Fósforo (elemento)

El fósforo es un elemento químico de número atómico 15 y símbolo P. Es un no metal multivalente perteneciente al grupo del nitrógeno (grupo 15) que se encuentra en la naturaleza combinado en fosfatos inorgánicos y en organismos vivos pero nunca en estado nativo. Es muy reactivo y se oxida espontáneamente en contacto con el oxígeno atmosférico emitiendo luz, dando nombre al fenómeno de la fosforescencia.

Características principales

El fósforo común es un sólido ceroso de color blanco con un característico olor desagradable, pero puro es incoloro. Este no metal es insoluble en agua, y se oxida espontáneamente en presencia de aire formando pentóxido de fósforo, por lo que se almacena sumergido en agua.

Existen varias formas alotrópicas del fósforo siendo las más comunes el fósforo blanco y el rojo; ambos formando estructuras tetraédricas de cuatro átomos. El fósforo blanco, extremadamente tóxico e inflamable presenta dos formas, alfa y beta, con una temperatura de transición de -3,8 °C; expuesto a la luz solar o al calor (300ºC) se transforma en fósforo rojo en reacción exotérmica. Éste es más estable y menos volátil y tóxico que el blanco y es el que se encuentra normalmente en los laboratorios y con el que se fabrican la cerillas. El fósforo negro presenta una estructura similar al grafito y conduce la electricidad, es el más denso de los tres estados y no se inflama.

Aplicaciones

El ácido fosfórico concentrado, que puede contener entre 70 y 75% de pentóxido (P₂O₅) es importante para la agricultura, ya que forma los fosfatos empleados en la producción de fertilizantes.
Los fosfatos se usan en la fabricación de cristales especiales para lámparas de sodio y en el recubrimiento interno de lámparas fluorescentes
El fosfato monocálcico se utiliza como levadura artificial
Es importante en la producción de acero y bronce.
El fosfato trisódico se emplea como agente de limpieza para ablandar el agua y prevenir la corrosión de tuberías.
El fósforo blanco tiene aplicaciones militares en bombas incendiarias, bombas de humo y balas trazadoras.
También se usa en fósforos de seguridad, pirotecnia, pasta de dientes, detergentes, pesticidas, etc.
El fósforo también es utilizado para impurificar semiconductores, especialmente el silicio debido a su adyacencia en la tabla periódica. El fósforo en sí mismo también es semiconductor, pero no se utiliza como tal.
Aleado con níquel forma el NiP, la sustancia más oscura que existe, usada sobre todo en telescopios, aunque también tiene otros usos.
El fósforo rojo se emplea en la fabricación de cerillas, tambén llamadas fósforos.

Rol biológico

Los compuestos de fósforo intervienen en funciones vitales para los seres vivos, por lo que está considerado como un elemento químico esencial. El fósforo inorgánico, por ejemplo, forma parte de las moléculas de ADN y ARN, las células lo utilizan para almacenar y transportar la energía mediante el adenosín trifosfato, y además es un elemento importante en el protoplasma celular y el tejido nervioso.

Historia

El fósforo —del latín phosphŏrus, y éste del griego φωσφόρος, portador de luz— antiguo nombre del planeta Venus, fue descubierto por el alquimista alemán Hennig Brand en 1669 en Hamburgo al destilar una mezcla de orina y arena (utilizó 50 cubos) mientras buscaba la piedra filosofal; al evaporar la urea obtuvo un material blanco que brillaba en la oscuridad y ardía con una llama brillante; desde entonces, las substancias que brillan en la oscuridad sin arder se las llama fosforescentes. Brand, la primera persona conocida que ha descubierto un elemento químico, mantuvo su descubrimiento en secreto pero otro alquimista alemán, Kunckel, lo redescubrió en 1677 y enseñó a Boyle la forma de obtenerlo.

Abundancia y obtención

Debido a su reactividad, el fósforo no se encuentra nativo en la naturaleza, pero forma parte de numerosos minerales. La apatita es una importante fuente de fósforo, existiendo importantes yacimientos en Marruecos, Rusia, EE.UU. y otros países.

La forma alotrópica blanca se puede obtener por distintos procedimientos; en uno de ellos, el fosfato tricálcico, obtenido de las rocas, se calienta en un horno a 1450ºC en presencia de sílice y carbono reduciendo el fósforo que se libera en forma de vapor.

2Ca₃(PO₄)₂ + 6 SiO₂ +10 C → 6CaSiO₃ + 10 CO + P₄ - 3084 kJ

Precauciones

El fósforo blanco es extremadamente venenoso —una dosis de 50 mg puede ser fatal— muy inflamable por lo que se debe almacenar sumergido en agua, y en contacto con la piel provoca quemaduras. La exposición continua al fósforo provoca la necrosis de la mandíbula.

El fósforo rojo no se inflama espontáneamente en presencia de aire y no es tóxico, pero debe manejarse con precaución ya que puede producirse la transformación en fósforo blanco y la emisión de vapores tóxicos al calentarse.

Véase también

Fósforo rojo

Referencias externas

Enciclopedia Libre
Los Alamos National Laboratory - fósforo
WebElements.com - fósforo
EnvironmentalChemistry.com - fósforo
Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo de España: Ficha internacional de seguridad química del fósforo.

Minerales y oligoelementos | Elementos químicos

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