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Fósforo - P

Não-metal

Dados básicos / Elementos adjacentes
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História da descoberta |

Disponibilidade |

Produção | Propriedades |

Compostos e/ou reações |

Aplicações | Isótopos |

Dados básicos / Elementos adjacentes

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Número atômico 15
Peso atômico 30,97376
Elétrons [Ne]3s23p3
Carbono Nitrogênio Oxigênio
Silício Fósforo Enxofre
Germânio Arsênio Selênio

História

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Do grego phosphóros (fonte de luz, nome antigo para o planeta Vênus). Descoberto em 1669 pelo alquimista alemão Hennig Brand que o preparou a partir da urina (tentou obter resíduos da destilação. O resultado foi um material que brilhava no escuro. E o termo fosforescência passou a designar genericamente a propriedade de certas substâncias de emitir luz sem combustão).

Disponibilidade

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Não encontrado livre na natureza. A apatita (fluorfosfato ou clorofosfato de cálcio) é um dos minerais mais importantes.

Produção

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Um dos processos é o aquecimento, em forno de arco voltaico, do fosfato na presença de sílica e carbono. Em outras épocas, era obtido industrialmente (para a produção de "palitos de fósforo") pela destilação dos vapores resultantes do aquecimento, em retorta, de fosfatos obtidos a partir de ossos moídos e tratados com ácidos.

Propriedades

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Apresenta diversas variedades alotrópicas e as principais são o branco, o vermelho e o preto. Fósforo comum tem a aparência de um sólido branco e no estado puro se torna incolor. A molécula tem 4 átomos (P4). É solúvel em dissulfeto de carbono (CS2) e insolúvel em água. Em contato com o ar queima espontaneamente, produzindo o pentóxido.

O fósforo branco é convertido para a variedade vermelha pela exposição à luz solar ou pelo aquecimento, em seu próprio vapor, a 250°C. Essa variedade não queima espontaneamente e não é tão perigosa quanto a branca. Mas deve ser manuseada com cuidado pois emite fumaças tóxicas de óxidos quando aquecida.

Grandeza Valor Unidade
Massa específica do sólido 1823 kg/m3
Ponto de fusão 44,2 °C
Calor de fusão 0,66 kJ/mol
Ponto de ebulição 277 °C
Calor de vaporização 12,4 kJ/mol
Temperatura crítica 721 °C
Eletronegatividade 2,19 Pauling
Estados de oxidação +5+3-3 -
Resistividade elétrica 10 10-8 Ω m
Condutividade térmica 0,236 W/(m°C)
Calor específico 770 J/(kg°C)
Estrutura cristalina Monoclínica  -

O elemento é altamente venenoso. Uma dosagem de 50 mg é fatal. Fósforo branco deve ser mantido imerso em água e o contato com a pele provoca graves queimaduras. Alguns compostos orgânicos estão entre os venenos mais poderosos. A maioria dos fosfatos inorgânicos não é considerada tóxica.

Compostos e/ou reações - alguns exemplos

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Reação com oxigênio P4 + 5O2 → P4O10 | P4 + 3O2 → P4O6.
Reação com halogênios P4 + 6F2 → 4PF3 | P4 + 6Cl2 → 4PCl3 | P4 + 6Br2 → 4PBr3 | P4 + 6I2 → 4PI3.

Aplicações - alguns exemplos

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• É um elemento importante na composição de aços, bronzes e outras ligas metálicas.

• Fósforo é um componente importante da estrutura celular, de tecidos nervosos e de ossos.

• Fosfatos têm importantes usos como fertilizantes e também na produção de vidros especiais.

• Fósforo vermelho é usado na fabricação de fósforos de segurança, artefatos pirotécnicos, bombas incendiárias e de fumaça, etc.

• Há uma variedade de compostos orgânicos que são usados como plastificantes, pesticidas, retardantes de chama, etc.

• Trifosfato de sódio é um agente de limpeza e é usado para prevenir corrosão em tubulações e em caldeiras.

Isótopos

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A coluna % natural indica o teor encontrado no elemento natural. Valor nulo indica produção artificial. Símbolos para tempos de meia vida: s (segundo), m (minuto), h (hora), d (dia), a (ano). A tabela acima contém os principais isótopos do elemento. Não são necessariamente todos.

Simb % natural Massa Meia vida Decaimento
29P 0 28,9818 4,14 s CE p/ 29Si
30P 0 29,9783 2,5 m CE p/ 30Si
31P 100 30,9738 Estável -
32P 0 31,9736 14,28 d β- p/ 32S
33P 0 32,9717 25,3 d β- p/ 33S
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