الكيمياء

نبذة تعريفية عن خصائص واستخدامات عنصر “الفسفور”

2002 موسوعة الكويت العلمية الجزء الثالث عشر

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

عنصر الفسفور استخدامات الفسفور خصائص الفسفور الكيمياء

الفوسفور عنصر كيميائي لافلزي، رمزه هو P، ورقمه الذري 15، وكتلته الذرية 30,975 وقد جاء اسم الفوسفور من الكلمة اليونانية التي تعني المادة المتوهجة أو المضيئة.

والفوسفور من العناصر التي تتجلى فيها ظاهرة التآصل، أي وجود العنصر ذي الخواص الكيميائية الواحدة في أكثر من صورة بلورية ذات خواص فيزيائية مختلفة.

وهناك نحو عشر صور تآصلية معروفة للفوسفور، إلا أن أكثرها انتشارا هي: الفوسفور الأبيض، والأحمر، والأسود أو البنفسجي.

 

ولا يوجد الفوسفور في الطبيعة في الحالة العنصرية الخالصة، ولكنه يشغل الموقع الحادي عشر بين أكثر العناصر توفرا في القشرة الأرضية.

ولقد أمكن  تحضير الفوسفور الأبيض لأول مرة عام 1669. وهو مادة شمعية شديدة الفاعلية حتى أنه يمكن أن يشتعل ذاتيا بمجرد تعرضه للهواء، ويشع منه ضوء أخضر يمكن أن يرى في الظلام.

كما تنبعث منه أبخرة بيضاء نتيجة تفاعله مع أكسيجين الهواء الجوي، لذلك يجد استعمالا واسعا في صناعة الألعاب النارية ولكن يمكن حفظ الفوسفور سنوات طويلة تحت الماء.

 

وإذا سخن الفوسفور الأبيض في إناء مغلق عند درجة حرارة 250 سيلزية، تحول إلى الشكل التآصلي الأحمر، وهو أكثر ثباتا من الفوسفور الأبيض، ولا يشتعل في الهواء، لذلك حل محل الفوسفور الأبيض في صناعة ثقاب الأمان (أعواد «الكبريت» المعتادة).

أما إذا سخن الفوسفور الأبيض عند درجة حرارة 220 سيلزية وتحت ضغوط عالية للغاية تصل إلى 12 ألف ضغط جوي، فإنه يتحول إلى شكل تآصلي ثالث هو الفوسفور الأسود أو البنفسجي.

وهو مادة متبلورة تشبه الجرافيت، لها بعض الخصائص الفلزية من حيث قدرتها على توصيل الكهرباء، وهو أقل صيغ الفوسفور من حيث الفعالية الكيميائية.

 

ويحضر الفوسفور الأبيض بتسخين خام الفوسفات، الذي يحتوي على عنصري الكالسيوم والفلور أيضا، في فرن كهربائي مع الرمل والفحم حيث يتصاعد الفوسفور على هيئة بخار يتم تكثيفه بالماء البارد على هيئة كتل شمعية.

وليس للفوسفور نفسه استخدامات كثيرة، ولكن الفوسفور الأحمر يستخدم في صناعة الثقاب، حيث يدخل في تجهيز جوانب علبة «الكبريت».

وعند احتكاك رأس عود الثقاب، يتفاعل ما بها من كلورات البوتاسيوم مع الفوسفور الموجود على جانب العلبة، وتتولد كمية من الحرارة تكفي لإشعال العود.

 

ويستعمل الفوسفور أيضا في صناعة القنابل الحارقة، وهي القنابل التي تحتوي على مادة بترولية قابلة للاشتعال مثل الجازولين يضاف إليه قليل من الفوسفور الأبيض المذاب في كبريتيد الكربون.

وعندما تنفجر القنبلة نتيجة ارتطامها بجسم صلب يتعرض الفوسفور بعد التطاير السريع للمذيب، وعندئذ يشتعل ذاتيا مسببا اشتعال الجازولين.

والفوسفور الأبيض عامل فعال للغاية في إنتاج الدخان الكثيف الذي يحجب الرؤية، لذلك يستخدم في الأغراض العسكرية لإخفاء تحركات الجيوش.

 

ويؤدي احتراق الفوسفور الأبيض في الهواء إلى تكون خامس أكسيد الفوسفور الذي يذوب في الماء، مكونا حمض الفوسفوريك.

ويعد ملح الفوسفات أهم مركبات الفوسفور. ومعدن الفوسفات الصخري يعرف باسم «الأباتيت»، وهو يستخدم على نطاق واسع في صناعة المخصبات الزراعية. وذلك بمعالجته إما بحمض الكبريتيك أو حمض الفوسفوريك لإنتاج الأنواع المختلفة من سماد السوبر فوسفات.

أما ثلاثي فوسفات الصوديوم فهي واحدة من المكونات الأساسية في صناعة المنظفات الصناعية، لأنها تعمل على إزالة عسر الماء ومنع تكون التكلسات القشرية في الأنابيب والغلايات، وذلك من خلال تفاعلها مع أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم، ووقف نشاطها، وبذلك يتحول الماء العسر إلى ماء يسر.

 

والعيب الأساسي في هذا الاستعمال المهم والضروري هو أن ملح ثلاثي الفوسفات ينتهي به المطاف إلى مصادر المياه الجارية حيث يعمل على سرعة نمو وتكاثر الطحالب في المجاري المائية.

وللفوسفات استعمالات متعددة في الصناعات المعدنية. فعادة ما تغمر الأشكال المعدنية، مثل هياكل السيارات، في محلول فوسفاتي قبل دهنها، حيث تتكون على سطح المعدن طبقة رقيقة غير قابلة للذوبان من الفوسفات، وهذا يساعد على منع التآكل، ويتيح سطحا جيدا للدهان. وتدخل الفوسفات أيضا في صناعة معاجين الأسنان ومواد التلميع.

ويعد الفوسفور عنصرا رئيسيا في صناعة غازات الأعصاب، مثل التابون والسارين والسومان، وهي مواد عضوية تركيبية تحتوي جميعها على الفوسفور.

 

وتكمن خطورة هذه الغازات في أنها سريعة المفعول، فهي تمتص من خلال الجلد، ويقع تأثيرها على الجهاز العصبي المركزي، وقد تؤدي إلى الوفاة خلال بضع دقائق.

وهناك مركبات مشابهة تنتج على نطاق واسع، إلا أنها أقل فعالية ولذلك تستخدم مبيدات قوية للحشرات والجرذان.

وتعد مركبات الفوسفور، سواء العضوية منها أو غير العضوية، من المكونات الأساسية للأنسجة الحية. فالدهون الفوسفورية تدخل في تكوين أغشية الخلايا الحية.

 

والفوسفات العضوية المعروفة باسم ثلاثي فوسفات الأدينوسين، وثنائي فوسفات الأدينوسين، تؤدي دورا حيويا في تخزين الطاقة في الجسم البشري، وانطلاقها عند تحول الصورة الثلاثية إلى الصورة الثنائية. كذلك تشكل فوسفات الكالسيوم غير العضوية الأساس القوي الذي تبنى منه العظام والأسنان.

ويحتوي الهيكل العظمي للإنسان على نحو 1,4 كيلوجرام من الفوسفات على هيئة فوسفات الكالسيوم. كما تدخل الفوسفات في تكوين بعض الإنزيمات المرافقة، وضمن مكونات الأحماض النووية التي تتكون منها الجينات.

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة