15 zenbaki atomikoa duen elementu kimikoa From Wikipedia, the free encyclopedia
Fosforoa (grezieraz: phôs, "argi"; eta phoros, "eramaile") elementu kimiko bat da, P ikurra eta 15 zenbaki atomikoa dituena. Nitrogenoaren taldeko ez-metal multibalentea da eta, nitrogeno, artseniko, antimonio eta bismutoarekin batera, fosforoa pnictogeno gisa sailkatzen da. Oso erreaktiboa denez, fosforoa ez da inoiz elementu aske modura agertzen naturan eta, kasu gehienetan, fosfato moduan konbinatzen da hainbat metalekin[1]. Fosforo-forma batek (fosforo zuriak) distira arin bat sortzen du oxigenoarekin kontaktuan dagoenean eta, horregatik, fosforo izena grezierazko Φωσφόρος hitzatik dator, Artizarra planetari erreferentzia eginez[2]. Prozesu hau kimioluminiszentzia edo luminiszentzia hitzarekin ezagutzen da gaur egun, nahiz eta maiz fosforeszentzia hitzarekin nahasten den [3].
| Fosforoa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 15 Silizioa ← Fosforoa → Sufrea | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ezaugarri orokorrak | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Izena, ikurra, zenbakia | Fosforoa, P, 15 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie kimikoa | Ez-metalak | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Taldea, periodoa, orbitala | 15, 3, p | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masa atomikoa | 30,973762(2) g/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Konfigurazio elektronikoa | [Ne] 3s2 3p3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektroiak orbitaleko | 2, 8, 5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propietate fisikoak | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dentsitatea | (0 °C, 101,325 kPa) (zuria) 1,823 g/L | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Urtze-puntua | 317,3 K (44,2 °C, 111,6 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Irakite-puntua | 550 K (277 °C, 531 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Urtze-entalpia | (zuria) 0,66 kJ·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bero espezifikoa | (25 °C) (zuria) 23,824 J·mol−1·K−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lurrun-presioa
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propietate atomikoak | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidazio-zenbakia(k) | 5, 4, 3, 2 , 1 , -3 (oxido azidiko ahula) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegatibotasuna | 2,19 (Paulingen eskala) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ionizazio-potentziala | 1.a: 1.011,8 kJ/mol 2.a: 1.907 kJ/mol 3.a: 2.914,1 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Erradio atomikoa (batezbestekoa) | 100 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Erradio atomikoa (kalkulatua) | 98 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Erradio kobalentea | 106 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van der Waalsen erradioa | 180 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fosforoa 1669an aurkitu zuen Hennig Brand alkimista alemaniarrak, filosofoen harriaren bila zebilela. Horretarako, gernua erabiliz egin zituen bere esperimentuak, metabolismoan sortzen diren hainbat fosfato biltzen dituena. Hasiera batean, Branden prozesua gernua airean uztean oinarritzen zen, kirats desatsegina bota arte. Ondoren, irakiten zen, pasta moduko solido bat emanez, eta sortutako lurrunak ura erabiliz kondentsatzen ziren. Urrea edo bestelako metal preziatuak lortu beharrean, Brandek fosforoa lortu zuen, zeina iluntasunean distiratzen zuen (kimiolumuniszentzia) eta erretzean sugar distiratsu bat ematen zuen. Hori dela-eta, laster Europako gorteen interesa piztu zuen, eta propietate magikoak eman zitzaizkion [4].
Nahiz eta Brandek fosforoaren aurkikuntza isilpean gorde, zazpi urte geroago beste alkimista alemaniar batek, Kunckelek, fosforoa aurkitu zuen berriro, eta Boyleri nola ekoitzi eta aplikatu behar zen erakutsi zion [5]. Nolanahi ere, azken kimikari honek Branden prozesua hobetu zuen erreakzioan harea erabiliz (baina oraindik gernua oinarrizko material gisa izanez):
4 NaPO3 + 2 SiO2 + 10C → 2 Na2SiO3 + 10 CO + P4
Urte batzuk geroago, Johann Kunckel kimikariak Suedian fosforoa sintetizatea lortu zuen, eta Ambrose Godfrey-Hanckwitz-ek fosforoaren isolaketarekin negozio bat sortu zuen. Fosforoa aurkitu zen 13. elementua izan zen.
Nahiz eta taula periodikoan nitrogeno, artseniko, silizio edo sufrea bezalako elementutik gertu egon, fosforoak azaltzen duen portaera kimikoa horietatik asko aldentzen da. Fosforoak ez ditu elektroiak erraz uzten; beraz, ez da katioi gisa aurkitzen egoera normaletan. Fosfororen isotopo egonkor bakarra 31P da, baina beste 22 ezagutzen dira, 25P-tik 47P-ra dozenak[6]. Bere espin nuklearra eta 31P-ren ugaritasun handiaren ondorioz, 31P-EMN teknika oso lagungarria da fosforoko nukleoak aztertzeko[7].
Badaude esperimentu zientifiko biologikoak egiteko batez besteko bizitza egokiak dituzten fosforoko bi isotopo erradioaktibo[8]:
Beta partikulen energia altuak X izpien emisio sekundarioa sortzen du beruna bezalako dentsitate handiko materialetan, Bremsstrahlung izenekoa. Hori dela-eta, erradiaziotik dentsitate baxuko materialekin babestu egin behar da, hala nola plastikoak, ura edo egurra (gardentasuna behar ez denean)[11].
Fosforo elementalak hainbat alotropo ditu, arruntenak zuria, gorria eta beltza izanik. Hala ere, fosforo morea eta fosforo eskarlata alotropoak ere ezagutzen dira[12].
Fosforo zuria (P4) alotropoen artean egonkorrena, erreaktiboena, lurrunkorrena, dentsitate txikienekoa eta toxikoena da. Lau atomoz osatutako egitura tetraedroduneko molekulez osatuta dago. Egitura honek eraztun-tentsio handiak pairatzen ditu eta, ondorioz, oso ezegonkorra da. Oso sukoia eta piroforikoa da airearekin kontaktuan jartzen denean, bai eta oso toxikoa ere. Erretzen denean (30°C ingurutan hartzen du sua) jariatzen duen usaina berakatzaren antzekoa da, eta difosforo pentoxidoz (fosforo-atomoen eta beren erpinen artean oxigenoa txertatzen denean sortzen diren P4O10 tetraedroak) osatutako kanpo-geruza zuria eratzen du[13]. Fosforo zuria ez da uretan disolbatzen, baina bai karbono disulfuroan. Iluntasunean, eta oxigenoarekin kontaktuan dagoenean, distira berdexka ematen du. Aipatzekoa da difosforo izeneko alotropoa (P2) muturreko baldintzetan sor daitekeela P4-tik abiatuta (826,85 °C-eko tenperatura gainditzean, alegia)[14].
Fosforo zuria pixkanaka-pixkanaka fosforo gorri bihurtzen da. Izan ere, normalean fosforo zuriko lagin guztiek fosforo gorriko gutxiengo proportzio bat dute, kolore horixka ematen diena. Ondorioz, fosforo horia bezala ere ezagutzen da. Hala ere, fosforoko alotropo batetik besterako eraldaketa 250 ºC-tan osatzen da, edota eguzki-argitan esposizio luze baten ondoren. Tratamendu honen ondorioz, fosforoak tentsio gutxiago duen eta egonkorragoa den atomoen sare amorfo bat osatzen du. Gehiago berotuz gero, fosforo gorriaren egitura ordenatzen da eta kristal bihurtzen da[15]. Fosforo beltzak erreaktibotasun gutxieneko alotropoa da. Fosforo metalikoa ere esaten zaio, eta grafitoaren antzeko egitura du[16]. Fosforo zuria presio altuetan berotuz lortzen da (12.000 atmosfera edo 1,2 gigapascal inguru). Ingurumen-baldintzetan ere ekoitz daiteke, gatz metalikoak katalizatzaile gisa erabiliz (adibidez, merkurioa)[17].
Fosforo morea fosforo gorria egun batez 550ºC-tik gora suberatuz lortzen da. 1865ean, Hittorf-ek [18] fosforoa berun urtutik birkristalizatzen zenean, forma gorri/more misto bat lortzen zela aurkitu zuen. Beraz, forma hau batzuetan "Hittorf-en fosforoa" (edo fosforo morea edo α-metalikoa) bezala ezagutzen da. Azkenik, fosforo eskarlata karbono disulfuroko eta fosforo zuriko disoluzio bat eguzkiaren argitan lurruntzen utziz gero lortzen da[19]. 1. taulan fosforoko alotropo nagusien propietateak ikus daitezke
1- taula. Fosforoko alotropoen propietate esanguratsuenak.
| Forma | zuria(α) | zuria(β) | gorria | morea | beltza |
|---|---|---|---|---|---|
| Simetria | Kubikoa | Triklinikoa | Amorfoa | Monoklinikoa | Ortoronbikoa |
| Person simboloa | - | aP24 | - | mP84 | oS8 |
| Talde espaziala | I43m | P1 No.2 | - | P2/c No.13 | Cmca No.64 |
| Dentsitatea (g/cm3) | 1.828 | 1.88 | ~2.2 | 2.36 | 2.69 |
| Banda tartea (eV) | 2.1 | - | 1.8 | 1.5 | 0.34 |
| Errefrakzio-indizea | 1.8244 | - | - | 2.6 | 2.4 |
Fosforoa 1669. urtean aurkitu zenean, ez zen ematen zuen distiraren mekanismoa ezagutzen, eta Robert Boylek 1680ko hamarkadan airearen "ahultzeari" egotzi zion[20]. Hala ere, ia 100 urte geroago, 1974. urtean, R. J. van Zee- eta A. U. Khan-ek fenomenoaren azalpena lortu zuten. Fosforo solidoaren (edo likidoaren) gainazalean erreakzio bat gertatzen da oxigenoarekin kontaktuan dagoenean, eta argia igortzen duten bizitza laburreko HPO eta P2O2 molekulak sortzen dira. Erreakzioa geldoa da eta jatorrizko osagaien kopuru txikiak behar dira kimiolumineszentzia sortzeko[21].
Aipatzekoa da, fosforeszentzia hitzaren jatorria fosforoa den arren, fosforoari bere distira ematen dion erreakzioaren izen egokia lumineszentzia dela, eta ez fosforezentzia (aurretiaz jaso duen argia berriro igortzearekin lotura duen fenomenoa)[22].
Fosforozko konposaturik esanguratsuenak fosfato anioi tetraedrikoak azaltzen dituztenak dira (PO43−)[23]. Fosfatoa azido fosforikoaren base konjugatua da, eta hurrengo azido-base orekak ditu:
Fosfatoek P-O-P loturak dituzten kateak eta eraztunak eratzeko joera erakusten dute. Polifosfonato ugari ezagutzen dira, nabarmenena gorputzaren energia-trasmisioetan parte hartzen duen Adenosin trifosfatoa (ATP) izanez. Fosforo pentoxidoa (P4O10) azido fosforikoaren anhidrido azidoa da, eta indartsu erreakzionatzen du urarekin. Metalezko katioiekin, fosfatoak gatz mota asko eratzen ditu, gehienak P-O-M motatako loturak dituzten egitura polimerikoak izanda. PCl5 eta PF5 fosforozko konposatu oso ohikoak dira. PF5 gas koloregabea da eta bere molekulek geometria trigonal bipiramidala aurkezten dute. Bere aldetik, PCl5 PCl4+ PCl6 formulazio ionikoa duen solido koloregabea da, lurrun fasean geometria trigonal bipiramidala onartzen duena. PBr5 isolatzen oso zaila da eta PI5 ez da oraindik aurkitu[24].
Lau trihaluro simetrikoak oso ezagunak dira: PF3 gaseosoa, PCl3 eta PBr3 likido horixkak, eta PI3 solidoa. Fosforo (III) oxidoa (P4O6) P(OH)3-ren anhidridoa da, azido fosforikoaren tautomero minoritarioa[25].
Konposatu hauek P–P motatako loturak dituzte. Adibide esanguratsuen artean, fosfatoen eta organofosforoen deribatuak topatzen dira. P=P lotura bikoitzak ere antzeman daitezke, nahiz eta ohikoak ez izan[26].
Fosfuroak fosforo gorriaren eta metalen arteko erreakzioaren bidez lortzen dira. 1. eta 2. taldeko metalek P3- anioia duten konposatu ionikoak osa ditzakete, urarekin kontaktuan jarriz gero fosfina ematen dutenak. Fosfina (PH3) eta bere deribatu organikoak (PR3, 3. irudia) amoniaren (NH3) analogoak dira, baina kasu honetan fosforoak eratzen duen angelua 90ºtik oso gertu dago. Oro har, toxizitate handiko konposatuak dira eta haietan fosforoak -3 oxidazio zenbakia du. Zentzu horretan, bederatzi fosforo atomo baino gehiago dituzten fosfinak ezagutzen dira, PnHn+2 formula erakusten dutenak[26].
Fosforoko oxoazido guztiek oxigeno-atomoei lotutako protoi azidoak dituzte, batzuek protoi ez-azidoak dituzte eta beste batzuek P-P motatako loturak erakusten dituzte[26]. 2. taulan, ezagutzen diren oxoazido esanguratsuetan fosforoak duen oxidazio zenbakia, konposatuek dituzten protoi azidoak eta beren erabilerak zehazten dira.
2. taula. Fosforoko oxoazido esanguratsuen informazioa.
| Oxidazio zenbakia | Formula | Izena | Protoi azidoak | Konposatuak |
|---|---|---|---|---|
| +1 | HH2PO2 | Azido hipofosforosoa | 1 | Azidoak, gatzak |
| +3 | H2HPO3 | Azido fosforosoa | 2 | Azdidoak, gatzak |
| +3 | HPO2 | Azido metafosforosoa | 1 | Gatzak |
| +3 | H3PO3 | Azido ortofosforosoa | 3 | Azidoak, gatzak |
| +4 | H4P2O6 | Azido hipofosforikoa | 4 | Azidoak, gatzak |
| +5 | (HPO3)n | Azido metafosforikoa | n | Gatzak (n= 3, 4, 6) |
| +5 | H(HPO3)nOH | Azido polifosforikoa | n+2 | Azidoak, gatzak (1-6) |
| +5 | H5P3O10 | Azido tripolifosforikoa | 3 | Gatzak |
| +5 | H4P2O7 | Azido pirofosforikoa | 4 | Azidoak, gatzak |
| +5 | H3PO4 | Azido ortofosforikoa | 3 | Azidoak, gatzak |
P-C eta P-O-C loturak dituzten konposatuak organofosforoak bezala ezagutzen dira. PCl3-ak P3+ iturburu bezala balio du organofosforo (III) konposatuen sintesietan[26]. Adibidez, trifenilfosfinaren aitzindaria da, hurrengo erreakzioaren bidez:
PCl3 + 6 Na + 3 C6H5Cl → P(C6H5)3 + 6 NaCl
Fosforo trihaluroak alkohol eta fenolekin nahasten denean, fosfitoak sortzen dira:
PCl3 + 3 C6H5OH → P(OC6H5)3 + 3 HCl
Fosforoaren ekoizpenaren proportzio handiena laborantzako ongarri gisa erabiltzen da. Horretarako, fosforo mineralak azido fosforiko bihurtzen dira. Bi bide kimiko ezberdin jarraitzen dira, garrantzitsuena mineral fosfatoen tratamendua azido sulfurikoarekin delarik. Beste prozesuak fosforo zuria erabiltzen du, azido fosforikora oxidatzen dena eta, ondoren, base batekin neutralizatuz fosfatoak ematen dituena. Fosforo zuritik sortutako azido fosforikoa erlatiboki garbia da eta fosforoko konposatu ugari sortzeko bide nagusia da, detergenteak barne.
Beste aldetik, fosforo elementalazko 1.000.000 tona (910.000 t) inguru ekoizten dira urtero. Kaltzio fosfatoa (fosfato arroka), 1.200 ° C-ra berotu daiteke kokarekin (ikatz findua) P4 lurruna sortzeko:
4 Ca5(PO4)3F + 18 SiO2 + 30 C → 3 P4 + 30 CO + 18 CaSiO3 + 2 CaF2
Fosforo elementala lortzeko beste prozesu batek trikaltzio fosfatoaren kaltzinazioa hartzen du barne (1500 °C)[27]:
2 Ca3(PO4)2 + 6 SiO2 + 10 C → 6 CaSiO3 + 10 CO + P4
Historikoki, mineralen estruktura zehatza jakin baino lehen, fosforo zuria hezur-errautsetik isolatzen zen eskala industrialean. Prozesu honetan, hezurrezko trikaltzio fosfatoa Ca(H2PO4)2 bihurtzen zen azido sulfurikoarekin, dehidratazio eta berotze prozesu baten ondoren P4 emanez [28]:
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4
Ca(H2PO4)2 → Ca(PO3)2 + 2H2O
3Ca(PO3)2 + 10C → Ca3(PO4)2 + 10CO + P4
2013an, astronomoek fosforoa detektatu zuten Cassiopeia A-n, elementu hori supernoben nukleosintesiaren azpiproduktu gisa lortzen dela egiaztatuz. Supernobetako geldikinaren fosforoaren eta burdinaren arteko erlazioa Esne Bidean baino 100 aldiz handiagoa izan liteke[29]. 2020an, AFGL 5142 izar-eraketa masiboaren ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) eta ROSETTA -ren datuak aztertu ziren, fosforoa daramaten molekulak detektatzeko eta bere garraio-mekanismoa ezagutzeko[30].
Fosforoak kilogramoko gramo bateko kontzentrazioa du lurrazalean (konpara bedi kobrearekin, 0,06 gramo inguru duena). Naturan ez da era librean topatzen (bere erreaktibotasun handia dela-eta), baina mineral askotan aurki daiteke, fosfato moduan normalean[31]. Ca5(PO4)2 formulako apatita izeneko konposatua fosforo iturri garrantzitsua da, eta Marokon, Errusian edo Estatu Batuak bezalako herrialdetan ugaria da batzuetan. Fosfato hauek higatu ahala, konposatu fosfatatuak askatzen dira lurrerantz eta uretarantz. Landareek sustraien bidez xurgatu ondoren, sistemaren osagai biziei gehitzen zaizkie, maila trofiko desberdinetatik igaro ahala. Organismoak (landareak edo animaliak) hiltzen direnean, materia organikoan dagoen fosforoa deskonposatu eta askatzen da[32]. Fosforo kantitate handiak behar dira landareek lurzorutik ateratzen duten fosforoa ordezkatzeko, bere urteko eskaria populazioaren hazkundea baino ia bi aldiz handiagoa delarik. Ameriketako Estatu Batuetako Zerbitzu Geologikoaren arabera (USGS), fosforoaren munduko erreserben % 50 inguru herrialde arabiarretan daude[33]. Fosforoan oinarritutako gai kimikoen merkataritza-erabilera nagusia ongarrien ekoizpena da[34].
3. taula. Fosforozko konposatuen aplikazio garrantzitsuenak.
| Konposatu erabilenak | Use |
|---|---|
| Ca(H2PO4)2·H2O | Legamia eta ongarriak |
| CaHPO4·2H2O | Janari gehigarriak eta hortzetako pasta |
| H3PO4 | Fosfatozko ongarriak |
| PCl3 | POCl3 eta ongarriak |
| POCl3 | Plastifikatzaileak |
| P4S10 | Gehigarriak eta ongarriak |
| Na5P3O10 | Detergenteak |
Fosforoa funtsezko landare-elikagaia da (nitrogenoarekin batera), eta ekoizten den fosforo guztiaren bolumena laborantzako ongarrientzako azido fosforiko kontzentratua prestatzera bideratzen da,%70etik % 75ko gorako P2O5 kontzentrazioa izanda [35]. Honen ondorioz, fosfatoaren (PO43-) produkzioak nabarmenki gora egin zuen XX. mendeko bigarren erditik aurrera.[36] Fosfatoen ernalketa artifiziala beharrezkoa da fosforoa organismo bizidun guztientzat funtsezkoa delako: izan ere, energia-transferentzietan, fotosintesiaren, landare-sustraien hedapenaren, hazi eta loreen formazioaren eta landare-osasuna eta genetikaren prozesu batzuetan inplikatuta dago[35].
Fosforoa duten konposatu naturalak landareentzat ia eskuraezinak dira beren disolbagarritasuna eta higagarritasuna direla-eta. Horrez gain, fosforoa duten sustantzia gehienak oso egonkorrak dira lurreko mineraletan eta lurzoruaren materia organikoan.[37] Fosforoa ongarri bezala gehitzen denean, fosforoa askatzeko prozesua oso geldoa da. Normalean ongarria kare superfosfato moduan erabiltzen da, kaltzio dihidrogeno fosforoaren (Ca(H2PO4) eta kaltzio sulfatoaren (CaSO4·2H2O) arteko nahasketa bat, eta azido sulfurikoa eta ura kaltzio fosforoarekin erreakzionatuz lortzen da[38].
Fosforoa oso osagai garrantzitsua da altzairuaren ekoizpenean, baita brontze fosforoa eta erlazionatutako beste produktu askoren sintesian ere[39]. Fosforoa kobre metalikoari gehitzen zaio bere lurruntze-prozesuan, ezpurutasun bezala presente dagoen oxigenoarekin erreakzionatuz gero "fosforozko kobrea" (CuOFP) izeneko aleazioa sortuz (ohiko kobrea baino hidrogeno erresistentzia handiagoarekin)[40].
Lehenengo pospoloak 1830. urtean asmatu zituen Charles Sauriak (4. irudia). Pospolo hauek fosforo zurizko buruak, konposatu oxigeno-sortzaile bat (hala nola potasio kloratoa, berun dioxidoa edo batzuetan nitratoa) eta aglutinatzaile batez osaturik zeuden. Industriako langileentzat pozoitsuak ziren, oso toxikoak eta biltegiratzen oso zailak[41]. 1872. eta 1925. urteen artean beren ekoizpena hainbat herrialdetan debekatu zen eta, 1906. urtean, fosforo zuriaren erabilera galarazi zen pospoloen fabrikazioan[42].
Ondorioz, pospoloak beste materialez egiten hasi ziren. 1900. urtean inguruan, Henri Sévène eta Emile David Cahen kimikari frantsesek tetrafosforo trisulfurozko (P4S3) pospoloak asmatu eta komertzializatu zituzten. Denbora batez, pospolo seguruago haiek oso ezagunak izan ziren nonahi, baina, epe luzera, gaur egungo segurtasun-pospoloak garrantzia hartzen joan ziren, fosforo gorri ez toxikoaz eta kloratoz osatuta. Nolanahi ere, segurtasun-pospolo hauek 1844. urtean asmatu baziren ere (Gustaf Erik Paschen eskutik), ez zuten kontsumitzailearen onarpena lortu fosforo zuriaren debekua onartu arte[43].
Azido fosforikoz egindako sodio tripolifosforoa herrialde batzuetan detergente gisa erabiltzen da, baina beste batzuetan debekatu dago erabilera horretarako. Konposatu honek ura arintzeko propietatea aurkezten du, detergenteen errendimendua areagotuz eta hodi/galdara-hodi korrosioa ekidituz[44].
Fosforoak izaki bizidunen bizi-funtzio gehienetan parte hartzen du, eta, beraz, funtsezko elementu kimikotzat hartzen da. Duela gutxi egindako ikerketa batean, fosforoaren ordez, artsenikoa erabil daitekeela proposatu da[49]. Fosforoa ADN eta ARNaren osagaia da, baita mintz lipidikoetan presente dauden fosfolipidoena ere (5. irudia). Fosfolipidoak glizerol izeneko trialkoholatik eratortzen dira, non oinarrizko bi hidroxilo (OH) gantz azidoz ordezkatzen diren eta gainerakoa fosfato bati lotzen den.
Gizaki helduak fosforozko 0,7 kg inguru ditu gorputzean, % 85 – 90 inguru apatita forman dagoenik (hezur eta hortzetan). Odolean batez besteko fosforo-kontzentrazioa 0,4 g/L-koa da, gutxi gorabehera horren % 70 organikoa izanda eta % 30 ez-organikoa[50]. Zelulek energia biltzeko eta garraiatzeko erabiltzen dute fosforoa, ATPren bidez. Gainera, giza gorputzeko bigarren mineralik ugariena da (0.1%), eta gorputzeko likidoetan gatz gisa agertzen da, presio osmotikoari eusteko funtzio fisiologikoa izanik. Fosfato multzoak gehitzea (fosforilazioa) eta ezabatzea (desfosforilazioa) zelulen barneko proteinen jarduera erregulatzeko mekanismo nagusia da. Fosforoak B konplexuko bitaminekin lan egiten du, giltzurrunen funtzionamenduan, muskuluen uzkurduran eta nerbio-seinaleetan rol garrantzitsua izanik[51]. Biokimikariek normalean "Pi" laburdura erabiltzen dute fosforo ez-organikoari buruz hitz egiteko[52].
Hezurren konposatu nagusienak hidroxiapatita eta kaltzio fosfatoa dira. Hidroxiapatitak ere hortzetako esmaltea osatzen du. Uraren floriodazioa izeneko erreakzioarekin bidez, hortzetako hidroxiapatita baino oraindik gogorra eta erresistenteagoa den fluoroapatita konposatua lortzen da[53]:
Ca5(PO4)3OH + F− → Ca5(PO4)3F + OH−
Fosforoaren elikadura-iturri nagusiak proteina-kontzentrazio altua duten berberak dira, proteinek fosfororik ez duten arren. Adibidez, esneak, haragiak eta sojak fosforo- eta proteina-kontzentrazio handia erakusten dute. Normalean, dieta batek proteina eta kaltzio proportzio nahikoa baldin badu, fosforo kopurua ere nahikoa izango da[54]. Medikuntzan, fosforoaren gabeziaren sindromea malnutrizioak, fosfatoak xurgatu ez izanak eta odoletik fosfatoa hartzen duten sindrome metabolikoek eragin dezakete. Hipofosforoaren sintomak disfuntzio neurologikoa eta muskuluen eta odoleko zelulen nahastea sortzen du, ATP faltaren ondorioz. Kontran, fosforo gehiegik beherakoa eta organo eta ehun bigunen kaltzifikazioa ekar dezake, eta gorputzak burdina, kaltzioa, magnesioa eta zinka erabiltzeko duen gaitasuna oztopa dezake[55].
Fosforoa funtsezko makromineral bat da landareentzat. Fosforoko kontzentrazioa ekosistema askotan kontuan izan beharreko faktore mugatzailea da, hau da, fosforoen urritasunak organismoen hazkunde erritmoa mugatzen du. Fosforo gehiegizkoa problematikoa ere izan daiteke, batez ere uretako sistemetan, non eutrofismoak algen eraketa azkarra eragin dezakeen[36].
Fosfato ez-organiko gehienak nahiko ez-toxikoak dira eta elikagai esentzialtzat hartzen dira[26]. 60ko eta 70eko hamarkadetan, fosforoko konposatu organiko asko prestatu ziren. Egitura kimiko horietako konposatu gehienek fosforoari lotutako hiru edo lau atomo dituzte, baina badira fosforo atomo bakoitzari lotutako bi, bost edo sei atomo dituzten egiturak ere. Konposatu organiko hauek material mota zabala osatzen dute, eta batzuk oso toxikoak eta kaltegarriak dira. Fluorofosfatozko esterrak ezagutzen diren neurotoxina indartsuenen artean daude[56]. Beren toxikotasuna dela-eta, konposatu organofosforatu ugari pestizida (herbizidak, intsektizidak, fungizidak, etab.) eta arma gisa erabiltzen dira giza etsaien aurkako nerbio-agente bezala[57].
Fosforo zuriaren alotropoak arrisku handia du, airean sutzen delako eta azido fosforikoaren hondakinak sortzen dituelako (5. irudia). Fosforo zuriaren bidezko pozoitze kronikoak masailezurraren nekrosia eragiten du, masailezur fosforikoa izenekoa. Fosforoak kalte larriak eragiten ditu irensten denean (batez ere, gibelan), eta "Heze-eginkarien sindromea" eragin dezake[58]. 50 mg-ko dosi bat zorigaiztokoa izan daiteke, eta larruazala ukituz gero, erredurak sortzen ditu. Fosforo gorria ez da berez sutzen airearekin kontaktuan dagoenean, eta ez da toxikoa, baina kontuz erabili behar da, fosforo zuri bihur baitaiteke eta lurrun toxikoak bota baititzake berotzean[22].
Fosforoa inhalazioa, ingestioa, larruazaleko kontaktua eta begietako kontaktuaz kutsa daiteke. Iraganean, fosforoarekiko esposizioa ukitutako eremua % 2ko kobre (II) sufre disoluzio batekin garbituz tratatzen zen. Hala ere, kobre sulfuroa toxikoa da eta bere erabilera murriztea gomendagarria da. Izan ere, konposatu honek arazoak sor ditzake giltzurrunean eta garunean, baita hemolisia ere[59]. Aldiz, gaur egun bikarbonatoa erabiltzen da azido fosforikoa neutralizatzeko eta ilunpean ikus daitezkeen fosforo zurizko partikulak identifikatu ahal izateko.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
