Φώσφορος

Ο φώσφορος, με το σύμβολο P και τον ατομικό αριθμό 15, είναι ένα χημικό στοιχείο. Ο φώσφορος έρχεται σε δύο μεγάλες μορφές, λευκό και κόκκινο, ωστόσο δεν βρίσκεται ποτέ ως ελεύθερο στοιχείο στη Γη λόγω της ισχυρής αντιδραστικότητάς του. Είναι περίπου ένα γραμμάριο ανά κιλό στον φλοιό της Γης (συγκρίνετε τον χαλκό με περίπου 0,06 γραμμάρια). Τα φωσφορικά είναι η πιο κοινή μορφή φωσφόρου που βρίσκεται στα πετρώματα.

Ο λευκός φώσφορος ήταν το πρώτο στοιχείο που διαχωρίστηκε το 1669. Όταν ο λευκός φώσφορος εκτίθεται στο οξυγόνο, δημιουργεί μια αδύναμη λάμψη, εξ ου και η ονομασία, που προέρχεται από την ελληνική μυθολογία, με ο να σημαίνει «φωτοφόρος» (Λατινικά Lucifer), που αναφέρεται στο «Πρωινό Αστέρι», την Αφροδίτη. Ο όρος φωσφορισμός, που κυριολεκτικά σημαίνει «λάμψη μετά τον φωτισμό», προέρχεται από αυτό το χαρακτηριστικό του φωσφόρου, ωστόσο χρησιμοποιείται επίσης για να περιγράψει μια ξεχωριστή φυσική διαδικασία που παράγει μια λάμψη. Η οξείδωση του λευκού (αλλά όχι του κόκκινου) φωσφόρου παράγει μια λάμψη φωσφόρου, η οποία είναι τώρα γνωστή ως χημειοφωταύγεια. Ο φώσφορος ταξινομείται ως πνικτογόνο, μαζί με το άζωτο, το αρσενικό, το αντιμόνιο και το βισμούθιο.

Ο φώσφορος είναι ένα ζωτικό στοιχείο για τη ζωή και λαμβάνεται κυρίως μέσω φωσφορικών αλάτων, τα οποία είναι μόρια που περιέχουν το φωσφορικό ιόν, PO43-. Τα φωσφορικά άλατα βρίσκονται στο DNA, το RNA, το ATP και τα φωσφολιπίδια, τα οποία είναι όλα σημαντικά συστατικά των κυττάρων. Η παλαιότερη πηγή στοιχειακού φωσφόρου ήταν τα ανθρώπινα ούρα και η οστική τέφρα ήταν μια σημαντική πρώιμη πηγή φωσφόρου. Επειδή τα φωσφορικά άλατα υπάρχουν στα απολιθωμένα αποθέματα ζωικών υπολειμμάτων και περιττωμάτων, τα ορυχεία φωσφορικών περιέχουν απολιθώματα. Σε ορισμένα υδάτινα συστήματα, τα χαμηλά επίπεδα φωσφορικών είναι ένας σημαντικός περιοριστικός παράγοντας για την ανάπτυξη. Η συντριπτική πλειοψηφία των ενώσεων φωσφόρου που εξορύσσονται χρησιμοποιούνται ως λιπάσματα. Το φωσφορικό άλας απαιτείται για να αντικαταστήσει τον φώσφορο που χάνεται από τα φυτά στο έδαφος και η ετήσια ζήτηση του αυξάνεται με περίπου διπλάσιο ρυθμό από τον ανθρώπινο πληθυσμό. Οι χημικές ουσίες οργανοφωσφόρου είναι μια άλλη εφαρμογή.

Ενώσεις φωσφόρου:-

• Φωσφίνη

Η φωσφίνη (IUPAC:φωσφάνη) είναι ένα άχρωμο, εύφλεκτο και εξαιρετικά δηλητηριώδες μόριο αερίου με χημικό τύπο PH3 που ανήκει στην οικογένεια υδριδίου του πνικτογόνου. Λόγω της παρουσίας υποκατεστημένης φωσφίνης και διφωσφάνης, τα δείγματα τεχνικής ποιότητας έχουν μια πολύ τρομερή οσμή που μυρίζει σαν σάπιο ψάρι (P2H4). Το PH3 είναι αυθόρμητα εύφλεκτο στον αέρα (πυροφορικό) όταν υπάρχουν ίχνη του P2H4, που φλέγεται από μια λαμπρή φλόγα. Η φωσφίνη είναι μια εξαιρετικά τοξική αναπνευστική τοξίνη που είναι άμεσα θανατηφόρα με 50 μέρη ανά εκατομμύριο. Η δομή του φωσφόρου είναι τριγωνική πυραμιδική. Αυτή η ένωση έχει μοριακή μάζα 33,99758 g/mol.

• Φωσφορικό οξύ:-

Το φωσφορικό οξύ (H3PO4), γνωστό και ως ορθοφωσφορικό οξύ, είναι το πιο σημαντικό οξύ οξυγόνου του φωσφόρου και χρησιμοποιείται για τη δημιουργία φωσφορικών αλάτων λιπασμάτων. Χρησιμοποιείται επίσης σε οδοντιατρικά τσιμέντα, στην παραγωγή παραγώγων λευκωματίνης και στους τομείς της ζάχαρης και της κλωστοϋφαντουργίας. Χρησιμοποιείται σε τρόφιμα ως όξινο, φρουτώδες άρωμα.

Το φωσφορικό οξύ είναι ένα κρυσταλλικό στερεό με σημείο τήξης 42,35°C (108,2°F). σε λιγότερο συμπυκνωμένη μορφή, είναι άχρωμο και είναι ένα σιροπιώδες υγρό με σημείο τήξης 42,35° C (108,2° F). Τα φωσφορικά πετρώματα χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ακατέργαστου οξέος, ενώ ο λευκός φώσφορος χρησιμοποιείται για την παραγωγή οξέος υψηλότερης ποιότητας.

Μερικά άλλα παρόμοια στοιχεία:-

• Θείο

Το θείο είναι ένα χημικό στοιχείο με σύμβολο S και με ατομικό αριθμό 16. Είναι μη μεταλλικό, άφθονο και πολυσθενές. Τα άτομα θείου σχηματίζουν κυκλικά οκτατομικά μόρια με τον χημικό τύπο S8 υπό κανονικές συνθήκες. Το στοιχείο θείο είναι ένα λαμπρό κίτρινο κρυσταλλικό στερεό σε θερμοκρασία δωματίου.

Το θείο είναι το πέμπτο πιο άφθονο στοιχείο στη Γη και το δέκατο πιο διαδεδομένο στοιχείο στο σύμπαν κατά μάζα. Το θείο στη Γη βρίσκεται κυρίως ως θειούχα και θειικά ορυκτά, ενώ μερικές φορές ανακαλύπτεται στην καθαρή, φυσική του μορφή. Το θείο ήταν γνωστό στην αρχαιότητα επειδή ήταν άφθονο στη φυσική του μορφή και αναφερόταν για τους σκοπούς του στην Ινδία, την Ελλάδα, την Κίνα και την Αίγυπτο. Το θείο είναι επίσης γνωστό ως θειάφι, που σημαίνει «φλεγόμενη πέτρα» στο παρελθόν και στη λογοτεχνία. Σχεδόν όλο το στοιχειακό θείο δημιουργείται πλέον ως υποπροϊόν της απομάκρυνσης των ακαθαρσιών που περιέχουν θείο από το φυσικό αέριο και το πετρέλαιο. Η παραγωγή θειικού οξέος για θειικά και φωσφορικά λιπάσματα, καθώς και άλλες χημικές διεργασίες, είναι η πιο σημαντική εμπορική εφαρμογή του στοιχείου. Τα σπίρτα, τα εντομοκτόνα και τα μυκητοκτόνα παρασκευάζονται με θείο.

Το θείο απαιτείται για όλα τα έμβια όντα, ωστόσο βρίσκεται σχεδόν πάντα με τη μορφή οργανικών ενώσεων θείου ή θειούχων μετάλλων. Οι οργανικές ενώσεις θείου κατηγοριοποιούνται σε τρία αμινοξέα (κυστεΐνη, κυστίνη και μεθειονίνη) και σε δύο βιταμίνες (βιοτίνη και θειαμίνη). Το θείο βρίσκεται σε αρκετούς συμπαράγοντες, όπως η θειορεδοξίνη, η γλουταθειόνη και οι πρωτεΐνες σιδήρου-θείου. Η πρωτεΐνη κερατίνη, που υπάρχει στο εξωτερικό δέρμα, τα μαλλιά και τα φτερά, έχει δισουλφίδια ή δεσμούς S-S, που της παρέχουν μηχανική αντοχή και αδιαλυτότητα. Το θείο είναι ένα απαραίτητο μακροθρεπτικό συστατικό για όλα τα ζωντανά πλάσματα και είναι ένα από τα πιο σημαντικά χημικά συστατικά για τη μεταβολική λειτουργία.

Λίγες από τις ενώσεις του θείου είναι H2SO4, SO2, HSO4 κ.λπ.

• Άζωτο

Το χημικό στοιχείο άζωτο έχει το σύμβολο N και έχει τον ατομικό αριθμό 7. Ο Rutherford, ένας Σκωτσέζος γιατρός, ήταν ο πρώτος που το ανακάλυψε και το απομόνωσε το 1772. Παρά το γεγονός ότι ο Carl Wilhelm Scheele και ο Henry Cavendish το είχαν κάνει ξεχωριστά για το Ταυτόχρονα, ο Ράδερφορντ τιμάται συχνά για το έργο του επειδή δημοσιεύτηκε πρώτο. Όταν ανακαλύφθηκε το άζωτο στο νιτρικό οξύ και τα νιτρικά άλατα, ο Γάλλος χημικός Jean-Antoine-Claude Chaptal πρότεινε το όνομα άζωτο.

Το άζωτο είναι ένα αμέταλλο και το ελαφρύτερο μέλος της ομάδας 15 του περιοδικού πίνακα, συχνά γνωστό ως πνικτογόνα. Είναι ένα κοινό στοιχείο στον κόσμο, με τον Γαλαξία και το Ηλιακό Σύστημα να έχουν την πέμπτη υψηλότερη συνολική αφθονία. Σε τυπικές θερμοκρασίες και πιέσεις, δύο άτομα του στοιχείου συνδυάζονται για να σχηματίσουν N2, ένα άχρωμο και άοσμο διατομικό αέριο. Το N2 είναι το πιο διαδεδομένο μη συνδυασμένο στοιχείο, αντιπροσωπεύοντας το 78 τοις εκατό της ατμόσφαιρας της Γης. Το άζωτο βρίσκεται σε όλα τα είδη, ειδικά στα αμινοξέα (και επομένως στις πρωτεΐνες), στα νουκλεϊκά οξέα (DNA και RNA) και στην τριφωσφορική αδενοσίνη, ένα μόριο μεταφοράς ενέργειας. Μετά τον άνθρακα, το οξυγόνο και το υδρογόνο, το άζωτο είναι το τέταρτο πιο σημαντικό στοιχείο στο ανθρώπινο σώμα, αντιπροσωπεύοντας περίπου το 3% της μάζας του.

Συμπέρασμα:-

Τρία σημαντικά θρεπτικά στοιχεία για την ανάπτυξη των φυτών είναι το άζωτο (N), ο φώσφορος (P) και το θείο (S). Τα οργανικά συστατικά που περιέχουν αυτά τα στοιχεία —μαζί με τις χημικές, φυσικές και βιοχημικές τους αντιδράσεις— είναι κρίσιμα για την ανάπτυξη των φυτών στο σύστημα εδάφους-φυτού.