История открытия фосфора

1.

История открытия фосфора
В 1669 гамбургский купец и по совместительству алхимик Хенниг Брандт в очередной раз пытался осуществить мечту всех средневековых алхимиков –
найти легендарный философский камень, якобы превращающий все металлы в золото и дарующий бессмертие. Увы, философский камень и в этот
раз найти не удалось, но, тем не менее, Хеннигу посчастливилось сделать другое не менее важное открытие в химии. На этот раз в качестве
эксперимента немецкий алхимик решил выпаривать воду из… человеческой мочи. В результате череды сложных химических манипуляций над
собственной мочой в реторте у алхимика образовалось неведомое до того светящееся вещество – фосфор.
К слову, само слово «фосфор» с древнегреческого переводится как «несущий свет». Именно такое название он получил за свою удивительную
способность светиться в темноте. Первооткрыватель фосфора алхимик Хенниг Брандт быстро понял свою выгоду от этого открытия и за большие
деньги показывал светящийся фосфор разным знатным и богатым господам, нажив при этом большое состояние (развлечений в то время в Европе
было не так уж и много, так что научно-популярные представления предприимчивого алхимика пользовались большим спросом)
Впрочем, Хенинг Брандт был не первым, кто добыл фосфор опытным путем. Еще до него, в XII веке это удалось сделать арабскому алхимику Алхиду
Бехилу, все также благодаря химическим манипуляциям с мочой и глиной, но его открытие затерялось, и именно повторное открытие фосфора
немецким алхимиком принесло широкую популярность этому химическому элементу.
Первое время после открытия фосфор вызывал лишь любопытство своим свечением и только в конце XIX века ученые поняли, что фосфор также
является чрезвычайно важным полезным микроэлементом для жизнедеятельности человеческого организма. Хотя фосфор и является одним из самых
распространенных химических элементов на нашей планете, в чистом виде в природных условиях его не бывает, добыть чистый фосфор возможно
лишь в химической лаборатории. Однако фосфор входит в состав многих важных химических и биологических соединений: фосфолипидов,
фосфидов (соединения фосфора и металлов), фосфинов (соединений водорода с фосфором), фосфорной кислоты и так далее.

2.

Физические свойства фосфора
Как и азот, фосфор способен образовывать двухатомные молекулы Р2.. Однако подобные молекулы фосфора могут быть
устойчивыми лишь при очень высокой температуре – около 1000 С. В обычных же условиях атомы фосфора соединяются в
молекулы других составов. Например, белый фосфор состоит из четырехатомных молекул Р4. Между собой атомы белого
фосфора соединены в виде простейшего многогранника тетраэдра.
Сам белый фосфор являет собой практически бесцветное твердокристаллическое вещество, моментально окисляемое
кислородом воздуха, при этом во время окисления фосфора идет дым, а в воздухе появляется явный чесночный запах. Своим
внешним видом белый фосфор похож на воск, такой же мягкий и легкоплавкий, при этом светится в темноте и является
чрезвычайно опасным, так как очень ядовит и огнеопасен.
Помимо белого фосфора физики также различают красный фосфор, черный фосфор, желтый фосфор и металлический
фосфор, каждый из них имеет свои особенные физические свойства.
Так если белый фосфор нагревать до температуры 300 С без доступа воздуха и в присутствии катализаторов (ими может быть
йод или натрий), то он превратится в красный фосфор. В отличие от белого фосфора его красный собрат не светится в
темноте и не является ядовитым и опасным, к слову именно его используют при производстве спичек. Красный фосфор это
аморфное вещество, состоящее из полимерных молекул Px, он нерастворим в воде и других органических растворителях, а
при нагревании без доступа воздуха не возгорается.
Если белый фосфор поместить под очень большое давление (в сотни атмосфер) то из него получится черный фосфор,
который своими свойствами напоминает металл: он блестит и проводит электрический ток. Если еще больше увеличить
давление, то черный фосфор превратится в металлический, его кристаллическая решетка будет такой же плотной как у
металлов. Металлический фосфор очень хорошо проводит электрический ток.

3.

Химические свойства фосфора
Как мы писали выше, фосфор занимает 15 место в периодической таблице Менделеева и входит в одну
группу с азотом, мышьяком и сурьмой. Хотя на валентном уровне он и имеет целых 5 электронов, однако 5
связей образуются довольно редко.
Фосфор – очень химически активный элемент, особенно белый фосфор. Как следствие он может вступать в
самые разнообразные химические реакции, выступая как в качестве окислителя (с элементами,
расположенными ниже и левее в таблице Менделеева), так и восстановителя (с элементами,
расположенными выше и правее в таблице Менделеева).

4.

Применение фосфора
Научившись добывать фосфор в чистом виде человек нашел ему самое разнообразное применение,
причем не только созидательное, но порой и очень разрушительное. Так еще во время первой мировой
войны немецкими химиками был использован желтый фосфор в качестве начинки зажигательных
боеприпасов и отравляющих газов.
Впоследствии применение таких газов на поле боя было запрещено Женевской конвенцией. Увы, такая
наша глупая человеческая природа – использовать научные открытия в разрушительных целях, как
впрочем, и открытие энергии расщепления атома было применено для создания атомной бомбы, и
лишь потом для атомной энергетики.
Но вернемся к фосфору, в мирных целях этот химический элемент активно используется в сельском
хозяйстве для создания эффективных удобрений для растений. Фосфор входит в состав некоторых
лекарственных препаратов, к примеру, в антибиотик фосфомицин, в состав моющих средств,
наконец, из безопасного красного фосфора делают спички.
Фосфор имеет свое применение и в металлургии, в качестве сверхпрочных и антикоррозийных
покрытий (черный и металлический фосфор). А многие фосфиды (соединения фосфора и металлов)
обладают отличными полупроводниковыми свойствами и активно задействуются в микроэлектронике.

5.

Получения фосфора
Для получения белого фосфора в чистом виде химики прокалывают природные
фосфаты вместе с коксом и песком в электрической печи. Впрочем, вместо фосфатов
можно использовать и другие неорганические соединения фосфора, например,
метафосфорную кислоту. Красный и черный фосфор получают уже из белого
фосфора путем разных манипуляций над последним (нагревание, увеличение
давления).

6.

Действие фосфора, его функции
и роль в организме человека
Теперь давайте ответим на вопрос, какая роль фосфора в организме человека. А она
очень большая, так как фосфор принимает участие во всех обменных процессах,
происходящих в нашем организме. Основная масса фосфора находится в костях и
зубах. Совместно с кальцием фосфор формирует правильную структуру костной
ткани, и если пропорция содержания кальция и фосфора будет нарушена, то кости
могут стать хрупкими, увеличится риск переломов.
Помимо костей и зубов фосфор имеет влияние и на самое главное – мыслительное
деятельность человека, ведь он содержится в нашей мозговой ткани и нервах. От
фосфора зависит работа нервной системы, с его помощью осуществляется
метаболизм липидов и протеинов, биосинтез всех необходимых органических веществ.
Наконец фосфор входит в состав ДНК и РНК, участвует в ферментивных процессах,
поддерживающих кислотно-щелочной баланс в организме.

7.

Фосфор для ребенка
Особенно необходим фосфор для растущего детского организма, ведь у ребенка идет
активное формирование костей скелета, развиваются клетки головного мозга. Поэтому
очень важно чтобы малыш получал фосфор в необходимых количествах и при этом
регулярно, ведь значительная его часть вымывается из организма с мочой.
Поэтому важно знать, какие продукты содержат фосфор.

8.

Продукты, содержащие фосфор
К счастью фосфор содержится во многих доступных продуктах питания: орехах,
морепродуктах (особенно в рыбе), в сыре, капусте, моркови, чесноке, куриных яйцах
(особенно в желтке). Особенно много фосфора имеется в яблоках, грецких орехах,
говяжьей печени, гречке и икре рыб семейства осетровых

9.

Суточная норма фосфора
Суточная норма фосфора для взрослого человека составляет 1200-1600 мг. Также стоит
учесть, что для людей занимающихся интенсивными физическими нагрузками, а также
для беременных и кормящих матерей суточная норма фосфора выше и составляет
приблизительно 3000-3800 мг.
Детям требуется от 300 до 1800 мг фосфора каждый день, в зависимости от их возраста.

10.

Дефицит и избыток фосфора с
организме человека
Недостаток или дефицит фосфора в человеческом
организме может быть обусловлен разными
причинами:
приемом некоторых лекарств, которые понижают
кислотность,
диетами с пониженным содержанием белков,
алкогольными или наркотическими зависимостями,
эндокринными заболеваниями,
заболеваниями почек.
Симптомами недостатка фосфора является
общее недомогание, слабость, апатичность,
депрессия, физическое и умственное истощение.
Если у вас проявляются эти симптомы, то лучше чем
скорее обратится к врачу, чтобы он прописал вам
правильное лечение
Избыток фосфора в человеческом организме может быть
столь же вредным, как и его недостаток. Обычно причиной
избытка фосфора является злоупотребление человеком
мясной пищей. Когда фосфора становится слишком много,
нарушается его пропорция содержания с кальцием. Кальция
становится меньше чем нужно, его вытесняет фосфор, от
чего кости человека становятся более хрупкими, может
возникнуть остеопороз (снижение плотности костей,
повышение их хрупкости).
Также переизбыток фосфора может привести к
возникновению проблем с зубами, нарушению работы
нервной системы, почек и щитовидных желез. Чтобы
предотвратить все это важно вести здоровый образ жизни,
правильно питаться (не одним лишь хлебом и мясом, а
обязательно фруктами, овощами), избегать вредных
привычек.

11.

ФОСФОР:
ФИЗИЧЕСКИЕ И
ХИМИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА
ВЫПОЛНИЛ: УЧЕНИЦА 9 КЛАССА САВЧУК А.И.