ฟอสฟอรัส

Allotropes

ฟอสฟอรัสขาวสัมผัสกับอากาศเรืองแสงในที่มืด

โครงสร้างผลึกของฟอสฟอรัสแดง

โครงสร้างผลึกของฟอสฟอรัสดำ

ฟอสฟอรัสมีallotropesหลายตัวที่แสดงคุณสมบัติที่หลากหลายอย่างน่าทึ่ง ^[8] allotropes ที่พบมากที่สุดคือฟอสฟอรัสขาวและฟอสฟอรัสแดง ^[9]

โครงสร้างของโมเลกุล P4 กำหนดโดย การเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนก๊าซ ^[10]

จากมุมมองของการใช้งานและวรรณกรรมทางเคมี รูปแบบที่สำคัญที่สุดของธาตุฟอสฟอรัสคือฟอสฟอรัสขาวซึ่งมักเรียกสั้น ๆ ว่า WP เป็นของแข็งคล้ายขี้ผึ้งที่อ่อนนุ่มซึ่งประกอบด้วยพีจัตุรมุข
₄โมเลกุล ซึ่งแต่ละอะตอมถูกผูกมัดกับอีกสามอะตอมด้วยพันธะเดียว พีนี้
₄จัตุรมุขยังมีอยู่ในของเหลวและก๊าซฟอสฟอรัสจนถึงอุณหภูมิ 800 °C (1,470 °F) เมื่อเริ่มสลายตัวเป็นP
₂โมเลกุล ^[11]ฟอสฟอรัสขาวมีอยู่ในรูปแบบผลึกสองรูปแบบ: α (อัลฟา) และ β (เบต้า) ที่อุณหภูมิห้อง รูป α จะเสถียร ซึ่งพบได้บ่อยกว่าและมีโครงสร้างผลึกลูกบาศก์ และที่อุณหภูมิ 195.2 K (−78.0 °C) จะแปลงเป็นรูปแบบ β ซึ่งมีโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยม รูปแบบเหล่านี้แตกต่างกันในแง่ของการวางแนวสัมพัทธ์ขององค์ประกอบ P ₄ tetrahedra ^{[12] [13]}

ฟอสฟอรัสขาวมีความเสถียรน้อยที่สุด มีปฏิกิริยามากที่สุดมีความผันผวนมากที่สุดมีความหนาแน่นน้อยที่สุดและเป็นพิษมากที่สุดของ allotropes ฟอสฟอรัสขาวจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นฟอสฟอรัสแดง การเปลี่ยนแปลงนี้ถูกเร่งด้วยแสงและความร้อน และตัวอย่างของฟอสฟอรัสขาวมักจะมีฟอสฟอรัสสีแดงอยู่บ้างและตามนั้นจึงปรากฏเป็นสีเหลือง ด้วยเหตุผลนี้ ฟอสฟอรัสขาวที่เสื่อมสภาพหรือไม่บริสุทธิ์ (เช่น เกรดอาวุธ ไม่ใช่ WP เกรดแล็บ) จึงเรียกว่าฟอสฟอรัสเหลือง เมื่อสัมผัสกับออกซิเจนฟอสฟอรัสสีขาวจะเรืองแสงในที่มืดโดยมีสีเขียวและสีน้ำเงินจาง ๆ มันเป็นอย่างสูงที่ไวไฟและpyrophoric (เผาตัวเอง) เมื่อสัมผัสกับอากาศ เนื่องจากไพโรโฟริกของฟอสฟอรัสขาวถูกนำมาใช้เป็นสารเติมแต่งในเพลิง กลิ่นของการเผาไหม้ของแบบฟอร์มนี้มีกลิ่นเฉพาะของกระเทียม และตัวอย่างมักเคลือบด้วย " ฟอสฟอรัส เพนทอกไซด์ " สีขาวซึ่งประกอบด้วยP
₄โอ
₁₀เตตระเฮดราที่มีออกซิเจนแทรกอยู่ระหว่างอะตอมของฟอสฟอรัสและที่จุดยอด ฟอสฟอรัสขาวไม่ละลายในน้ำ แต่ละลายได้ในคาร์บอนไดซัลไฟด์ ^[14]

ตัวด้วยความร้อนของ P ₄ที่ 1100 K ให้diphosphorus , P 2 สายพันธุ์นี้ไม่เสถียรเหมือนของแข็งหรือของเหลว หน่วย dimeric มีพันธะสามและจะคล้ายคลึงกับ N 2 นอกจากนี้ยังสามารถสร้างขึ้นเป็นตัวกลางชั่วคราวในสารละลายโดยเทอร์โมไลซิสของรีเอเจนต์สารตั้งต้นออร์กาโนฟอสฟอรัส ^[15]ที่อุณหภูมิสูงขึ้นอีก P _{2 จะ}แยกตัวออกเป็นอะตอม P. ^[14]

ฟอสฟอรัสแดงเป็นโพลีเมอร์ในโครงสร้าง สามารถมองได้ว่าเป็นอนุพันธ์ของ P ₄โดยที่พันธะ PP หนึ่งตัวถูกทำลาย และพันธะเพิ่มเติมอีกหนึ่งตัวจะก่อตัวขึ้นด้วยจัตุรมุขที่อยู่ใกล้เคียงทำให้เกิดโครงสร้างคล้ายโซ่ ฟอสฟอรัสแดงอาจเกิดจากการให้ความร้อนกับฟอสฟอรัสขาวถึง 250 °C (482 °F) หรือโดยให้ฟอสฟอรัสขาวสัมผัสกับแสงแดด ^[16]ฟอสฟอรัสหลังการรักษานี้เป็นอสัณฐาน เมื่อได้รับความร้อนเพิ่มเติม สารนี้จะตกผลึก ในแง่นี้ ฟอสฟอรัสแดงไม่ใช่อัลโลโทรป แต่เป็นเฟสกลางระหว่างฟอสฟอรัสสีขาวและไวโอเล็ต และคุณสมบัติส่วนใหญ่มีช่วงของค่าต่างๆ ตัวอย่างเช่น ฟอสฟอรัสสีแดงสดที่เตรียมสดใหม่มีปฏิกิริยาสูงและติดไฟที่ประมาณ 300 °C (572 °F) ^[17]แม้ว่าจะมีความเสถียรมากกว่าฟอสฟอรัสขาว ซึ่งจะจุดไฟที่ประมาณ 30 °C (86 °F) ⁽¹⁸⁾หลังจากให้ความร้อนหรือเก็บรักษาเป็นเวลานาน สีจะเข้มขึ้น (ดูภาพกล่องข้อมูล) ผลลัพธ์ที่ได้จะมีความเสถียรมากกว่าและไม่ติดไฟในอากาศโดยธรรมชาติ ⁽¹⁹⁾

ฟอสฟอรัสไวโอเล็ตเป็นรูปแบบของฟอสฟอรัสที่สามารถผลิตได้โดยการหลอมฟอสฟอรัสแดงที่อุณหภูมิสูงกว่า 550 °C เป็นเวลานานหนึ่งวัน ในปี ค.ศ. 1865 ฮิตตอร์ฟค้นพบว่าเมื่อฟอสฟอรัสตกผลึกใหม่จากตะกั่วหลอมเหลวจะได้รูปแบบสีแดง/ม่วง ดังนั้นบางครั้งรูปแบบนี้จึงเรียกว่า "ฟอสฟอรัสของ Hittorf" (หรือไวโอเล็ตหรือฟอสฟอรัส α-metallic) ⁽²⁰⁾

ฟอสฟอรัสดำเป็น allotrope ที่มีปฏิกิริยาน้อยที่สุดและมีรูปแบบคงตัวทางเทอร์โมไดนามิกที่ต่ำกว่า 550 °C (1,022 °F) นอกจากนี้ยังเป็นที่รู้จักในฐานะฟอสฟอรัสβโลหะและมีโครงสร้างที่ค่อนข้างคล้ายกับที่ของกราไฟท์ ^{[21] [22]}ได้มาจากการให้ความร้อนกับฟอสฟอรัสขาวภายใต้แรงกดดันสูง (ประมาณ 12,000 บรรยากาศมาตรฐานหรือ 1.2 กิกะปาสคาล) นอกจากนี้ยังสามารถผลิตได้ในสภาวะแวดล้อมโดยใช้เกลือของโลหะ เช่น ปรอท เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ^[23]ในลักษณะ ลักษณะ คุณสมบัติ และโครงสร้าง คล้ายกราไฟต์มีสีดำและเป็นขุย เป็นตัวนำไฟฟ้า และมีแผ่นอะตอมเชื่อมโยงกันเป็นรอยย่น ^[24]

อีกรูปแบบหนึ่งฟอสฟอรัสสีแดงจะได้รับโดยการอนุญาตให้การแก้ปัญหาของฟอสฟอรัสขาวในซัลไฟด์คาร์บอนจะระเหยในแสงแดด ⁽²⁰⁾

เคมิลูมิเนสเซนซ์

เมื่อแยกออกมาครั้งแรก สังเกตได้ว่าแสงสีเขียวที่เปล่งออกมาจากฟอสฟอรัสขาวจะคงอยู่ชั่วระยะเวลาหนึ่งในขวดโหลที่มีฝาปิด แต่แล้วก็หยุดลง Robert Boyleในปี ค.ศ. 1680 ระบุว่าเป็น "ความอ่อนแอ" ของอากาศ แท้จริงแล้วมันคือการใช้ออกซิเจน ในศตวรรษที่ 18 เป็นที่ทราบกันว่าในออกซิเจนบริสุทธิ์ ฟอสฟอรัสไม่เรืองแสงเลย ^[25]มีแรงกดดันเพียงบางส่วนเท่านั้น สามารถใช้ความร้อนเพื่อขับเคลื่อนปฏิกิริยาที่ความดันสูงได้ ⁽²⁶⁾

ในปี 1974 RJ van Zee และ AU Khan อธิบายเรื่องความเรืองแสง ^{[27] [28]}ปฏิกิริยากับออกซิเจนเกิดขึ้นที่พื้นผิวของฟอสฟอรัสที่เป็นของแข็ง (หรือของเหลว) ก่อตัวเป็นโมเลกุลอายุสั้น HPO และP
₂โอ
₂ที่ทั้งสองเปล่งแสงที่มองเห็นได้ ปฏิกิริยาจะช้าและต้องใช้ตัวกลางเพียงเล็กน้อยเท่านั้นจึงจะทำให้เกิดการเรืองแสงได้ ดังนั้นการเรืองแสงจะยังคงดำเนินต่อไปในขวดโหลที่มีฝาปิด

นับตั้งแต่การค้นพบสารเรืองแสงและสารเรืองแสงถูกใช้อย่างหลวมๆ เพื่ออธิบายสารที่ส่องแสงในความมืดโดยไม่ไหม้ แม้ว่าคำว่าphosphorescenceมาจากฟอสฟอรัส ปฏิกิริยาที่ทำให้ฟอสฟอรัสเรืองแสงนั้นเรียกว่าchemiluminescenceอย่างถูกต้อง(เรืองแสงเนื่องจากปฏิกิริยาเคมีเย็น) ไม่ใช่ phosphorescence (การเปล่งแสงซ้ำที่ตกลงบนสารก่อนหน้านี้และตื่นเต้น) ^[29]

ไอโซโทป

รู้จัก 23 ไอโซโทปของฟอสฟอรัส^[30]ตั้งแต่²⁵
Pไป⁴⁷
ป . ^[31]เท่านั้น³¹
Pมีความเสถียรและมีความอุดมสมบูรณ์ 100% สปินนิวเคลียร์แบบครึ่งจำนวนเต็มและปริมาณ³¹ P ในปริมาณสูงทำให้ฟอสฟอรัส-31 NMR spectroscopy เป็นเครื่องมือวิเคราะห์ที่มีประโยชน์มากในการศึกษาตัวอย่างที่มีฟอสฟอรัส

ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีสองไอโซโทปของฟอสฟอรัสมีครึ่งชีวิตที่เหมาะสมสำหรับการทดลองทางวิทยาศาสตร์ทางชีววิทยา เหล่านี้คือ:

• ³²
  Pเป็นเบต้า -emitter (1.71 MeV) มีครึ่งชีวิต 14.3 วันซึ่งใช้เป็นประจำในห้องปฏิบัติการชีวิตวิทยาศาสตร์เป็นหลักในการผลิตradiolabeled DNA และ RNA probes , เช่นสำหรับใช้ในblots ภาคเหนือหรือblots ภาคใต้
• ³³
  P , beta-emitter (0.25 MeV) ที่มีครึ่งชีวิต 25.4 วัน มันถูกใช้ในห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตในการใช้งานที่การปล่อยเบต้าของพลังงานที่ต่ำกว่าจะเป็นประโยชน์เช่นการจัดลำดับดีเอ็นเอ

อนุภาคเบต้าพลังงานสูงจาก ³²
Pเจาะผิวหนังและกระจกตาและอื่นๆ³²
Pกิน, สูดดม, หรือถูกดูดซึมเป็นนิติบุคคลที่จัดตั้งขึ้นอย่างรวดเร็วเข้าไปในกระดูกและกรดนิวคลีอิก ด้วยเหตุผลเหล่านี้สำนักงานความปลอดภัยและอาชีวอนามัยในสหรัฐอเมริกา และสถาบันที่คล้ายคลึงกันในประเทศที่พัฒนาแล้วอื่นๆ จึงต้องการบุคลากรที่ทำงานด้วย³²
Pให้สวมเสื้อกาวน์แล็บ ถุงมือแบบใช้แล้วทิ้ง และแว่นตานิรภัยหรือแว่นตาเพื่อป้องกันดวงตา และหลีกเลี่ยงการทำงานโดยตรงบนภาชนะที่เปิดอยู่ จำเป็นต้องมีการตรวจสอบส่วนบุคคล เสื้อผ้า และพื้นผิวที่ปนเปื้อน การป้องกันต้องได้รับการพิจารณาเป็นพิเศษ พลังงานสูงของอนุภาคบีตาทำให้เกิดการแผ่รังสีเอกซ์ทุติยภูมิผ่านBremsstrahlung (การแผ่รังสีเบรก) ในวัสดุป้องกันหนาแน่น เช่น ตะกั่ว ดังนั้นจึงต้องป้องกันรังสีด้วยวัสดุที่มีความหนาแน่นต่ำ เช่น อะคริลิกหรือพลาสติกอื่นๆ น้ำ หรือ (เมื่อไม่ต้องการความโปร่งใส) แม้แต่ไม้ ^[32]

จักรวาล

ในปี 2013 นักดาราศาสตร์ตรวจพบฟอสฟอรัสในCassiopeiaซึ่งยืนยันว่าองค์ประกอบนี้มีการผลิตในซูเปอร์โนวาเป็นผลพลอยได้ของซูเปอร์โนวา nucleosynthesis อัตราส่วนฟอสฟอรัสต่อธาตุเหล็กในวัสดุจากเศษซุปเปอร์โนวาอาจสูงกว่าในทางช้างเผือกทั่วไปถึง 100 เท่า ^[33]

ในปี 2020 นักดาราศาสตร์ได้วิเคราะห์ข้อมูลALMAและROSINAจากบริเวณก่อกำเนิดดาวมวลมากAFGL 5142 เพื่อตรวจจับโมเลกุลที่มีฟอสฟอรัส และวิธีที่พวกมันถูกส่งไปในดาวหางมายังโลกยุคแรก ^{[34] [35]}

เปลือกและแหล่งอินทรีย์

ฟอสฟอรัสมีความเข้มข้นในเปลือกโลกประมาณหนึ่งกรัมต่อกิโลกรัม (เปรียบเทียบทองแดงที่ประมาณ 0.06 กรัม) ไม่พบในธรรมชาติ แต่มีการกระจายอย่างกว้างขวางในแร่ธาตุหลายชนิดมักเป็นฟอสเฟต ^[9]หินอนินทรีย์ฟอสเฟตซึ่งทำมาจากอะพาไทต์บางส่วน(กลุ่มของแร่ธาตุโดยทั่วไปคือ เพนทาแคลเซียมไตรออร์โธฟอสเฟตฟลูออไรด์ (ไฮดรอกไซด์)) ปัจจุบันเป็นแหล่งการค้าหลักของธาตุนี้ จากการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา (USGS) พบว่าประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ของปริมาณสำรองฟอสฟอรัสทั่วโลกอยู่ในกลุ่มประเทศอาหรับ ^[36] 85% ของเงินสำรองของโลกที่รู้จักกันอยู่ในโมร็อกโกกับเงินฝากที่มีขนาดเล็กในประเทศจีน , รัสเซีย , ^[37] ฟลอริด้า , ไอดาโฮ , เทนเนสซี , ยูทาห์และที่อื่น ๆ ^[38] อัลไบรท์และวิลสันในสหราชอาณาจักรและโรงงานที่น้ำตกไนแองการ่าตัวอย่างเช่น ใช้หินฟอสเฟตในยุค 1890 และ 1900 จากเทนเนสซี ฟลอริดา และÎles du Connétable ( แหล่งฟอสเฟตเกาะกัวโน ); ในปี 1950 พวกเขาใช้หินฟอสเฟตส่วนใหญ่มาจากรัฐเทนเนสซีและแอฟริกาเหนือ ^[39]

แหล่งอินทรีย์คือปัสสาวะ , เถ้ากระดูกและ (ในศตวรรษที่ 19 หลัง) ค้างคาวเป็นประวัติศาสตร์ที่มีความสำคัญ แต่ก็ จำกัด อยู่เพียงความสำเร็จเชิงพาณิชย์ ^[40]ในขณะที่ปัสสาวะมีฟอสฟอรัสจะได้คุณภาพที่ยังคงควบคุมวันนี้ในบางประเทศรวมทั้ง fertilising สวีเดนโดยใช้วิธีการที่นำมาใช้ในการขับถ่าย ด้วยเหตุนี้ปัสสาวะสามารถนำมาใช้เป็นปุ๋ยในรูปแบบบริสุทธิ์หรือเป็นส่วนหนึ่งของการถูกผสมกับน้ำในรูปแบบของน้ำเสียหรือน้ำเสียกากตะกอน

ฟอสฟอรัส(V)

โครงสร้างจัตุรมุขของ P ₄ O ₁₀และ P ₄ S ₁₀ .

สารประกอบฟอสฟอรัสที่แพร่หลายที่สุดคืออนุพันธ์ของฟอสเฟต (PO ₄ ³⁻ ) ซึ่งเป็นแอนไอออนทรงสี่เหลี่ยมจตุรัส ^[41]ฟอสเฟตเป็นเบสคอนจูเกตของกรดฟอสฟอริก ซึ่งผลิตขึ้นในปริมาณมากเพื่อใช้ในปุ๋ย เนื่องจากเป็นทริปโปรติก กรดฟอสฟอริกจะเปลี่ยนเบสตามขั้นตอนเป็นสามเบสคอนจูเกต:

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

ฟอสเฟตมีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็นโซ่และวงแหวนที่มีพันธะ POP โพลีหลายคนเป็นที่รู้จักกันรวมทั้งเอทีพี โพลีฟอสเฟตที่เกิดขึ้นโดยการคายน้ำของฟอสเฟตไฮโดรเจนเช่น HPO ₄ ^2-และ H ₂ PO ₄ - ตัวอย่างเช่น เพนทาโซเดียม ไตรฟอสเฟตที่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรม (หรือที่เรียกว่าโซเดียม ไตรโพลีฟอสเฟต , STPP) ถูกผลิตขึ้นในระดับอุตสาหกรรมโดยเมกะตันโดยปฏิกิริยาการควบแน่นนี้:

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

ฟอสฟอรัสเพนท็อกไซด์ (P ₄ O ₁₀ ) เป็นกรดแอนไฮไดรด์ของกรดฟอสฟอริก แต่ทราบตัวกลางหลายอย่างระหว่างทั้งสอง ของแข็งสีขาวคล้ายขี้ผึ้งทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างรุนแรง

ด้วยไอออนบวกของโลหะฟอสเฟตจะสร้างเกลือได้หลายชนิด ของแข็งเหล่านี้เป็นพอลิเมอร์ซึ่งมีการเชื่อมโยง POM เมื่อไอออนบวกของโลหะมีประจุ 2+ หรือ 3+ โดยทั่วไปแล้วเกลือจะไม่ละลายน้ำ จึงมีอยู่เป็นแร่ธาตุทั่วไป เกลือฟอสเฟตหลายชนิดได้มาจากไฮโดรเจนฟอสเฟต (HPO ₄ ²⁻ )

PCl ₅และPF ₅เป็นสารประกอบทั่วไป PF ₅เป็นก๊าซไม่มีสีและโมเลกุลมีรูปทรงสองขั้วแบบตรีโกณมิติ PCl ₅เป็นของแข็งไม่มีสีซึ่งมีสูตรไอออนิกของ PCl ₄ ⁺ PCl ₆ ⁻แต่ใช้เรขาคณิตสองขั้วแบบตรีโกณมิติเมื่อหลอมเหลวหรือในเฟสไอ ^[14] PBr ₅เป็นสูตรของแข็งที่ไม่เสถียรซึ่งมีสูตรเป็น PBr ₄ ⁺ Br ⁻และไม่ทราบPI ₅ ^[14] pentachloride และ pentafluoride เป็นกรดลูอิส ด้วยฟลูออไร PF ₅รูปแบบ PF ₆ ^-เป็นประจุลบที่เป็นisoelectronicกับเอสเอฟ6 ออกซีเฮไลด์ที่สำคัญที่สุดคือฟอสฟอรัส ออกซีคลอไรด์ (POCl ₃ ) ซึ่งมีขนาดประมาณจัตุรมุข

ก่อนการคำนวณของคอมพิวเตอร์ที่กว้างขวางเป็นไปได้ก็คิดว่าพันธะฟอสฟอรัส (V) สารประกอบที่เกี่ยวข้องd orbitals การสร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ของทฤษฎีการโคจรของโมเลกุลบ่งชี้ว่าพันธะนี้เกี่ยวข้องกับ s- และ p-orbitals เท่านั้น ^[42]

ฟอสฟอรัส (III)

ทั้งสี่สมมาตร trihalides เป็นที่รู้จักกันดี: ก๊าซPF ₃ , ของเหลวสีเหลืองPCl ₃และPBR ₃และของแข็งPI 3 วัสดุเหล่านี้มีความไวต่อความชื้นผ่านกระบวนการย่อยจะให้กรดฟอสฟอรัส ไตรคลอไรด์ซึ่งเป็นรีเอเจนต์ทั่วไปผลิตโดยคลอรีนของฟอสฟอรัสขาว:

P ₄ + 6 Cl ₂ → 4 PCl ₃

ไตรฟลูออไรด์ผลิตจากไตรคลอไรด์โดยการแลกเปลี่ยนเฮไลด์ PF ₃เป็นพิษเพราะมันผูกกับฮีโมโกล

ฟอสฟอรัส(III) ออกไซด์ , P ₄ O ₆ (เรียกอีกอย่างว่าเตตระฟอสฟอรัสเฮกออกไซด์ ) เป็นแอนไฮไดรด์ของ P(OH) ₃ซึ่งเป็นทาโทเมอร์เล็กน้อยของกรดฟอสฟอรัส โครงสร้างของ P ₄ O ₆นั้นเหมือนกับของ P ₄ O _{10 ที่}ไม่มีกลุ่มขั้วออกไซด์

ฟอสฟอรัส(I) และฟอสฟอรัส(II)

ไดฟอสฟีนที่เสถียร ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของฟอสฟอรัส (I)

สารประกอบเหล่านี้โดยทั่วไปมีพันธะ P–P ^[14]ตัวอย่าง ได้แก่ อนุพันธ์ catenated ของฟอสฟีนและออร์กาโนฟอสฟีน สารประกอบที่มีพันธะคู่ P=P ได้รับการสังเกตเช่นกัน แม้ว่าจะพบได้ยากก็ตาม

ฟอสไฟด์และฟอสฟีน

ฟอสไฟด์เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของโลหะกับฟอสฟอรัสแดง โลหะอัลคาไล (กลุ่มที่ 1) และโลหะแผ่นดินด่างสามารถสารประกอบไอออนิกที่มีฟอสไอออน P 3- สารเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับน้ำในรูปแบบฟอสฟีน ฟอสไฟด์อื่นๆเช่น Na ₃ P ₇เป็นที่รู้จักสำหรับโลหะที่เกิดปฏิกิริยาเหล่านี้ สำหรับโลหะทรานซิชันและโมโนฟอสไฟด์จะมีฟอสไฟด์ที่อุดมด้วยโลหะ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นสารประกอบทนไฟแข็งที่มีความมันวาวของโลหะ และฟอสไฟด์ที่อุดมด้วยฟอสฟอรัสซึ่งมีความเสถียรน้อยกว่าและรวมถึงเซมิคอนดักเตอร์ ^[14] Schreibersiteเป็นฟอสไฟด์ที่อุดมด้วยโลหะที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่พบในอุกกาบาต โครงสร้างของฟอสไฟด์ที่อุดมด้วยโลหะและฟอสฟอรัสอาจซับซ้อน

ฟอสฟีน (PH ₃ ) และอนุพันธ์อินทรีย์ (PR ₃ ) เป็นโครงสร้างแอนะล็อกของแอมโมเนีย (NH ₃ ) แต่มุมพันธะที่ฟอสฟอรัสจะใกล้เคียงกับ 90° สำหรับฟอสฟีนและอนุพันธ์อินทรีย์ของฟอสฟีน เป็นสารประกอบที่มีกลิ่นเหม็นและเป็นพิษ ฟอสฟอรัสมีเลขออกซิเดชัน -3 ในฟอสฟีน ฟอสฟีนผลิตโดยการย่อยสลายของแคลเซียมฟอส , Ca ₃ P 2 ฟอสฟีนถูกออกซิไดซ์ในอากาศต่างจากแอมโมเนีย ฟอสฟีนยังมีความเป็นเบสน้อยกว่าแอมโมเนียอีกด้วย ฟอสฟอื่น ๆ เป็นที่รู้จักกันซึ่งมีเครือข่ายได้ถึงเก้าฟอสฟอรัสอะตอมและมีสูตร P _n H _{n +} 2 ^[14]ก๊าซไวไฟสูงdiphosphine (P ₂ H ₄ ) เป็นอะนาล็อกของไฮดราซีน

ออกโซแอซิด

ออกโซเอซิดฟอสฟอรัสมีอยู่มากมาย มักมีความสำคัญในเชิงพาณิชย์ และบางครั้งก็ซับซ้อนเชิงโครงสร้าง พวกมันทั้งหมดมีโปรตอนที่เป็นกรดจับกับอะตอมของออกซิเจน บางชนิดมีโปรตอนที่ไม่เป็นกรดซึ่งถูกพันธะโดยตรงกับฟอสฟอรัส และบางชนิดมีพันธะฟอสฟอรัส - ฟอสฟอรัส ^[14]แม้ว่าออกโซแอซิดของฟอสฟอรัสจำนวนมาก มีเพียงเก้าชนิดที่มีความสำคัญในเชิงพาณิชย์ และสามชนิดคือกรดไฮโปฟอสฟอรัส กรดฟอสฟอรัส และกรดฟอสฟอริก มีความสำคัญเป็นพิเศษ

ไนไตรด์

โมเลกุล PN ถือว่าไม่เสถียร แต่เป็นผลผลิตของการสลายตัวของผลึกฟอสฟอรัสไนไตรด์ที่ 1100 K ในทำนองเดียวกัน H ₂ PN ถือว่าไม่เสถียรและฮาโลเจนของฟอสฟอรัสไนไตรด์เช่น F ₂ PN, Cl ₂ PN, Br ₂ PN และ I ₂ PN oligomerise เข้าไปในวงจรPolyphosphazenes ยกตัวอย่างเช่นสารประกอบของสูตร (PNCl ₂ ) _nมีอยู่ส่วนใหญ่เป็นแหวนเช่นtrimer hexachlorophosphazene ฟอสฟาซีนเกิดขึ้นจากการบำบัดฟอสฟอรัสเพนตาคลอไรด์ด้วยแอมโมเนียมคลอไรด์:

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

เมื่อหมู่คลอไรด์ถูกแทนที่ด้วยอัลคอกไซด์ (RO ⁻ ) ตระกูลของพอลิเมอร์จะถูกผลิตขึ้นด้วยคุณสมบัติที่อาจเป็นประโยชน์ ^[43]

ซัลไฟด์

ฟอสฟอรัสก่อให้เกิดซัลไฟด์ได้หลากหลาย โดยที่ฟอสฟอรัสสามารถอยู่ในสถานะ P(V), P(III) หรือสถานะออกซิเดชันอื่นๆ P ₄ S ₃สมมาตรสามเท่าใช้ในการแข่งขันนัดหยุดงานได้ทุกที่ P ₄ S ₁₀และ P ₄ O ₁₀มีโครงสร้างที่คล้ายคลึงกัน ^{[44] ออก}ซีเฮไลด์ผสมและออกซีไฮไดรด์ของฟอสฟอรัส (III) แทบไม่เป็นที่รู้จัก

สารประกอบออร์กาโนฟอสฟอรัส

สารประกอบที่มีพันธะ PC และ POC มักถูกจัดประเภทเป็นสารประกอบออร์กาโนฟอสฟอรัส มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเชิงพาณิชย์ PCl ₃ทำหน้าที่เป็นแหล่งของ P ³⁺ในเส้นทางไปยังสารประกอบออร์กาโนฟอสฟอรัส(III) ตัวอย่างเช่น เป็นสารตั้งต้นของtriphenylphosphine :

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

การบำบัดฟอสฟอรัสไตรเฮไลด์ด้วยแอลกอฮอล์และฟีนอลให้ฟอสไฟต์ เช่นไตรฟีนิลฟอสไฟต์ :

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

ปฏิกิริยาที่คล้ายกันเกิดขึ้นกับฟอสฟอรัส ออกซีคลอไรด์ ทำให้เกิดไตรฟีนิลฟอสเฟต :

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

นิรุกติศาสตร์

ชื่อฟอสฟอรัสในกรีกโบราณเป็นชื่อของดาวเคราะห์วีนัสและมาจากคำภาษากรีก (φῶς = แสง φέρω = พกพา) ซึ่งแปลว่านำแสงหรือพาหะแสงอย่างคร่าว ๆ ^[16] (ในตำนานและประเพณีกรีก Augerinus (Αυγερινός = ดาวรุ่ง, ยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน), Hesperus หรือ Hesperinus (΄Εσπερος หรือ Εσπερινός หรือ Αποσπερίτης = ดาวยามค่ำ, ยังคงใช้งานอยู่ในปัจจุบัน) และ Eosphorus (Εωσφρος) ที่ใช้สำหรับโลกหลังคริสต์ศาสนา) มีความคล้ายคลึงกันอย่างใกล้ชิดและยังเกี่ยวข้องกับดาวฟอสฟอรัสในตอนเช้า )

ตามที่ฟอร์ดอังกฤษพจนานุกรมสะกดถูกต้องขององค์ประกอบคือฟอสฟอรัส คำฟอสฟอรัสเป็นรูปแบบคำคุณศัพท์ของ P ³⁺จุดังนั้นเช่นเดียวกับกำมะถันรูปแบบกำมะถันและกำมะถันสารประกอบฟอสฟอรัสในรูปแบบสารฟอสฟอรัส (เช่นกรดฟอสฟอรัส ) และ P ⁵⁺จุฟอสฟอรัสสาร (เช่นกรดฟอสฟและฟอสเฟต ) .

การค้นพบ

โรเบิร์ต บอยล์

การค้นพบฟอสฟอรัส ซึ่งเป็นองค์ประกอบแรกที่ค้นพบซึ่งไม่เป็นที่รู้จักมาตั้งแต่สมัยโบราณ^[45]ให้เครดิตกับHennig Brandนักเล่นแร่แปรธาตุชาวเยอรมันในปี 1669 แม้ว่านักเคมีคนอื่นๆ อาจค้นพบฟอสฟอรัสในเวลาเดียวกัน ^[46]ตราสินค้าทดลองกับปัสสาวะซึ่งมีฟอสเฟตที่ละลายน้ำได้ในปริมาณมากจากการเผาผลาญปกติ ^[16]การทำงานในฮัมบูร์กแบรนด์พยายามที่จะสร้างศิลาอาถรรพ์ในตำนานผ่านการกลั่นเกลือบางส่วนโดยการระเหยปัสสาวะ และในกระบวนการนี้ก็ได้ผลิตวัสดุสีขาวที่เรืองแสงในความมืดและเผาไหม้อย่างสดใส มันถูกตั้งชื่อว่าฟอสฟอรัสมิราบิลิส ("ผู้ถือแสงมหัศจรรย์") ^[47]

กระบวนการของแบรนด์เดิมเกี่ยวข้องกับการปล่อยให้ปัสสาวะยืนเป็นเวลาหลายวันจนกระทั่งมีกลิ่นเหม็น จากนั้นเขาก็ต้มมันให้เป็นแป้ง อุ่นแป้งนี้ให้ร้อนจนอุณหภูมิสูง และนำไอระเหยผ่านน้ำ ซึ่งเขาหวังว่ามันจะกลั่นตัวเป็นสีทอง แต่เขาได้รับสารสีขาวคล้ายขี้ผึ้งที่เรืองแสงในความมืด แบรนด์ได้ค้นพบฟอสฟอรัส ตอนนี้เราทราบแล้วว่าแบรนด์ผลิตแอมโมเนียมโซเดียมไฮโดรเจนฟอสเฟต(NH
₄)NaHPO
₄. ในขณะที่ปริมาณถูกต้องโดยพื้นฐานแล้ว (ต้องใช้ปัสสาวะประมาณ 1,100 ลิตร [290 US gal] เพื่อสร้างฟอสฟอรัสประมาณ 60 กรัม) ไม่จำเป็นต้องปล่อยให้ปัสสาวะเน่าก่อน ต่อมานักวิทยาศาสตร์พบว่าปัสสาวะสดให้ปริมาณฟอสฟอรัสในปริมาณเท่ากัน ^[29]

ตอนแรกแบรนด์พยายามเก็บวิธีการนี้ไว้เป็นความลับ^[48]แต่ภายหลังได้ขายสูตรสำหรับ 200 thalers ให้กับ D. Krafft จาก Dresden ^[16]ซึ่งตอนนี้สามารถทำได้เช่นกัน และได้ออกทัวร์ยุโรปเป็นจำนวนมาก รวมทั้งอังกฤษด้วย ซึ่งเขาได้พบกับโรเบิร์ตบอยล์ ความลับที่ทำมาจากปัสสาวะรั่วไหลออกมา และJohann Kunckel (1630–1703) คนแรกในสวีเดน (1678) และต่อมา Boyle ในลอนดอน (ค.ศ. 1680) ก็สามารถสร้างฟอสฟอรัสได้ด้วยความช่วยเหลือจากผู้ช่วยของเขาAmbrose Godfrey-Hanckwitzซึ่งต่อมาได้ทำธุรกิจเกี่ยวกับการผลิตฟอสฟอรัส

Boyle ระบุว่า Krafft ไม่ได้ให้ข้อมูลใดๆ แก่เขาเกี่ยวกับการเตรียมฟอสฟอรัส นอกเหนือจากที่มาจาก "บางส่วนที่เป็นของร่างกายมนุษย์" สิ่งนี้ทำให้บอยล์มีเบาะแสอันมีค่า ดังนั้นเขาจึงสามารถสร้างฟอสฟอรัสและเผยแพร่วิธีการผลิตได้ ^[16]ต่อมาเขาได้ปรับปรุงกระบวนการของแบรนด์โดยใช้ทรายในการทำปฏิกิริยา (ยังคงใช้ปัสสาวะเป็นวัสดุพื้นฐาน)

4 นาโป
₃+ 2 SiO
₂+ 10 C → 2 Na
₂SiO
₃+ 10 CO + P
₄

โรเบิร์ต บอยล์เป็นคนแรกที่ใช้ฟอสฟอรัสเพื่อจุดไฟเฝือกไม้ปลายกำมะถัน ซึ่งเป็นผู้บุกเบิกการแข่งขันสมัยใหม่ของเราในปี ค.ศ. 1680 ^[49]

ฟอสฟอรัสเป็นธาตุที่ 13 ที่ถูกค้นพบ เนื่องจากมีแนวโน้มที่จะติดไฟเองตามธรรมชาติเมื่อปล่อยทิ้งไว้ตามลำพังในอากาศ บางครั้งจึงเรียกว่า "องค์ประกอบของปีศาจ" ^[50]

เถ้ากระดูกและขี้เถ้า

ค้างคาวการทำเหมืองแร่ในภาคกลาง ฉะเกาะแคลิฟอร์เนีย พ.ศ. 2403

ในปี ค.ศ. 1769 Johan Gottlieb GahnและCarl Wilhelm Scheele ได้แสดงให้เห็นว่าแคลเซียมฟอสเฟต ( Ca
₃(ป
₄)
₂) ที่พบในกระดูกและพวกเขาได้รับธาตุฟอสฟอรัสจากเถ้ากระดูก อองตวน ลาวัวซิเยร์รู้จักฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบในปี 1777 ^[51]เถ้ากระดูกเป็นแหล่งสำคัญของฟอสฟอรัสจนถึงยุค 1840 วิธีการเริ่มต้นโดยการคั่วกระดูกแล้วลูกจ้างใช้ดินเหนียวโต้ encased ในเตาเผาอิฐร้อนมากที่จะสกัดออกผลิตภัณฑ์ฟอสฟอรัสธาตุที่เป็นพิษสูง ^[52]อีกทางหนึ่ง ฟอสเฟตที่ตกตะกอนอาจทำมาจากกระดูกที่บดแล้วซึ่งถูกขจัดไขมันออกและบำบัดด้วยกรดแก่ ฟอสฟอรัสขาวแล้วอาจจะทำด้วยความร้อนฟอสเฟตตกตะกอนผสมกับถ่านหินพื้นดินหรือถ่านในหม้อเหล็กและกลั่นออกไอฟอสฟอรัสในโต้ ^[53] คาร์บอนมอนอกไซด์และก๊าซไวไฟอื่น ๆ ที่ผลิตในระหว่างขั้นตอนการลดถูกไฟไหม้ออกในสแต็คลุกเป็นไฟ

ในยุค 1840 การผลิตโลกฟอสเฟตหันไปทำเหมืองแร่ของเงินฝากเกาะเขตร้อนที่เกิดจากนกและค้างคาวค้างคาว (เห็นค้างคาวเกาะพระราชบัญญัติ ) สิ่งเหล่านี้กลายเป็นแหล่งฟอสเฟตที่สำคัญสำหรับปุ๋ยในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 ^[54]

หินฟอสเฟต

หินฟอสเฟตซึ่งมักจะมีแคลเซียมฟอสเฟต ถูกใช้ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2393 เพื่อสร้างฟอสฟอรัส และหลังจากการแนะนำเตาอาร์คไฟฟ้าโดยเจมส์ เบอร์เจส เรดแมนในปี พ.ศ. 2431 ^[55] (จดสิทธิบัตร พ.ศ. 2432) ^[56]การผลิตฟอสฟอรัสธาตุเปลี่ยนจาก การให้ความร้อนจากเถ้ากระดูก ไปจนถึงการผลิตอาร์คไฟฟ้าจากหินฟอสเฟต หลังจากแหล่งกวาโนของโลกหมดสิ้นในเวลาเดียวกัน แร่ฟอสเฟตก็กลายเป็นแหล่งผลิตปุ๋ยฟอสเฟตหลัก การผลิตหินฟอสเฟตเพิ่มขึ้นอย่างมากหลังสงครามโลกครั้งที่สอง และยังคงเป็นแหล่งหลักของสารเคมีฟอสฟอรัสและฟอสฟอรัสในปัจจุบัน ดูบทความเกี่ยวกับพีคฟอสฟอรัสสำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับประวัติและสถานะปัจจุบันของการทำเหมืองฟอสเฟต หินฟอสเฟตยังคงเป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมปุ๋ย ซึ่งจะได้รับการบำบัดด้วยกรดซัลฟิวริกเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ปุ๋ย " ซูเปอร์ฟอสเฟต " ต่างๆ

ก่อความไม่สงบ

ฟอสฟอรัสขาวถูกผลิตขึ้นครั้งแรกในเชิงพาณิชย์ในศตวรรษที่ 19 สำหรับอุตสาหกรรมไม้ขีดไฟ ใช้ขี้เถ้ากระดูกเป็นแหล่งฟอสเฟตตามที่อธิบายไว้ข้างต้น กระบวนการเถ้ากระดูกล้าสมัยเมื่อมีการนำเตาอาร์คที่จมอยู่ใต้น้ำเพื่อผลิตฟอสฟอรัสเพื่อลดหินฟอสเฟต ^{[57] [58]}วิธีเตาไฟฟ้าช่วยให้การผลิตเพิ่มขึ้นจนถึงจุดที่สามารถใช้ฟอสฟอรัสในอาวุธสงครามได้ ^{[27] [59]}ในสงครามโลกครั้งที่หนึ่งมันถูกใช้ในเพลิงไหม้ม่านควันและกระสุนติดตาม ^[59]พิเศษกระสุนก่อความไม่สงบได้รับการพัฒนาในการถ่ายภาพที่ไฮโดรเจน -filled เหาะทั่วสหราชอาณาจักร (ไฮโดรเจนเป็นอย่างสูงไวไฟ ) ^[59]ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง , ระเบิดขวดทำของฟอสฟอรัสละลายในน้ำมันมีการกระจายในสหราชอาณาจักรพลเรือนคัดเลือกมาเป็นพิเศษในการดำเนินการต้านทานอังกฤษสำหรับการป้องกัน; และระเบิดเพลิงฟอสฟอรัสถูกนำมาใช้ในสงครามในวงกว้าง การเผาไหม้ของฟอสฟอรัสเป็นเรื่องยากที่จะดับ และหากฟอสฟอรัสกระเด็นไปโดนผิวหนังของมนุษย์ก็ส่งผลที่น่ากลัว ^[14]

การแข่งขันช่วงแรกใช้ฟอสฟอรัสขาวในองค์ประกอบซึ่งเป็นอันตรายเนื่องจากความเป็นพิษ การฆาตกรรม การฆ่าตัวตาย และพิษจากอุบัติเหตุเป็นผลมาจากการใช้ (เรื่องเล่าที่ไม่มีหลักฐานบอกถึงผู้หญิงคนหนึ่งที่พยายามจะฆ่าสามีของเธอด้วยฟอสฟอรัสขาวในอาหารของเขา ซึ่งตรวจพบได้จากการที่สตูว์ปล่อยไอน้ำเรืองแสงออกมา) ^[27]นอกจากนี้ การสัมผัสกับไอระเหยทำให้คนงานจับคู่เนื้อร้ายของกระดูกกรามอย่างรุนแรงเรียกว่า " กรามฟอสซี " เมื่อกระบวนการที่ปลอดภัยสำหรับการผลิตฟอสฟอรัสแดงถูกค้นพบ โดยมีความไวไฟและความเป็นพิษต่ำกว่ามาก จึงได้มีการตรากฎหมายภายใต้อนุสัญญาเบิร์น (1906)ซึ่งกำหนดให้การยอมรับเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยกว่าสำหรับการผลิตไม้ขีดไฟ ^[60]ความเป็นพิษของฟอสฟอรัสขาวทำให้เลิกใช้ในการแข่งขัน ^[61]ฝ่ายสัมพันธมิตรใช้ระเบิดเพลิงฟอสฟอรัสในสงครามโลกครั้งที่สองเพื่อทำลายฮัมบูร์ก สถานที่ที่ "ผู้ถือแสงมหัศจรรย์" ถูกค้นพบครั้งแรก ^[47]

การขุดหินฟอสเฟตใน นาอูรู

การผลิตวัสดุที่มีฟอสฟอรัสส่วนใหญ่เป็นปุ๋ยทางการเกษตร เพื่อจุดประสงค์นี้, เกลือแร่ฟอสเฟตจะถูกแปลงเป็นกรดฟอสฟอรัส มันเป็นไปตามเส้นทางเคมีที่แตกต่างกันสองทาง เส้นทางหลักคือการบำบัดแร่ธาตุฟอสเฟตด้วยกรดซัลฟิวริก อีกกระบวนการหนึ่งใช้ฟอสฟอรัสขาวซึ่งอาจเกิดจากปฏิกิริยาและการกลั่นจากแหล่งฟอสเฟตเกรดต่ำมาก ฟอสฟอรัสขาวจะถูกออกซิไดซ์เป็นกรดฟอสฟอริกและต่อมาถูกทำให้เป็นกลางด้วยเบสเพื่อให้เกลือฟอสเฟต กรดฟอสฟอริกที่ผลิตจากฟอสฟอรัสขาวค่อนข้างบริสุทธิ์และเป็นเส้นทางหลักในการผลิตฟอสเฟตเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ รวมถึงการผลิตผงซักฟอก

ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 ธุรกิจกรดฟอสฟอริกเปียกบริสุทธิ์ของ Albright และ Wilson ได้รับผลกระทบจากการขายหินฟอสเฟตในจีน และการเข้ามาของซัพพลายเออร์โมร็อกโกที่มีมาช้านานในธุรกิจกรดฟอสฟอริกเปียกบริสุทธิ์ ^[62]

ฟอสฟอรัสสูงสุด

ในปี 2560 USGS ประมาณการปริมาณสำรองโลก 68 พันล้านตัน โดยตัวเลขสำรองอ้างอิงถึงจำนวนเงินที่สันนิษฐานว่าสามารถกู้คืนได้ในราคาตลาดปัจจุบัน ในปี 2559 มีการขุด 0.261 พันล้านตัน^[63]วิกฤติต่อการเกษตรร่วมสมัย ความต้องการประจำปีเพิ่มขึ้นเกือบสองเท่าอย่างรวดเร็วของการเติบโตของประชากรมนุษย์ ^[37]

การผลิตฟอสฟอรัสอาจถึงจุดสูงสุดแล้ว (ตามปี 2011) ซึ่งนำไปสู่ความเป็นไปได้ของการขาดแคลนทั่วโลกภายในปี 2040 ^[64]ในปี 2550 ในอัตราการบริโภค อุปทานของฟอสฟอรัสคาดว่าจะหมดลงใน 345 ปี ^[65]อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์บางคนในขณะนี้เชื่อว่า "พีคฟอสฟอรัส " จะเกิดขึ้นใน 30 ปีและว่า "ในอัตราปัจจุบัน เงินสำรองจะหมดไปในอีก 50 ถึง 100 ปีข้างหน้า" ^[66]เจเรมี แกรนแธมผู้ร่วมก่อตั้งบริษัทการลงทุนในบอสตันและมูลนิธิด้านสิ่งแวดล้อมเขียนไว้ในNatureในเดือนพฤศจิกายน 2555 ว่าการบริโภคองค์ประกอบ "จะต้องลดลงอย่างมากในอีก 20-40 ปีข้างหน้า มิฉะนั้นเราจะเริ่มอดอยาก" ^{[37] [67]}อ้างอิงจากส NN Greenwood และ A. Earnshaw ผู้แต่งหนังสือเรียนChemistry of the Elementsอย่างไรก็ตาม ฟอสฟอรัสประกอบด้วยมวลของหินโดยเฉลี่ยประมาณ 0.1% และด้วยเหตุนี้อุปทานของโลกจึงมีมากมาย แม้ว่าจะเจือจาง ^[14]

ธาตุฟอสฟอรัส

ปัจจุบันมีการผลิตฟอสฟอรัสธาตุประมาณ 1,000,000 ตันสั้น (910,000  ตัน ) ต่อปี แคลเซียมฟอสเฟต (หินฟอสเฟต) ซึ่งส่วนใหญ่ขุดได้ในฟลอริดาและแอฟริกาเหนือ สามารถให้ความร้อนกับทรายได้ถึง 1,200–1,500 °C ซึ่งส่วนใหญ่เป็นSiO2
₂และถ่านโค้ก (ถ่านหินกลั่น) เพื่อผลิตP vapor ที่ระเหยกลายเป็นไอ
₄. ต่อมาผลิตภัณฑ์ถูกควบแน่นเป็นผงสีขาวใต้น้ำเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันทางอากาศ แม้ภายใต้น้ำฟอสฟอรัสขาวจะถูกแปลงช้าไปมีเสถียรภาพมากขึ้นฟอสฟอรัสแดงอัญรูป สมการทางเคมีสำหรับกระบวนการนี้เมื่อเริ่มต้นด้วยฟลูออโรอะพาไทต์ ซึ่งเป็นแร่ฟอสเฟตทั่วไปคือ

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

ผลิตภัณฑ์ข้างเคียงจากกระบวนการนี้ ได้แก่ เฟอร์โรฟอสฟอรัส ซึ่งเป็นรูปแบบหยาบของ Fe ₂ P ซึ่งเป็นผลมาจากสิ่งเจือปนของธาตุเหล็กในสารตั้งต้นของแร่ ตะกรันซิลิเกตเป็นวัสดุก่อสร้างที่มีประโยชน์ ฟลูออไรบางครั้งมีการกู้คืนสำหรับใช้ในน้ำ fluoridation ปัญหามากกว่าคือ "โคลน" ที่มีฟอสฟอรัสขาวจำนวนมาก การผลิตฟอสฟอรัสขาวดำเนินการในโรงงานขนาดใหญ่ ส่วนหนึ่งเป็นเพราะใช้พลังงานมาก ฟอสฟอรัสขาวถูกลำเลียงในลักษณะหลอมเหลว เกิดอุบัติเหตุใหญ่ระหว่างการขนส่ง รถไฟตกรางที่เมืองบราวน์สตัน เนแบรสกาและไมแอมีส์เบิร์ก รัฐโอไฮโอทำให้เกิดไฟไหม้ครั้งใหญ่ เหตุการณ์เลวร้ายที่สุดในครั้งที่ผ่านมาคือการปนเปื้อนสิ่งแวดล้อมในปี 1968 เมื่อทะเลได้รับการปนเปื้อนจากการรั่วไหลและ / หรือได้รับการรักษาบำบัดน้ำเสียจากโรงงานฟอสฟอรัสขาวที่ไม่เพียงพอPlacentia Bay, แคนาดา ^[68]

กระบวนการอื่นที่สกัดฟอสฟอรัสธาตุรวมถึงการเผาไตรแคลเซียมฟอสเฟตที่อุณหภูมิสูง (1500 °C): ^[69]

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

ในอดีต ก่อนการพัฒนาการสกัดจากแร่ธาตุ ฟอสฟอรัสขาวถูกแยกออกในระดับอุตสาหกรรมจากขี้เถ้ากระดูก ^[70]ในกระบวนการนี้ไตรแคลเซียมฟอสเฟตในเถ้ากระดูกจะถูกแปลงเป็นโมโนแคลเซียมฟอสเฟตด้วยกรดซัลฟิวริก :

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

โมโนแคลเซียมฟอสเฟตจะถูกทำให้แห้งเป็นเมตาฟอสเฟตที่เกี่ยวข้อง:

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

เมื่อจุดไฟด้วยความร้อนสีขาว (~1300C) ด้วยถ่านแคลเซียมเมตาฟอสเฟตจะให้น้ำหนักเป็นสองในสามของฟอสฟอรัสขาว ในขณะที่หนึ่งในสามของฟอสฟอรัสยังคงอยู่ในกากแคลเซียมออร์โธฟอสเฟต:

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

ปุ๋ย

ฟอสฟอรัสเป็นสารอาหารที่จำเป็นของพืช (สารอาหารส่วนใหญ่มักจะ จำกัด หลังจากไนโตรเจน ) ^[71]และเป็นกลุ่มของการผลิตทั้งหมดฟอสฟอรัสอยู่ในกรดฟอสฟเข้มข้นสำหรับการเกษตร ปุ๋ยที่มีมากที่สุดเท่าที่ 70% ถึง 75% P ₂ O 5 ส่งผลให้การผลิตฟอสเฟต (PO ₄ ³⁻ ) เพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 ^{[37] การ}ปฏิสนธิฟอสเฟตเทียมเป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากฟอสฟอรัสมีความจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิด มันเกี่ยวข้องกับการถ่ายเทพลังงาน ความแข็งแรงของรากและลำต้นการสังเคราะห์ด้วยแสงการขยายตัวของรากพืชการก่อตัวของเมล็ดและดอก และปัจจัยสำคัญอื่นๆ ที่ส่งผลต่อสุขภาพและพันธุกรรมของพืชโดยรวม ^[71]

สารประกอบที่มีฟอสฟอรัสตามธรรมชาติส่วนใหญ่ไม่สามารถเข้าถึงพืชได้เนื่องจากความสามารถในการละลายและการเคลื่อนย้ายในดินต่ำ ^[72]ฟอสฟอรัสส่วนใหญ่มีความเสถียรมากในแร่ธาตุในดินหรืออินทรียวัตถุของดิน แม้จะเติมฟอสฟอรัสลงในปุ๋ยคอกหรือปุ๋ย ก็สามารถตรึงอยู่ในดินได้ ดังนั้นวัฏจักรธรรมชาติของฟอสฟอรัสจึงช้ามาก ฟอสฟอรัสคงที่บางส่วนถูกปลดปล่อยออกมาอีกครั้งเมื่อเวลาผ่านไป เพื่อรักษาการเจริญเติบโตของพืชป่า อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีมากขึ้นเพื่อรักษาพืชผลอย่างเข้มข้น ^[73]ปุ๋ยมักจะอยู่ในรูปของ superphosphate ของมะนาว ซึ่งเป็นส่วนผสมของแคลเซียมไดไฮโดรเจนฟอสเฟต (Ca(H ₂ PO ₄ ) ₂ ) และแคลเซียมซัลเฟตไดไฮเดรต (CaSO ₄ ·2H ₂ O) ทำให้เกิดกรดซัลฟิวริกที่ทำปฏิกิริยากับน้ำด้วย แคลเซียมฟอสเฟต

การประมวลผลแร่ธาตุฟอสเฟตกับกรดซัลฟูริกสำหรับการได้รับปุ๋ยเป็นสิ่งสำคัญกับเศรษฐกิจโลกที่ว่านี้เป็นตลาดหลักสำหรับอุตสาหกรรมกรดกำมะถันและใช้ในอุตสาหกรรมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของธาตุกำมะถัน ^[74]

ออร์กาโนฟอสฟอรัส

ฟอสฟอรัสขาวถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อให้organophosphorus สารประกอบผ่านกลางคลอไรด์ฟอสฟอรัสและสองซัลไฟด์ฟอสฟอรัสฟอสฟอรัส pentasulfideและฟอสฟอรัส sesquisulfide ^[75]สารประกอบ organophosphorus มีการใช้งานจำนวนมากรวมทั้งในplasticisers , สารทนไฟ , ยาฆ่าแมลง , สารสกัดตัวแทนของเส้นประสาทและการบำบัดน้ำ ^{[14] [76]}

ด้านโลหการ

ฟอสฟอรัสยังเป็นส่วนประกอบสำคัญในการผลิตเหล็กในการทำฟอสฟอรัสบรอนซ์และในผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องอื่นๆ อีกมากมาย ^{[77] [78]}ฟอสฟอรัสถูกเติมลงในทองแดงที่เป็นโลหะในระหว่างกระบวนการหลอมเพื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่มีอยู่ในฐานะสิ่งเจือปนในทองแดงและเพื่อผลิตโลหะผสมทองแดงที่มีฟอสฟอรัส ( CuOFP ) ที่มีความต้านทานการแตกตัวของไฮโดรเจนสูงกว่าทองแดงปกติ ^[79]

ตรงกัน

จับคู่พื้นผิวที่โดดเด่นด้วยส่วนผสมของฟอสฟอรัสแดง กาว และกระจกพื้น ใช้ผงแก้วเพื่อเพิ่มแรงเสียดทาน

การจับคู่ที่โดดเด่นครั้งแรกกับหัวฟอสฟอรัสถูกคิดค้นโดยCharles Sauriaในปี 1830 ไม้ขีดไฟเหล่านี้ (และการดัดแปลงที่ตามมา) ทำด้วยหัวของฟอสฟอรัสขาว สารประกอบที่ปล่อยออกซิเจน ( โพแทสเซียมคลอเรต , ตะกั่วไดออกไซด์หรือบางครั้งไนเตรต ) และ เครื่องผูก เป็นพิษต่อคนงานในการผลิต^[80]ไวต่อสภาวะการเก็บรักษา เป็นพิษหากกลืนกิน และเป็นอันตรายเมื่อจุดไฟโดยไม่ได้ตั้งใจบนพื้นผิวที่ขรุขระ ^{[81] [82]}การผลิตในหลายประเทศถูกห้ามระหว่าง 2415 และ 2468 ^[83]นานาชาติเบิร์นอนุสัญญาให้สัตยาบันใน 2449 ห้ามการใช้ฟอสฟอรัสขาวในการแข่งขัน

ด้วยเหตุนี้ การแข่งขัน 'การนัดหยุดงานในทุกที่' จึงค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วย 'การแข่งขันด้านความปลอดภัย' โดยที่ฟอสฟอรัสสีขาวถูกแทนที่ด้วยฟอสฟอรัส เซสควิซัลไฟด์(P ₄ S ₃ ) กำมะถัน หรือพลวงซัลไฟด์ ไม้ขีดไฟดังกล่าวติดไฟได้ยากบนพื้นผิวอื่นใดนอกจากแถบพิเศษ แถบนี้ประกอบด้วยฟอสฟอรัสสีแดงซึ่งจะร้อนขึ้นเมื่อกระทบ ทำปฏิกิริยากับสารประกอบที่ปล่อยออกซิเจนในศีรษะ และจุดไฟวัสดุที่ติดไฟได้ของส่วนหัว ^{[17] [75]}

น้ำอ่อน

โซเดียมไตรโพลีฟอสเฟตที่ทำจากกรดฟอสฟอริกใช้ในน้ำยาซักผ้าในบางประเทศ แต่ห้ามใช้ในบางประเทศ ^[19]สารนี้นุ่มน้ำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของผงซักฟอกและเพื่อป้องกันไม่ให้ท่อ / หลอดหม้อไอน้ำการกัดกร่อน ^[84]

เบ็ดเตล็ด

• ฟอสเฟตจะใช้เพื่อให้แว่นตาพิเศษสำหรับโคมไฟโซเดียม ⁽¹⁹⁾
• เถ้ากระดูกแคลเซียมฟอสเฟตใช้ในการผลิตจีนที่ดี ⁽¹⁹⁾
• กรดฟอสฟอริกที่ทำจากธาตุฟอสฟอรัสใช้ในงานอาหาร เช่นน้ำอัดลมและเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับฟอสเฟตเกรดอาหาร ^[75]เหล่านี้รวมถึงโมโนแคลเซียมฟอสเฟตผงฟูและโซเดียมไตรโพลีฟอสเฟต ^[75]ฟอสเฟตใช้เพื่อปรับปรุงลักษณะของเนื้อสัตว์แปรรูปและชีสและในยาสีฟัน ^[75]
• ฟอสฟอรัสขาวเรียกว่า "WP" (ศัพท์สแลง "วิลลี่ปีเตอร์") จะใช้ในการทหารการใช้งานเป็นระเบิดก่อความไม่สงบสำหรับบุหรี่การตรวจคัดกรองเป็นหม้อควันและระเบิดควันและในรอยกระสุน นอกจากนี้ยังเป็นส่วนหนึ่งของระเบิดมือ M34 White Phosphorus US ที่ล้าสมัยอีกด้วย ระเบิดอเนกประสงค์นี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับส่งสัญญาณ ม่านควัน และการอักเสบ มันอาจทำให้เกิดแผลไหม้อย่างรุนแรงและมีผลกระทบทางจิตใจต่อศัตรู ^{[85] [86]}การใช้ฟอสฟอรัสขาวทางการทหารถูกจำกัดโดยกฎหมายระหว่างประเทศ
• ³² P และ³³ P ใช้เป็นตัวติดตามกัมมันตภาพรังสีในห้องปฏิบัติการทางชีวเคมี ^[87]

ฟอสฟอรัสอนินทรีย์ในรูปของฟอสเฟตPO³⁻
₄เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับรูปแบบที่รู้จักกันทั้งหมดของชีวิต ^[88]ฟอสฟอรัสมีบทบาทสำคัญในกรอบโครงสร้างของดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอ เซลล์ที่มีชีวิตใช้ฟอสเฟตเพื่อขนส่งพลังงานของเซลล์ด้วยอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP) ซึ่งจำเป็นสำหรับกระบวนการของเซลล์ทุกประการที่ใช้พลังงาน เอทีพีก็มีความสำคัญเช่นกันสำหรับฟอสโฟรีเลชั่นซึ่งเป็นเหตุการณ์สำคัญด้านกฎระเบียบในเซลล์ ฟอสโฟลิปิดเป็นส่วนประกอบโครงสร้างหลักของเยื่อหุ้มเซลล์ทั้งหมด แคลเซียมฟอสเฟตเกลือช่วยในการทำให้แข็งทื่อกระดูก ^[14]นักชีวเคมีมักใช้คำย่อ "Pi" เพื่ออ้างถึงอนินทรีย์ฟอสเฟต ^[89]

เซลล์ที่มีชีวิตทุกเซลล์ถูกห่อหุ้มด้วยเมมเบรนที่แยกเซลล์ออกจากสิ่งรอบข้าง เยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยเมทริกซ์และโปรตีนฟอสโฟลิปิด โดยทั่วไปจะอยู่ในรูปของชั้นสองชั้น ฟอสโฟลิปิดได้มาจากกลีเซอรอลโดยมีโปรตอนกลีเซอรอลไฮดรอกซิล (OH) สองตัวแทนที่ด้วยกรดไขมันเป็นเอสเทอร์และโปรตอนไฮดรอกซิลที่สามถูกแทนที่ด้วยฟอสเฟตที่ผูกมัดกับแอลกอฮอล์อื่น ^[90]

มนุษย์ผู้ใหญ่โดยเฉลี่ยมีฟอสฟอรัสประมาณ 0.7 กก. กระดูกและฟันประมาณ 85–90% ในรูปของอะพาไทต์และส่วนที่เหลืออยู่ในเนื้อเยื่ออ่อนและของเหลวนอกเซลล์ (~1%) ปริมาณฟอสฟอรัสเพิ่มขึ้นจากประมาณ 0.5% โดยน้ำหนักในวัยเด็กเป็น 0.65–1.1% โดยน้ำหนักในผู้ใหญ่ ความเข้มข้นของฟอสฟอรัสเฉลี่ยในเลือดประมาณ 0.4 กรัม/ลิตร ประมาณ 70% เป็นอินทรีย์และ 30% ฟอสเฟตอนินทรีย์ ^[91]ผู้ใหญ่ที่รับประทานอาหารเพื่อสุขภาพบริโภคและขับฟอสฟอรัสประมาณ 1-3 กรัมต่อวัน โดยบริโภคในรูปของอนินทรีย์ฟอสเฟตและชีวโมเลกุลที่มีฟอสฟอรัส เช่น กรดนิวคลีอิกและฟอสโฟลิปิด และขับถ่ายออกมาในรูปของฟอสเฟตไอออนเท่านั้น เช่นH
₂ป ณ^-
₄และHPO²⁻
₄. มีเพียง 0.1% ของฟอสเฟตในร่างกายที่ไหลเวียนอยู่ในกระแสเลือด ขนานกับปริมาณฟอสเฟตที่มีอยู่ในเซลล์เนื้อเยื่ออ่อน

เคลือบฟันและกระดูก

ส่วนประกอบหลักของกระดูกคือไฮดรอกซีอะพาไทต์และแคลเซียมฟอสเฟตในรูปแบบอสัณฐาน ซึ่งอาจรวมถึงคาร์บอเนต ไฮดรอกซีอะพาไทต์เป็นส่วนประกอบหลักของเคลือบฟัน ฟลูออไรด์ในน้ำช่วยเพิ่มความทนทานต่อฟันผุโดยการแปลงแร่ธาตุบางส่วนไปเป็นวัสดุที่ยังคงแข็งอยู่ซึ่งเรียกว่าฟลูออโรอะพาไทต์: ^[14]

แคลิฟอร์เนีย
₅(ป
₄)
₃OH + F^-
→ Ca
₅(ป
₄)
₃F + OH^-

การขาดฟอสฟอรัส

ในทางการแพทย์ กลุ่มอาการขาดฟอสเฟตอาจเกิดจากภาวะทุพโภชนาการโดยไม่สามารถดูดซึมฟอสเฟตได้ และโดยกลุ่มอาการเมแทบอลิซึมที่ดึงฟอสเฟตออกจากเลือด (เช่น ในกลุ่มอาการขาดสารอาหารหลังจากขาดสารอาหาร^[92] ) หรือส่งผ่านเข้าไปในปัสสาวะมากเกินไป ทั้งหมดมีลักษณะเป็นhypophosphatemiaซึ่งเป็นภาวะที่มีระดับฟอสเฟตที่ละลายน้ำได้ในระดับต่ำในซีรัมในเลือดและภายในเซลล์ อาการของภาวะ hypophosphatemia ได้แก่ ความผิดปกติของระบบประสาทและการหยุดชะงักของกล้ามเนื้อและเซลล์เม็ดเลือดเนื่องจากขาด ATP ฟอสเฟตมากเกินไปอาจทำให้ท้องเสียและกลายเป็นปูน (แข็งตัว) ของอวัยวะและเนื้อเยื่ออ่อน และอาจรบกวนความสามารถของร่างกายในการใช้ธาตุเหล็ก แคลเซียม แมกนีเซียม และสังกะสี ^[93]

ฟอสฟอรัสเป็นสิ่งจำเป็นmacromineralสำหรับพืชซึ่งมีการศึกษาอย่างกว้างขวางในedaphologyที่จะเข้าใจการดูดซึมพืชจากดินระบบ ฟอสฟอรัสเป็นปัจจัย จำกัดในหลาย ๆระบบนิเวศ ; นั่นคือความขาดแคลนของฟอสฟอรัสจำกัดอัตราการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิต ส่วนเกินของฟอสฟอรัสนอกจากนี้ยังอาจเป็นปัญหาได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบน้ำที่eutrophicationบางครั้งนำไปสู่บุปผาสาหร่าย ^[37]

โภชนาการ

คำแนะนำเกี่ยวกับอาหาร

สหรัฐสถาบันการแพทย์ (IOM) การปรับปรุงโดยประมาณความต้องการเฉลี่ย (EARs) และรับประทานอาหารที่แนะนำค่าเผื่อ (RDAs) ฟอสฟอรัสในปี 1997 หากมีข้อมูลไม่เพียงพอที่จะสร้างหูและ RDAs ประมาณการกำหนดปริมาณที่เพียงพอ (AI) ถูกนำมาใช้แทน . EAR ปัจจุบันสำหรับฟอสฟอรัสสำหรับผู้ที่มีอายุ 19 ปีขึ้นไปคือ 580 มก./วัน RDA คือ 700 มก./วัน RDA สูงกว่า EAR เพื่อระบุปริมาณที่จะครอบคลุมผู้ที่มีความต้องการสูงกว่าค่าเฉลี่ย RDA สำหรับการตั้งครรภ์และให้นมบุตรก็เท่ากับ 700 มก./วัน สำหรับเด็กอายุ 1-18 ปี RDA จะเพิ่มขึ้นเมื่ออายุ 460 เป็น 1250 มก./วัน สำหรับความปลอดภัย IOM จะกำหนดระดับการบริโภคสูงสุดที่ยอมรับได้ (UL) สำหรับวิตามินและแร่ธาตุเมื่อมีหลักฐานเพียงพอ ในกรณีของฟอสฟอรัส UL คือ 4000 มก./วัน เรียกรวมกันว่า EARs, RDAs, AIs และ ULs เรียกว่าการบริโภคอาหารอ้างอิง (DRIs) ^[94]

ยุโรปอำนาจความปลอดภัยด้านอาหาร (EFSA) หมายถึงชุดรวมของข้อมูลเป็นค่าอาหารอ้างอิงกับประชากรอ้างอิงบริโภค (PRI) แทน RDA และความต้องการเฉลี่ยแทน EAR AI และ UL กำหนดเช่นเดียวกับในสหรัฐอเมริกา สำหรับผู้ที่อายุ 15 ปีขึ้นไป รวมทั้งการตั้งครรภ์และให้นมบุตร AI จะตั้งไว้ที่ 550 มก./วัน สำหรับเด็กอายุ 4-10 ปี AI จะอยู่ที่ 440 มก./วัน สำหรับอายุ 11-17 ปี 640 มก./วัน AI เหล่านี้ต่ำกว่า RDA ของสหรัฐอเมริกา ในทั้งสองระบบ วัยรุ่นต้องการมากกว่าผู้ใหญ่ ^[95]หน่วยงานความปลอดภัยด้านอาหารแห่งยุโรปได้ทบทวนคำถามด้านความปลอดภัยเดียวกันและตัดสินใจว่าไม่มีข้อมูลเพียงพอที่จะกำหนด UL ^[96]

สำหรับวัตถุประสงค์ในการติดฉลากอาหารและอาหารเสริมในสหรัฐอเมริกา ปริมาณในหนึ่งหน่วยบริโภคจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของมูลค่ารายวัน (%DV) สำหรับวัตถุประสงค์ในการติดฉลากฟอสฟอรัส 100% ของมูลค่ารายวันคือ 1,000 มก. แต่ ณ วันที่ 27 พฤษภาคม 2559 ได้มีการแก้ไขเป็น 1250 มก. เพื่อให้สอดคล้องกับ RDA ^{[97] [98]}การปฏิบัติตามกฎระเบียบของการติดฉลากที่ถูกต้องมีการปรับปรุงโดย 1 มกราคม 2020 สำหรับผู้ผลิตกับUS $ 10 ล้านหรือมากกว่าในการขายอาหารประจำปีและ 1 มกราคม 2021 สำหรับผู้ผลิตที่มียอดขายอาหารปริมาณที่ต่ำกว่า ^{[99] [100]}ตารางค่าในชีวิตประจำวันทั้งเก่าและใหม่ที่เป็นผู้ใหญ่มีให้ที่บริโภคอ้างอิงประจำวัน

แหล่งอาหาร

แหล่งอาหารหลักของฟอสฟอรัสเหมือนกับแหล่งที่มีโปรตีนแม้ว่าโปรตีนจะไม่มีฟอสฟอรัสก็ตาม ตัวอย่างเช่น นม เนื้อสัตว์ และถั่วเหลืองมักมีฟอสฟอรัสด้วย ตามกฎแล้ว หากอาหารมีโปรตีนและแคลเซียมเพียงพอ ปริมาณฟอสฟอรัสก็น่าจะเพียงพอ ^[101]

การระเบิดของฟอสฟอรัส

สารประกอบอินทรีย์ของฟอสฟอรัสเป็นวัสดุหลายประเภท หลายอย่างจำเป็นสำหรับชีวิต แต่บางชนิดมีพิษร้ายแรง ฟลูออโรฟอสเฟตเอสเทอร์เป็นหนึ่งในสารพิษต่อระบบประสาทที่เป็นที่รู้จักมากที่สุด หลากหลายของสารประกอบ organophosphorus จะใช้สำหรับการเป็นพิษของพวกเขาเป็นสารกำจัดศัตรูพืช ( สารเคมีกำจัดวัชพืช , ยาฆ่าแมลง , สารฆ่าเชื้อราฯลฯ ) และweaponisedเป็นตัวแทนของเส้นประสาทต่อมนุษย์ศัตรู ฟอสเฟตอนินทรีย์ส่วนใหญ่เป็นสารอาหารที่ไม่เป็นพิษและจำเป็น ^[14]

allotrope ฟอสฟอรัสขาวแสดงอันตรายที่สำคัญเนื่องจากติดไฟในอากาศและก่อให้เกิดกรดฟอสฟอริกตกค้าง พิษจากฟอสฟอรัสขาวเรื้อรังทำให้เกิดเนื้อร้ายของกรามที่เรียกว่า " กรามฟอสซี " ฟอสฟอรัสขาวเป็นพิษทำให้ตับถูกทำลายอย่างรุนแรงเมื่อกลืนกิน และอาจทำให้เกิดภาวะที่เรียกว่า "กลุ่มอาการอุจจาระสูบบุหรี่" ^[102]

ในอดีต การสัมผัสกับธาตุฟอสฟอรัสจากภายนอกได้รับการรักษาโดยการล้างบริเวณที่ได้รับผลกระทบด้วยสารละลายคอปเปอร์ซัลเฟต 2% เพื่อสร้างสารประกอบที่ไม่เป็นอันตรายและถูกชะล้างออกไป ตามการรักษาผู้บาดเจ็บจากสารเคมีของกองทัพเรือสหรัฐฯ และการบาดเจ็บจากสารเคมีทางทหารทั่วไปของกองทัพเรือสหรัฐฯ: FM8-285: ส่วนที่ 2 การบาดเจ็บจากสารเคมีในกองทัพทั่วไปมีการใช้ซัลเฟต "Cupric (ทองแดง (II))" โดยบุคลากรของสหรัฐฯ ในอดีตและยังคงเป็นอยู่ ใช้โดยบางประเทศ อย่างไรก็ตาม คอปเปอร์ซัลเฟตเป็นพิษและจะหยุดใช้ คอปเปอร์ซัลเฟตอาจทำให้ไตและสมองเป็นพิษรวมทั้งภาวะเม็ดเลือดแดงแตกในหลอดเลือด" ^[103]

คู่มือแนะนำแทน "สารละลายไบคาร์บอเนตเพื่อทำให้กรดฟอสฟอริกเป็นกลาง ซึ่งจะทำให้สามารถกำจัดฟอสฟอรัสขาวที่มองเห็นได้ อนุภาคมักจะสามารถระบุตำแหน่งได้โดยการปล่อยควันเมื่ออากาศกระทบกับพวกมัน หรือโดยการเรืองแสงของพวกมันในความมืด ในสภาพแวดล้อมที่มืดมิด เศษซากจะถูกมองว่าเป็นจุดเรืองแสง ให้ขจัดรอยไหม้โดยทันทีหากอาการของผู้ป่วยอนุญาตให้นำเศษ WP (ฟอสฟอรัสขาว) ออกซึ่งอาจถูกดูดซึมในภายหลังและอาจก่อให้เกิดพิษต่อร่างกายได้ ห้ามทาขี้ผึ้งที่มีส่วนผสมของน้ำมันจนกว่าจะแน่ใจว่าทั้งหมด ลบ WP แล้ว หลังจากกำจัดอนุภาคออกจนหมด ให้รักษารอยโรคเหมือนแผลไหม้จากความร้อน" ^{[หมายเหตุ 1] [ ต้องการการอ้างอิง ]}เนื่องจากฟอสฟอรัสขาวผสมกับน้ำมันได้ง่าย ไม่แนะนำให้ใช้สารที่เป็นมันหรือขี้ผึ้งใดๆ จนกว่าบริเวณนั้นจะทำความสะอาดอย่างทั่วถึงและกำจัดฟอสฟอรัสขาวออกทั้งหมด

ผู้คนสามารถสัมผัสกับฟอสฟอรัสในที่ทำงานได้โดยการสูดดม การกลืนกิน การสัมผัสทางผิวหนัง และการสบตา ความปลอดภัยและอาชีวอนามัยการบริหาร (OSHA) ได้มีการกำหนดวงเงินที่ได้รับสารฟอสฟอรัส ( ขีด จำกัด ของการเปิดรับอนุญาต ) ในสถานที่ทำงานที่ 0.1 มก. / ม. ³กว่าวันทำงาน 8 ชั่วโมง สถาบันแห่งชาติเพื่อความปลอดภัยและอาชีวอนามัย (NIOSH) ได้มีการกำหนดขีด จำกัด ของการเปิดรับแสงที่แนะนำ (REL) 0.1 มก. / ม. ³กว่าวันทำงาน 8 ชั่วโมง ในระดับที่ 5 มก. / ม. ³ฟอสฟอรัสเป็นอันตรายทันทีเพื่อชีวิตและสุขภาพ ^[104]

US DEA List I สถานะ US

ฟอสฟอรัสสามารถลดธาตุไอโอดีนเพื่อกรด hydroiodicซึ่งเป็นสารที่มีประสิทธิภาพในการลดอีเฟดรีนหรือpseudoephedrineเพื่อยาบ้า ^[105]ด้วยเหตุนี้ ฟอสฟอรัสสีแดงและสีขาวจึงถูกกำหนดโดยสำนักงานปราบปรามยาเสพติดแห่งสหรัฐอเมริกาให้เป็นสารเคมีที่เป็นสารตั้งต้นของ List Iภายใต้21 CFR 1310.02 ซึ่งมีผลในวันที่ 17 พฤศจิกายน พ.ศ. 2544 ^[106]ในสหรัฐอเมริกา ตัวจัดการฟอสฟอรัสสีแดงหรือสีขาว อยู่ภายใต้การควบคุมด้านกฎระเบียบที่เข้มงวด ^{[106] [107] [108]}

• วัฏจักรฟอสฟอรัส