tahun 70-an. abad ke 18 Kimiawan Prancis A. Lavoisier.

Modifikasi dan properti

Unsur fosfor ada dalam bentuk beberapa modifikasi alotropik - putih, merah, hitam. Fosfor putih adalah zat transparan lilin dengan bau khas, dibentuk oleh kondensasi uap fosfor. Di hadapan kotoran - jejak fosfor merah, arsenik, besi, dll. - berwarna kuning, oleh karena itu fosfor putih komersial disebut kuning. Ada 2 modifikasi fosfor putih a-P memiliki kisi kubik terdekat dengan kemasan a = 0,185 nm; kepadatan 1828 kg/m 3 ; titik leleh 44,2°C, titik didih 277°C; konduktivitas termal 0,56 W/(m.K); kapasitas panas molar 23,82 J / (mol.K); koefisien temperatur pemuaian linier 125,10 -6 K -1 ; dalam sifat listrik, fosfor putih dekat dengan dielektrik. Pada suhu 77,8 ° C dan tekanan 0,1 MPa, a-P berubah menjadi b-P (kisi belah ketupat, densitas 1880 kg / m 3). Memanaskan fosfor putih tanpa udara pada 250-300 ° C selama beberapa jam mengarah pada pembentukan modifikasi merah. Fosfor merah komersial biasa praktis amorf, namun, dengan pemanasan yang lama, ia dapat berubah menjadi salah satu bentuk kristal (triklinik, kubik) dengan kepadatan 2000 hingga 2400 kg / m 3 dan titik leleh 585-610 ° C. Selama sublimasi (sublimasi t 431 ° C), fosfor merah berubah menjadi gas, setelah pendinginan yang terutama terbentuk fosfor putih. Ketika fosfor putih dipanaskan hingga 200-220 °C di bawah tekanan 1,2-1,7 GPa, fosfor hitam terbentuk. Jenis transformasi ini juga dapat dilakukan pada tekanan normal (pada t 370° C), menggunakan katalis, serta sejumlah kecil fosfor hitam untuk penyemaian. Fosfor hitam adalah zat kristal dengan kisi belah ketupat (a=0,331, b=0,438 dan c=1,05 nm), massa jenis 2690 kg/m 3 , titik leleh 1000 °C; mirip dalam penampilan dengan grafit; semikonduktor, diamagnetik. Ketika dipanaskan sampai suhu 560-580 ° C dan tekanan uap jenuh masuk ke fosfor merah.

Fosfor kimia

Atom fosfor digabungkan menjadi molekul polimer diatomik (P2) dan tetraatomik (P4). Yang paling stabil dalam kondisi normal adalah molekul yang mengandung rantai panjang tetrahedra P4 yang saling berhubungan. Dalam senyawa, fosfor memiliki bilangan oksidasi +5, +3, -3. Seperti nitrogen dalam senyawa kimia, ia terutama membentuk ikatan kovalen. Fosfor adalah unsur reaktif. Modifikasi putihnya paling aktif, yang menyala secara spontan pada suhu sekitar 40 ° C, oleh karena itu disimpan di bawah lapisan air. Fosfor merah menyala pada benturan atau gesekan. Fosfor hitam tidak aktif dan hampir tidak menyala saat dinyalakan. Oksidasi fosfor biasanya disertai dengan chemiluminescence. Selama pembakaran fosfor dalam kelebihan oksigen, P 2 O 5 terbentuk, dengan kekurangan, terutama P 2 O 3. Fosfor membentuk asam: orto- (H 3 PO 4), polifosfat (H n + 2 PO 3n + 1), fosfor (H 3 PO 3), fosfor (H 4 P 2 O 6), fosfor (H 3 PO 2) , serta perasam: perfosfat (H 4 P 2 O 8) dan monoperfosfat (H 3 PO 5).

Fosfor bereaksi langsung dengan semua halogen, melepaskan sejumlah besar panas. Fosfor sulfida dan nitrida diketahui. Pada suhu 2000°C, fosfor bereaksi dengan karbon membentuk karbida (PC 3); ketika fosfor dipanaskan dengan logam - fosfida. Fosfor putih dan senyawanya sangat beracun, MPC 0,03 mg/m 3 .

Fosfor di alam

Kandungan rata-rata fosfor dalam kerak bumi (clarke) adalah 9,3,10 -2%, pada batuan ultrabasa 1,7. 10 -2%, basa - 1.4.10 -2%, asam - 7.10 -2%, sedimen - 7.7.10 -2%. Fosfor terlibat dalam proses magmatik dan bermigrasi dengan penuh semangat di biosfer. Kedua proses terkait dengan akumulasi besar, yang membentuk endapan industri apatit - Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl) dan fosfor - Ca 5 (PO 4) 3 amorf (OH, CO 3) dengan berbagai pengotor. Fosfor adalah elemen biogenik yang sangat penting yang terakumulasi oleh banyak organisme. Dengan migrasi biogenik itulah proses konsentrasi fosfor di kerak bumi dikaitkan. Lebih dari 180 mineral yang mengandung fosfor diketahui.

Mendapatkan dan menggunakan

Pada skala industri, fosfor diekstraksi dari fosfat alam melalui reduksi elektrotermal dengan kokas pada suhu 1400–1600 °C dengan adanya silika (pasir kuarsa); fosfor gas setelah dibersihkan dari debu dikirim ke unit kondensasi, di mana fosfor putih teknis cair dikumpulkan di bawah lapisan air. Sebagian besar fosfor yang dihasilkan diproses menjadi asam fosfat dan pupuk fosfat dan garam teknis yang diperoleh atas dasar itu. Garam asam fosfat banyak digunakan - fosfat, pada tingkat yang lebih rendah - fosfit dan hipofosfit. Fosfor putih digunakan dalam pembuatan proyektil pembakar dan asap; merah - dalam produksi pertandingan.

Penyebutan pertama amunisi fosfor berasal dari awal abad ke-20 - pada tahun 1916, granat yang diisi dengan fosfor putih muncul di Inggris. Selama Perang Dunia Kedua, fosfor putih mulai digunakan sebagai salah satu zat dalam pengisian bom pembakar. Dalam beberapa tahun terakhir, hanya tentara Amerika yang secara aktif menggunakan senjata fosfor, khususnya, di Irak selama pemboman kota Fallujah.

Saat ini, amunisi fosfor dipahami sebagai jenis amunisi pembakar atau asap yang dilengkapi dengan fosfor putih. Ada beberapa jenis senjata dan amunisi tersebut, antara lain bom udara, peluru artileri, roket (roket), mortir, granat tangan.
Fosfor putih mentah sering disebut sebagai "fosfor kuning". Ini adalah zat kristal yang mudah terbakar dari kuning muda hingga coklat tua, yang tidak larut dalam air, tetapi mudah teroksidasi dan menyala sendiri di udara. Fosfor putih sebagai senyawa kimia sangat beracun (menyebabkan kerusakan tulang, sumsum tulang, nekrosis rahang).

Bom fosfor menyebarkan zat yang mudah terbakar yang suhu pembakarannya melebihi 1200 °C. Itu terbakar dengan nyala api hijau terang yang memancarkan asap putih tebal. Wilayah penyebarannya bisa mencapai beberapa ratus meter persegi. Pembakaran zat berlanjut sampai akses oksigen berhenti atau semua fosfor habis.
Untuk memadamkan fosfor, air digunakan dalam jumlah besar (untuk mengurangi suhu sumber penyalaan dan mentransfer fosfor ke keadaan padat) atau larutan tembaga sulfat (tembaga sulfat), dan setelah pendinginan, fosfor ditutupi dengan pasir basah. Untuk melindungi dari pembakaran spontan, fosfor kuning disimpan dan diangkut di bawah lapisan air (larutan kalsium klorida).

Penggunaan fosfor putih memberikan efek yang kompleks - tidak hanya cedera fisik yang serius dan kematian yang lambat, tetapi juga kejutan psikologis. Dosis mematikan fosfor putih untuk orang dewasa adalah 0,05-0,1 g Menurut para peneliti, ciri khas penggunaan senjata ini adalah jaringan organik hangus, dan ketika campuran yang terbakar dihirup, paru-paru terbakar.
Perawatan luka yang ditimbulkan oleh senjata semacam itu membutuhkan tenaga medis yang telah menerima pelatihan yang sesuai. Dalam literatur khusus dicatat bahwa dokter yang tidak berpengalaman dan tidak terlatih juga bisa mendapatkan luka fosfor saat bekerja dengan personel yang terkena dampak.

Penggunaan amunisi oleh militer yang mengandung fosfor putih terhadap sasaran yang terletak di dalam atau dekat kota dan daerah berpenduduk lainnya dilarang berdasarkan perjanjian internasional (Protokol III Konvensi Senjata Konvensional Tertentu).

Dari sejarah penggunaan bom fosfor:
1916 Di Inggris, granat pembakar yang diisi dengan fosfor putih dipasok untuk mempersenjatai pasukan.
Perang Dunia Kedua. Fosfor putih mulai digunakan sebagai salah satu zat dalam pengisian bom pembakar.
Pada tahun 1972, menurut kesimpulan komisi khusus PBB, senjata pembakar secara kondisional diklasifikasikan sebagai senjata pemusnah massal.
1980 Konvensi PBB tentang Larangan atau Pembatasan Penggunaan Senjata Konvensional Tertentu Yang Dapat Dianggap Merugikan Berlebihan atau Memiliki Efek Tanpa Membedakan melarang penggunaan senjata pembakar terhadap penduduk sipil dan juga melarang penggunaan senjata pembakar yang dikirim melalui udara terhadap militer. tujuan di daerah konsentrasi penduduk sipil.

Pada 1980-an, Tentara Rakyat Vietnam menggunakan fosfor putih untuk melawan gerilyawan Khmer Merah selama pendudukan mereka di Kampuchea.
1982 Artileri 155 mm yang diisi dengan fosfor putih digunakan oleh tentara Israel selama perang Lebanon (khususnya, selama pengepungan Beirut).
April 1984 Di area pelabuhan Bluefields, ketika mencoba memasang ranjau yang dilengkapi dengan fosfor putih, dua penyabot dari Contras Nikaragua diledakkan.
Juni 1985 Kapal penumpang "Contras" "Bluefields Express" dan membakar kapal itu dengan granat fosfor Amerika.

1992 Selama pengepungan Sarajevo, peluru fosfor digunakan oleh artileri Serbia Bosnia.
2004 Bom yang diisi dengan zat ini dijatuhkan oleh Amerika di Fallujah (Irak).
2006, selama Perang Lebanon Kedua, peluru artileri dengan fosfor putih digunakan oleh tentara Israel.
tahun 2009. Selama Operasi Cast Lead di Jalur Gaza, tentara Israel menggunakan amunisi asap yang mengandung fosfor putih.
tahun 2014. Semyonovka. Komando operasi anti-teroris melakukan kejahatan perang terhadap penduduk sipil di tenggara Ukraina.

Fosfor diyakini sebagai mineral yang bersinar dalam gelap, beracun, dan mudah terbakar. Tapi ini hanya sebagian dari kebenaran tentang elemen menakjubkan ini. Fosfor juga bisa berbeda, dengan sifat yang berlawanan secara langsung.

Apa itu fosfor merah?

Fosfor dapat ada dalam beberapa varian (bentuk alotropik), yang sangat berbeda dalam sifat fisik dan kimianya. Alasan untuk ini adalah perbedaan struktur. Misalnya, kisi kristal fosfor putih adalah molekul, dan kisi fosfor merah adalah atom. Berkat itu, ia bereaksi lambat dengan zat lain, stabil di udara dalam kondisi normal (fosfor putih menyala di udara). Secara total, lebih dari dua puluh modifikasi ditemukan pada fosfor, empat di antaranya stabil (fosfor putih, merah, hitam dan logam), sisanya tidak stabil.

Fosfor merah adalah zat yang sangat menarik, polimer anorganik alami dengan rumus (P 4) n dan struktur yang sangat kompleks dari atom terikat piramidal.

Sifat-sifat fosfor merah sampai batas tertentu tergantung pada kondisi persiapannya. Dengan mengubah suhu, cahaya, dan katalis, dimungkinkan untuk membuat spesies fosfor merah dengan sifat yang dapat diprediksi.

Penemu fosfor merah adalah A. Schrötter dari Austria, yang memperolehnya dengan memanaskan ampul tertutup dengan fosfor putih dan karbon monoksida pada suhu +500 °C.

Sifat fosfor merah

Fosfor merah diperoleh dengan pemanasan berkepanjangan fosfor putih pada suhu tinggi (250-300 ° C) tanpa udara. Warna zat bervariasi dari ungu-merah hingga ungu.

Fosfor merah, tidak seperti "saudaranya" yang lebih terkenal, fosfor putih, berbentuk padat, tidak berpendar, praktis tidak larut dalam apa pun (baik dalam air, maupun dalam pelarut organik, maupun dalam karbon disulfida). Itu tidak beracun, menyala secara spontan di udara hanya pada suhu + 240-260 ° C (pada kenyataannya, bukan fosfor merah itu sendiri yang menyala, tetapi uapnya, yang, setelah pendinginan, berubah menjadi fosfor putih yang mudah terbakar).

Kepadatan fosfor merah lebih tinggi daripada putih dan sama dengan 2,0 - 2,4 g / cm3 (tergantung pada modifikasi spesifik).

Di udara, fosfor merah menyerap kelembaban, mengoksidasi, berubah menjadi oksida; terus menyerap kelembaban, itu berubah menjadi asam fosfat kental ("merendam"). Mengingat hal ini, reagen harus tertutup rapat, menghilangkan akses ke kelembaban udara. Ketika dipanaskan, fosfor merah tidak meleleh, tetapi menyublim (menguap). Setelah kondensasi, uap zat berubah menjadi fosfor putih.

Penggunaan fosfor merah

Fosfor merah praktis tidak beracun dan jauh lebih aman dalam operasi dan penyimpanan dari fosfor putih. Oleh karena itu, dalam produksi industri fosfida, pupuk yang mengandung fosfor, dan berbagai turunan asam fosfat, fosfor merah paling sering digunakan.

Fosfor merah sendiri terutama digunakan untuk membuat korek api. Itu termasuk dalam campuran "parutan", yang diterapkan pada kotak. Ini juga digunakan dalam pelumas, komposisi pembakar, bahan bakar, dan dalam produksi lampu pijar.

Tidak tahu di mana untuk membeli fosfor merah?

Anda dapat membeli fosfor merah dan berbagai bahan kimia lainnya di salah satu toko peralatan laboratorium terbesar, PrimeChemicalsGroup. Kami memiliki harga yang terjangkau dan pengiriman yang nyaman di Moskow dan wilayah tersebut, dan manajer yang memenuhi syarat akan membantu Anda membuat pilihan.

Fosfor dikenal dalam beberapa modifikasi alotropik: putih, merah, ungu dan hitam. Dalam praktik laboratorium, seseorang harus bertemu dengan modifikasi putih dan merah.

Fosfor putih berbentuk padat. Dalam kondisi normal, warnanya kekuningan, lembut dan mirip dengan lilin. Mudah teroksidasi dan mudah terbakar. Fosfor putih beracun - meninggalkan luka bakar yang menyakitkan pada kulit. Fosfor putih mulai dijual dalam bentuk batang dengan panjang berbeda dengan diameter 0,5-2 cm.

Fosfor putih mudah teroksidasi, dan oleh karena itu disimpan di bawah air dalam wadah kaca gelap yang disegel dengan hati-hati di ruangan dengan penerangan yang buruk dan tidak terlalu dingin (untuk menghindari pecahnya stoples karena air yang membeku). Jumlah oksigen yang terkandung dalam air dan fosfor pengoksidasi sangat kecil; itu 7-14 mg per liter air.

Di bawah pengaruh cahaya, fosfor putih berubah menjadi merah.

Dengan oksidasi lambat, cahaya fosfor putih diamati, dan dengan oksidasi yang kuat, ia menyala.

Fosfor putih diambil dengan pinset atau penjepit logam; dalam hal apa pun Anda tidak boleh menyentuhnya dengan tangan Anda.

Dalam kasus luka bakar dengan fosfor putih, area yang terbakar dicuci dengan larutan AgNO 3 (1:1) atau KMnO 4 (1:10) dan pembalut basah diterapkan yang direndam dalam larutan yang sama atau larutan 5% tembaga sulfat, kemudian luka dicuci dengan air dan setelah menghaluskan epidermis, oleskan perban vaselin dengan metil violet. Untuk luka bakar yang parah, temui dokter.

Larutan perak nitrat, kalium permanganat dan tembaga sulfat mengoksidasi fosfor putih dan dengan demikian menghentikan efek merusaknya.

Dalam kasus keracunan fosfor putih, ambil satu sendok teh larutan tembaga sulfat 2% secara oral sampai muntah terjadi. Kemudian, dengan menggunakan uji Mitcherlich, berdasarkan pendaran, keberadaan fosfor ditentukan. Untuk ini, air yang diasamkan dengan asam sulfat ditambahkan ke muntah orang yang diracuni, dan disuling dalam gelap; pada kandungan fosfor, cahaya uap diamati. Labu Wurtz digunakan sebagai perangkat, ke tabung samping tempat kondensor Liebig terpasang, dari mana produk sulingan masuk ke penerima. Jika uap fosfor diarahkan ke dalam larutan perak nitrat, maka terbentuk endapan hitam perak metalik, yang terbentuk sesuai dengan persamaan yang diberikan dalam percobaan reduksi garam perak dengan fosfor putih.

Sudah 0.1 G fosfor putih adalah dosis mematikan untuk orang dewasa.

Fosfor putih dipotong dengan pisau atau gunting dalam mortar porselen di bawah air. Saat menggunakan air pada suhu kamar, fosfor hancur. Karena itu, lebih baik menggunakan air hangat, tetapi tidak lebih tinggi dari 25-30 °. Setelah memotong fosfor dalam air hangat, ia dipindahkan ke air dingin atau didinginkan dengan aliran air dingin.

Fosfor putih adalah zat yang sangat mudah terbakar. Itu menyala pada suhu 36-60 °, tergantung pada konsentrasi oksigen di udara. Karena itu, ketika melakukan eksperimen, untuk menghindari kecelakaan, perlu memperhitungkan setiap butirnya.

Pengeringan fosfor putih dilakukan dengan mengoleskan asbes tipis atau kertas saring dengan cepat, menghindari gesekan atau tekanan.

Ketika fosfor menyala, itu padam dengan pasir, handuk basah atau air. Jika fosfor yang terbakar berada pada selembar kertas (atau asbes), lembaran ini tidak boleh disentuh, karena fosfor yang terbakar dapat dengan mudah tumpah.

Fosfor putih meleleh pada 44°, mendidih pada 281°. Fosfor putih dilelehkan dengan air, karena dalam kontak dengan udara, fosfor cair menyala. Dengan fusi dan pendinginan berikutnya, fosfor putih dapat dengan mudah diperoleh kembali dari limbah. Untuk melakukan ini, limbah fosfor putih dari berbagai percobaan, dikumpulkan dalam wadah porselen dengan air, dipanaskan dalam penangas air. Jika pembentukan kerak terlihat pada permukaan fosfor cair, sedikit HNO 3 atau campuran kromium ditambahkan. Kerak teroksidasi, butiran kecil bergabung menjadi massa yang sama, dan setelah didinginkan dengan semburan air dingin, satu potong fosfor putih diperoleh.

Dalam keadaan apa pun residu fosfor tidak boleh dibuang ke bak cuci, karena, terakumulasi di tikungan siku saluran pembuangan, dapat menyebabkan luka bakar pada pekerja pemeliharaan.

Pengalaman. Mencair dan mendinginkan lelehan fosfor putih. Sepotong fosfor putih seukuran kacang ditempatkan dalam tabung reaksi dengan air. Tabung reaksi ditempatkan dalam gelas kimia yang diisi hampir ke atas dengan air dan dipasang pada posisi vertikal dalam penjepit tripod. Gelas dipanaskan sedikit dan menggunakan termometer, tentukan suhu air dalam tabung reaksi di mana fosfor meleleh. Setelah akhir peleburan, tabung dipindahkan ke gelas kimia dengan air dingin dan pembekuan fosfor diamati. Jika tabung diam, maka pada suhu di bawah 44° (sampai 30°) fosfor putih tetap dalam keadaan cair.

Keadaan cair fosfor putih, didinginkan di bawah titik lelehnya, adalah keadaan superdingin.

Setelah percobaan berakhir, agar fosfor lebih mudah diekstraksi, fosfor dicairkan kembali dan tabung reaksi dibenamkan dengan lubang ke atas dalam posisi miring dalam bejana berisi air dingin.

Pengalaman. Melampirkan sepotong fosfor putih ke ujung kawat. Untuk melelehkan dan memadatkan fosfor putih, digunakan wadah porselen kecil dengan fosfor dan air; itu ditempatkan dalam segelas air hangat dan kemudian dingin. Kawat untuk keperluan ini diambil besi atau tembaga dengan panjang 25-30 cm dan diameter 0,1-0,3 cm. Ketika kawat direndam dalam fosfor yang mengeras, ia dengan mudah menempel padanya. Jika tidak ada wadah, tabung reaksi digunakan. Namun, karena permukaan tabung reaksi yang tidak rata, kadang-kadang perlu untuk memecahkannya untuk mengekstrak fosfor. Untuk menghilangkan fosfor putih dari kawat, ia direndam dalam segelas air hangat.

Pengalaman. Penentuan berat jenis fosfor. Pada 10 °, berat jenis fosfor adalah 1,83. Pengalaman memungkinkan kami untuk memastikan bahwa fosfor putih lebih berat daripada air dan lebih ringan dari H 2 SO 4 pekat.

Ketika sepotong kecil fosfor putih dimasukkan ke dalam tabung reaksi dengan air dan H2SO4 pekat (berat jenis 1,84), diamati bahwa fosfor tenggelam dalam air, tetapi mengapung di permukaan asam, meleleh karena panas. dilepaskan ketika H2SO4 pekat dilarutkan 4 dalam air.

Untuk menuangkan H2SO4 pekat ke dalam tabung reaksi yang berisi air, gunakan corong berleher panjang dan sempit hingga ujung tabung reaksi. Tuang asam dan lepaskan corong dari tabung reaksi dengan hati-hati agar tidak menyebabkan pencampuran cairan.

Pada akhir percobaan, isi tabung reaksi diaduk dengan batang kaca dan didinginkan dari luar dengan aliran air dingin sampai fosfor memadat sehingga dapat dikeluarkan dari tabung reaksi.

Saat menggunakan fosfor merah, diamati bahwa ia tenggelam tidak hanya dalam air, tetapi juga dalam H 2 SO 4 pekat, karena berat jenisnya (2,35) lebih besar daripada berat jenis air dan asam sulfat pekat.

PHOSPHOR PUTIH, GLOW

Karena oksidasi lambat yang terjadi bahkan pada suhu biasa, fosfor putih bersinar dalam gelap (karenanya disebut "luminiferous"). Di sekitar sepotong fosfor dalam gelap, awan bercahaya kehijauan muncul, yang, ketika fosfor bergetar, diatur dalam gerakan seperti gelombang.

Fosforesensi (pendaran fosfor) dijelaskan oleh oksidasi lambat uap fosfor oleh oksigen di udara menjadi fosfor dan fosfor anhidrida dengan pelepasan cahaya, tetapi tanpa pelepasan panas. Dalam hal ini, ozon dilepaskan, dan udara di sekitar terionisasi (lihat percobaan yang menunjukkan pembakaran fosfor putih yang lambat).

Fosforesensi tergantung pada suhu dan konsentrasi oksigen. Pada 10°C dan tekanan normal, pendar berlangsung lemah, dan tanpa udara tidak terjadi sama sekali.

Zat yang bereaksi dengan ozon (H 2 S, SO 2, Cl 2, NH 3, C 2 H 4, minyak terpentin) melemahkan atau menghentikan pendar sama sekali.

Konversi energi kimia menjadi energi cahaya disebut "chemiluminescence".

Pengalaman. Pengamatan cahaya fosfor putih. Jika Anda mengamati dalam gelap sepotong fosfor putih dalam gelas dan tidak sepenuhnya tertutup air, maka cahaya kehijauan terlihat. Dalam hal ini, fosfor basah perlahan teroksidasi, tetapi tidak menyala, karena suhu air di bawah titik nyala fosfor putih.

Cahaya fosfor putih dapat diamati setelah sepotong fosfor putih terkena udara untuk waktu yang singkat. Jika Anda memasukkan beberapa keping fosfor putih ke dalam labu di atas glass wool dan mengisi labu dengan karbon dioksida, turunkan ujung tabung outlet ke dasar labu di bawah glass wool, lalu panaskan labu sedikit dengan mencelupkannya ke dalam sebuah kapal dengan air hangat, maka dalam gelap Anda dapat mengamati pembentukan nyala api kehijauan pucat yang dingin (Anda dapat dengan aman memasukkan tangan Anda ke dalamnya).

Pembentukan nyala api dingin dijelaskan oleh fakta bahwa karbon dioksida yang meninggalkan labu membawa uap fosfor, yang mulai teroksidasi ketika bersentuhan dengan udara pada pembukaan labu. Dalam labu, fosfor putih tidak menyala, karena berada di atmosfer karbon dioksida. Pada akhir percobaan, labu diisi dengan air.

Dalam menjelaskan percobaan untuk produksi fosfor putih dalam atmosfer hidrogen atau karbon dioksida, telah disebutkan bahwa melakukan percobaan ini dalam gelap memungkinkan untuk mengamati cahaya fosfor putih.

Jika Anda membuat prasasti dengan kapur fosfor di dinding, selembar karton atau kertas, maka berkat pendar, prasasti itu tetap terlihat untuk waktu yang lama dalam gelap.

Prasasti seperti itu tidak dapat dibuat di papan tulis, karena setelah itu kapur biasa tidak menempel dan papan harus dicuci dengan bensin atau pelarut stearin lainnya.

Kapur fosfor diperoleh dengan melarutkan fosfor putih cair dalam stearin atau parafin cair. Untuk melakukan ini, kira-kira dua bagian berat stearin (potongan lilin) ​​atau parafin ditambahkan ke tabung reaksi ke satu bagian berat fosfor putih kering, tabung reaksi ditutup dengan kapas untuk mencegah oksigen masuk, dan dipanaskan dengan terus menerus. gemetar. Setelah akhir peleburan, tabung reaksi didinginkan dengan semburan air dingin, kemudian tabung reaksi dipecah dan massa yang dipadatkan dihilangkan.

Kapur fosfor disimpan di bawah air. Saat menggunakan sepotong kapur seperti itu dibungkus dengan kertas basah.

Kapur fosfor juga dapat diperoleh dengan menambahkan potongan-potongan kecil fosfor putih kering ke parafin (stearin) yang dilelehkan dalam cangkir porselen. Jika parafin menyala ketika fosfor ditambahkan, itu dipadamkan dengan menutupi cangkir dengan selembar karton atau asbes.

Setelah beberapa saat, larutan fosfor dalam parafin dituangkan ke dalam tabung reaksi yang kering dan bersih dan didinginkan dengan aliran air dingin sampai memadat menjadi massa padat.

Setelah itu, tabung reaksi dipecah, kapur dihilangkan dan disimpan di bawah air.

KELARUTAN PHOSPHOR PUTIH

Dalam air, fosfor putih sedikit larut, sedikit larut dalam alkohol, eter, benzena, xilena, metil iodida dan gliserin; larut dengan baik dalam karbon disulfida, sulfur klorida, fosfor triklorida dan tribromida, karbon tetraklorida.

Pengalaman. Pelarutan fosfor putih dalam karbon disulfida. Karbon disulfida adalah cairan beracun yang tidak berwarna, sangat mudah menguap, sangat mudah terbakar. Karena itu, saat bekerja dengannya, hindari menghirup uapnya dan matikan semua pembakar gas.

Tiga atau empat potong fosfor putih seukuran kacang polong dilarutkan dengan pengocokan ringan dalam segelas 10-15 ml karbon disulfida.

Jika selembar kertas saring kecil dibasahi dengan larutan ini dan ditahan di udara, kertas akan menyala setelah beberapa saat. Ini karena karbon disulfida menguap dengan cepat, dan fosfor putih halus yang tersisa di atas kertas dengan cepat teroksidasi pada suhu biasa dan menyala karena panas yang dilepaskan selama oksidasi. (Diketahui bahwa suhu penyalaan berbagai zat tergantung pada tingkat penggilingannya.) Kebetulan kertas tidak menyala, tetapi hanya arang. Kertas yang dibasahi dengan larutan fosfor dalam karbon disulfida disimpan di udara dengan penjepit logam.

Percobaan dilakukan dengan hati-hati agar tetesan larutan fosfor dalam karbon disulfida tidak jatuh di lantai, di atas meja, di atas pakaian atau di tangan.

Jika larutan sampai di tangan, segera cuci dengan sabun dan air, lalu dengan larutan KMnO 4 (untuk mengoksidasi partikel fosfor putih yang jatuh di tangan).

Larutan fosfor dalam karbon disulfida yang tersisa setelah percobaan tidak disimpan di laboratorium, karena dapat dengan mudah menyala.

TRANSFORMASI PHOSPHOR PUTIH MENJADI MERAH

Fosfor putih diubah menjadi merah menurut persamaan:

P (putih) = P (merah) + 4 kkal.

Instalasi untuk produksi fosfor putih dari merah: tabung reaksi-reaktor 1, tabung 2, melalui mana karbon dioksida memasuki tabung reaksi-reaktor, tabung outlet gas 3, di mana uap fosfor putih, bersama dengan karbon dioksida, meninggalkan pengujian tabung dan didinginkan dengan air

Proses mengubah fosfor putih menjadi merah sangat dipercepat dengan pemanasan, di bawah pengaruh cahaya dan dengan adanya jejak yodium (1 G yodium pada 400 G fosfor putih). Yodium, bergabung dengan fosfor, membentuk fosfor iodida, di mana fosfor putih larut dan dengan cepat berubah menjadi merah dengan pelepasan panas.

Fosfor merah diperoleh dengan memanaskan fosfor putih dalam waktu lama dalam wadah tertutup dengan adanya jejak yodium hingga 280-340 °

Dengan penyimpanan jangka panjang fosfor putih dalam cahaya, secara bertahap berubah menjadi merah.

Pengalaman. Memperoleh sejumlah kecil fosfor merah dari putih. Di dalam tabung kaca panjangnya 10-12, salah satu ujungnya tertutup cm dan diameter 0,6-0,8 cm mereka memperkenalkan sepotong fosfor putih seukuran sebutir gandum dan kristal yodium yang sangat kecil. Tabung disegel dan disuspensikan dalam penangas udara di atas nampan pasir, kemudian dipanaskan hingga 280-340 ° dan transformasi fosfor putih menjadi merah diamati.

Konversi parsial fosfor putih menjadi merah juga dapat diamati dengan memanaskan sedikit tabung reaksi dengan sepotong kecil fosfor putih dan kristal yodium yang sangat kecil. Sebelum memulai pemanasan, tabung reaksi ditutup dengan kapas kaca (asbes atau biasa) wol dan nampan dengan pasir ditempatkan di bawah tabung reaksi. Tabung dipanaskan selama 10-15 menit (tanpa mendidihkan fosfor) dan perubahan fosfor putih menjadi merah diamati.

Fosfor putih yang tersisa dalam tabung reaksi dapat dihilangkan dengan pemanasan dengan larutan alkali pekat atau dengan pembakaran.

Transformasi fosfor putih menjadi merah juga dapat diamati dengan memanaskan sepotong kecil fosfor dalam tabung reaksi dalam atmosfer karbon dioksida hingga suhu di bawah titik didih.

PEMBAKARAN PHOSPHOR PUTIH

Ketika fosfor putih terbakar, fosfat anhidrida terbentuk:

P 4 + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5 + 2 x 358.4 kkal.

Anda dapat mengamati pembakaran fosfor di udara (lambat dan cepat) dan di bawah air.

Pengalaman. Pembakaran lambat fosfor putih dan komposisi udara. Eksperimen ini tidak dijelaskan sebagai cara untuk mendapatkan nitrogen, karena tidak sepenuhnya mengikat oksigen yang terkandung di udara.

Oksidasi lambat fosfor putih oleh oksigen atmosfer terjadi dalam dua tahap; pada tahap pertama, fosfor anhidrida dan ozon terbentuk sesuai dengan persamaan:

2P + 2O 2 \u003d P 2 O 3 + O, O + O 2 \u003d O 3.

Pada tahap kedua, anhidrida fosfor dioksidasi menjadi anhidrida fosfat.

Oksidasi lambat fosfor putih disertai dengan pendaran dan ionisasi udara di sekitarnya.

Eksperimen yang menunjukkan pembakaran fosfor putih secara perlahan harus berlangsung setidaknya tiga jam. Peralatan yang diperlukan untuk percobaan ditunjukkan pada Gambar.

Dalam sebuah silinder yang dibuka pada bukaannya, hampir terisi air, sebuah tabung bertingkat dengan ujung tertutup, berisi sekitar 10 ml air. Panjang tabung 70 cm, diameter 1,5-2 cm. Setelah menurunkan tabung ukur, lepaskan jari dari bukaan tabung, bawa air dalam tabung dan silinder sejajar, dan perhatikan volume udara yang terkandung di dalam tabung. Tanpa menaikkan tabung di atas permukaan air di dalam silinder (agar tidak ada udara tambahan), sepotong fosfor putih yang dipasang di ujung kawat dimasukkan ke dalam ruang udara tabung.

Setelah tiga sampai empat jam, atau bahkan setelah dua atau tiga hari, kenaikan air dalam tabung dicatat.

Pada akhir percobaan, kawat dengan fosfor dikeluarkan dari tabung (tanpa menaikkan tabung di atas permukaan air di dalam silinder), air di dalam tabung dan silinder dibawa ke tingkat yang sama, dan volume udara yang tersisa setelah oksidasi lambat fosfor putih dicatat.

Pengalaman menunjukkan bahwa sebagai akibat dari pengikatan oksigen oleh fosfor, volume udara berkurang seperlima, yang sesuai dengan kandungan oksigen di udara.

Pengalaman. Pembakaran fosfor putih yang cepat. Karena fakta bahwa sejumlah besar panas dilepaskan selama reaksi kombinasi fosfor dengan oksigen, fosfor putih menyala secara spontan di udara dan terbakar dengan nyala putih kekuningan yang cerah, membentuk fosfor anhidrida, padatan putih yang bergabung dengan sangat kuat. dengan air.

Telah disebutkan sebelumnya bahwa fosfor putih menyala pada 36-60 °. Untuk mengamati penyalaan dan pembakarannya sendiri, sepotong fosfor putih ditempatkan pada selembar asbes dan ditutup dengan bel kaca atau corong besar, di leher tempat tabung reaksi diletakkan.

Fosfor dapat dengan mudah dibakar dengan batang kaca yang dipanaskan dalam air panas.

Pengalaman. Perbandingan suhu pengapian fosfor putih dan merah. Di salah satu ujung pelat tembaga (panjang 25 cm, lebar 2.5 cm dan ketebalan 1 mm) letakkan sepotong kecil fosfor putih kering, tuangkan setumpuk kecil fosfor merah di ujung yang lain. Pelat ditempatkan pada tripod dan pada saat yang sama pembakar gas yang kurang lebih sama dibawa ke kedua ujung pelat.

Fosfor putih langsung menyala, dan fosfor merah hanya ketika suhunya mencapai sekitar 240 °.

Pengalaman. Pengapian fosfor putih di bawah air. Sebuah tabung reaksi dengan air yang berisi beberapa potongan kecil fosfor putih dicelupkan ke dalam segelas air panas. Ketika air dalam tabung reaksi dipanaskan hingga 30-50 ° C, arus oksigen dilewatkan ke dalamnya melalui tabung. Fosfor menyala dan terbakar, menyebarkan percikan terang.

Jika percobaan dilakukan di dalam gelas kimia itu sendiri (tanpa tabung reaksi), gelas kimia diletakkan di atas tripod yang dipasang di atas nampan pasir.

PENGURANGAN GARAM PERAK DAN TEMBAGA DENGAN PHOSPHOR PUTIH

Pengalaman. Ketika sepotong fosfor putih dimasukkan ke dalam tabung reaksi dengan larutan perak nitrat, endapan perak metalik diamati (fosfor putih adalah zat pereduksi energik):

P + 5AgNO 3 + 4H 2 O \u003d H 3 RO 4 + 5Ag + 5HNO 3.

Jika fosfor putih dimasukkan ke dalam tabung reaksi dengan larutan tembaga sulfat, maka tembaga logam mengendap:

2P + 5CuSO 4 + 8H 2 O \u003d 2H 3 PO 4 + 5H 2 SO 4 + 5Cu.