Phosphor – Eigenschaften, Verbindungen, Verwendung und Gewinnung
Erfahre alles über Phosphor – von seinen unterschiedlichen Modifikationen bis hin zu seiner Gewinnung und Verwendung. Phosphor ist entscheidend für biochemische Prozesse in Lebewesen, Düngerproduktion und sogar als Zündmittel. Dies und vieles mehr findest du im folgenden Text!
Inhaltsverzeichnis zum Thema Phosphor
Phosphor im Überblick
Quelle sofatutor.com
Phosphor – Steckbrief
Das Element Phosphor mit dem chemischen Symbol P besitzt auf atomarer Ebene drei Elektronenschalen mit insgesamt 15 Elektronen, davon fünf Valenzelektronen. In Phosphorverbindungen besitzt Phosphor in der Regel die Wertigkeit –III, III oder V.
Der Anteil von Phosphor in der Erdkruste beträgt ungefähr 0,1 %. Die größten Phosphatvorkommen sind in Marokko und China zu finden. In Südamerika und im Pazifikraum liegt Phosphor als Bestandteil von Guano vor, das ist ein Pulver, das aus Vogelkot entsteht. Phosphor ist in der Natur ausschließlich in Verbindungen als Phosphat zu finden. Die wichtigsten und häufigsten Phosphatminerale sind die Apatite:
Ca5[(F, Cl, OH)|(PO4)3].
Phosphor tritt in verschiedenen Farben und Modifikationen auf. Alle Erscheinungsformen des Phosphors haben eigene physikalisch-chemische Eigenschaften. Die in der folgenden Tabelle aufgelisteten Eigenschaften gelten für den weißen Phosphor:
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| molare Masse | 30,97 g/mol |
| Schmelzpunkt | 44 °C |
| Siedepunkt | 280 °C |
Modifikationen des Phosphors
In der folgenden Tabelle werden die verschiedenen Modifikationen des Phosphors kurz vorgestellt:
| Modifikation des Phosphors | Eigenschaften |
|---|---|
| weißer Phosphor | wachsartiger Festkörper Er entsteht durch Kondensation aus Phosphordampf. Er besteht aus P4-Molekülen, die als Tetraeder angeordnet sind. sehr reaktionsfähig sehr giftige Phosphormodifikation leicht brennbar Er wird auch als gelber Phosphor bezeichnet. |
| roter Phosphor | Er entsteht aus weißem Phosphor durch Erhitzen. polymere und amorphe Modifikation des Phosphors nicht giftig weniger reaktionsfähig als weißer Phosphor |
| violetter Phosphor | Er entsteht, indem man weißen Phosphor ein bis zwei Wochen hohen Temperaturen aussetzt. polymere Struktur, in der jedes Phosphoratom kovalent an drei weitere gebunden ist auch als hittorfscher Phosphor bekannt |
| schwarzer Phosphor | Er entsteht aus weißem Phosphor durch hohen Druck. Phosphoratome sind zu gewellten Schichten verbunden, die parallel übereinander gestapelt sind. sehr wenig reaktiv |
Das folgende Bild zeigt roten Phosphor.
Phosphor – Herstellung
Phosphor wird technisch aus Phosphatmineralien gewonnen. Diese werden mit Sand und Koks bei einer Temperatur von rund 1 500 °C umgesetzt. Das dabei entstehende gasförmige P4-Molekül wird anschließend durch Wasser geleitet und als weißer Feststoff abgeschieden. Beispielhaft ist hier diese Reaktion mit Phosphorit Ca3(PO4)2 gezeigt:
2 Ca3(PO4)2 + 6 SiO2 + 10 C → 6 CaSiO3 + 10 CO + P4
Phosphor – Verwendung
Für Phosphor gibt es in der Industrie und Chemie zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten:
- Phosphor hat eine wichtige Wirkung in zahlreichen Stoffwechselvorgängen in Pflanzen und Tieren und ist Bestandteil wichtiger biochemischer Verbindungen, wie z. B. der DNA.
- Dünger
- Bestandteil von Brandbomben
- Zündmittel in Streichhölzern
Häufig gestellte Fragen zum Thema Phosphor