Фосфор

Урок №34. Фосфор. Аллотропия фосфора. Физические и химические свойства фосфора. – ХиМуЛя.com

Фосфор

СТРОЕНИЕ АТОМА ФОСФОРА

Фосфор расположен в III периоде, в 5 группе главной подгруппе «А», под порядковым номером №15. Относительная атомная масса Ar(P) = 31.

Р +15)2 )8 )5

1S22S22P63S23P3, фосфор: p– элемент, неметалл

Тренажёр №1. “Характеристика фосфора по положению в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева”

Валентные возможности фосфора шире, чем у атома азота, так как в атоме фосфора имеются свободные d-орбитали. Поэтому может произойти распаривание 3S2 – электронов и один из них может перейти на 3d– орбиталь. В этом случае на третьем энергетическом уровне фосфора окажется пять неспаренных электронов и фосфор сможет проявлять валентность V.

АЛЛОТРОПИЯ ФОСФОРА

В свободном состоянии фосфор образует несколько аллотропных видоизменений: белый, красный и чёрный фосфор

“Свечение белого фосфора в темноте”

“Превращение красного фосфора в белый”

Подробнее вы можете о них узнать прочитав в приложениях к уроку. Из -за большой химической активности фосфор в природе встречается только в виде соединений.

Нахождение в природе

Общее содержание фосфора в земнойкоре составляет 0,08%. В связанном виде он входит в состав многих минералов,главным образом апатитов 3Ca3(РО4)2 хСаF2и фосфатов Са3(РO4)2. Разновидности апатитаслагают осадочные горные породы — фосфориты, фосфор входит также в состав белковыхвеществ в виде различных соединений. фосфора в тканях мозгасоставляет 0,38%, в мышцах – 0,27%.

Самые богатые в мире залежи апатитов находятся близ г.Кировска на Кольском полуострове. Фосфориты широко распространены на Урале, вПоволжье, в Сибири, Казахстане, Эстонии, Белоруси и др. Большие месторожденияфосфоритов имеются в Северной Африке, Сирии и США. Фосфор необходим для жизнирастений. Поэтому почва всегда должна содержать достаточное количествосоединений фосфора.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ СОЕДИНЕНИЙ ФОСФОРА

Фосфор присутствует в живых клетках в виде орто- и пирофосфорной кислот, входит в состав нуклеотидов, нуклеиновых кислот, фосфопротеидов, фосфолипидов, коферментов, ферментов. Кости человека состоят из гидроксилапатита 3Са3(РО4)3·CaF2. В состав зубной эмали входит фторапатит.

Основную роль в превращениях соединений фосфора в организме человека и животных играет печень. Обмен фосфорных соединений регулируется гормонами и витамином D. Суточная потребность человека в фосфоре 800-1500 мг.

При недостатке фосфора в организме развиваются различные заболевания костей.

ТОКСИКОЛОГИЯ ФОСФОРА

·Красный фосфор практически нетоксичен. Пыль красного фосфора, попадая в легкие, вызывает пневмонию при хроническом действии.

·Белый фосфор очень ядовит, растворим в липидах. Смертельная доза белого фосфора — 50-150 мг. Попадая на кожу, белый фосфор дает тяжелые ожоги.

Острые отравления фосфором проявляются жжением во рту и желудке, головной болью, слабостью, рвотой. Через 2-3 суток развивается желтуха. Для хронических форм характерны нарушение кальциевого обмена, поражение сердечно-сосудистой и нервной систем.

Первая помощь при остром отравлении — промывание желудка, слабительное, очистительные клизмы, внутривенно растворы глюкозы. При ожогах кожи обработать пораженные участки растворами медного купороса или соды. ПДК паров фосфора в воздухе 0,03 мг/м³.

ПОЛУЧЕНИЕ ФОСФОРА

Фосфор получают из апатитов или фосфоритов в результате взаимодействия с коксом и кремнезёмом при температуре 1600 °С:

2Ca3(PO4)2 + 10C + 6SiO2 → P4 + 10CO + 6CaSiO3.

Образующиеся пары белого фосфора конденсируются в приёмнике под водой. Вместо фосфоритов восстановлению можно подвергнуть и другие соединения, например, метафосфорную кислоту:

4HPO3 + 12C → 4P + 2H2 + 12CO.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФОСФОРА

ОкислительВосстановитель
1. С металлами — окислитель, образует фосфиды:2P + 3Ca → Ca3P2 Опыт “Получение фосфида кальция”2P + 3Mg → Mg3P2.Фосфиды разлагаются кислотами и водой с образованием газа фосфинаMg3P2 + 3H2SO4(р-р)= 2PH3 + 3MgSO4Опыт “Гидролиз фосфида кальция”Свойства фосфина -PH3 + 2O2 = H3PO4.PH3 + HI = PH4I1. Фосфор легко окисляется кислородом:“Горение фосфора”“Горение белого фосфора под водой”“Сравнение температур воспламенения белого и красного фосфора”4P + 5O2 → 2P2O5 (с избытком кислорода),4P + 3O2 → 2P2O3 (при медленном окислении или при недостатке кислорода).
2. С неметаллами — восстановитель:2P + 3S → P2S3,2P + 3Cl2 → 2PCl3.!Не взаимодействует с водородом.
3. Сильные окислители превращают фосфор в фосфорную кислоту:3P + 5HNO3 + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO;2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O.
4. Реакция окисления также происходит при поджигании спичек, в качестве окислителя выступает бертолетова соль:6P + 5KClO3 → 5KCl + 3P2O5

ПРИМЕНЕНИЕ ФОСФОРА


Фосфор является важнейшим биогенным элементом и в то же время находит очень широкое применение в промышленности.

Пожалуй, первое свойство фосфора, которое человек поставил себе на службу, — это горючесть. Горючесть фосфора очень велика и зависит от аллотропической модификации.

Наиболее активен химически, токсичен и горюч белый («жёлтый») фосфор, потому он очень часто применяется (в зажигательных бомбах и пр.).

Красный фосфор — основная модификация, производимая и потребляемая промышленностью.

Он применяется в производстве спичек, его вместе с тонко измельчённым стеклом и клеем наносят на боковую поверхность коробка, при трении спичечной головки в состав который входят хлорат калия и сера, происходит воспламенение. Так же красный фосфор используется при производстве взрывчатых веществ, зажигательных составов, топлив.

Фосфор (в виде фосфатов) — один из трёх важнейших биогенных элементов, участвует в синтезе АТФ. Большая часть производимой фосфорной кислоты идёт на получение фосфорных удобрений — суперфосфата, преципитата, и др.

№1. Красный фосфор — основная модификация, производимая и потребляемая промышленностью. Он применяется в производстве спичек, его вместе с тонко измельчённым стеклом и клеем наносят на боковую поверхность коробка, при трении спичечной головки в состав который входят хлорат калия и сера, происходит воспламенение.Происходит реакция :

P + KClO3 = KCl + P2O5

Расставьте коэффициенты с помощью электронного баланса, укажите окислитель, и восстановитель, процессы окисления и восстановления.№2. Осуществите превращения по схеме:
P -> Ca3P2 -> PH3 -> P2O5
Для последней реакции PH3 -> P2O5 составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

№3. Осуществите превращения по схеме:

Ca3(PO4)2 -> P -> P2O5

Источник: https://www.sites.google.com/site/himulacom/zvonok-na-urok/9-klass---vtoroj-god-obucenia/urok-no34-fosfor-allotropia-fosfora-fiziceskie-i-himiceskie-svojstva-fosfora

Фосфор (Р) – роль в организме, применение, суточная потребность, источники

Фосфор

Фосфор (Phosphorus, Р) – химический элемент, который играет важную роль макроэлемента в организме человека и берет непосредственное участие в формировании, развитии и поддержании здоровья сердечно-сосудистой системы, головного мозга и опорно-двигательного аппарата.

Основными функциями фосфора также являются – превращение жиров, углеводов, передача нервных импульсов, синергичная работа с кальцием в формировании костного скелета и зубов. Данный элемент входит в состав фосфолипидов, белков, ДНК и АТФ, в связи с чем по праву имеет титул – «элемент жизни».

В чистом виде Р из-за высокой химической активности практически не встречается, тем не менее, он участвует в образовании около 190 минералов, наиболее популярными из которых являются – апатит и фосфорит. По расчётам ученых, масса земной коры на 0,08-0,09% состоит из фосфора.

История – краткая справка

Свое название фосфор получил от двух древнегреческих слов «φῶς» (свет), и «φέρω» (несу), объеденив которые получаем – светоносный.

Впервые о существовании фосфора заявил в 1669 году немецкий алхимик из г. Гамбург – Хеннинг Бранд (Hennig Brandt). Получил же Бранд совершенно случайно – когда пытался добыть золото из человеческой мочи.

Конечно, логика у людей тех времен была уникальна – раз моча золотистая, значит в ней может присутствовать золото.

В результате многодневного отстаивания, а после длительного выпаривания мочи, вместо жидкости в емкости остались белые воскоподобные частички непонятного вещества, которые могли ярко гореть и мерцать в темноте. Нововыявленное вещество Х.Бранд назвал «чудотворным носителем света» (phosphorus mirabilis).

Далее, Р смогли добыть — немецкий химик Иоганн Кункель (Johannes Kunckel), в 1680 г. англо-ирландский химик и физик Роберт Бойль (англ. Robert Boyle), в 1743 г. немецкий химик Андреас Маргграф (Andreas Marggraf) и другие.

Получить красный фосфор сумел в середине XIX в — А.Шрёттер, что произошло при нагревании белого фосфора без контакта с кислородом.

Общие данные

Расположение в периодической таблице Д.И. Менделеева: в старой версии — III период, III ряд, V группа, в новой версии таблицы – 15 группа, 3 период.

  • Атомный номер – 15
  • Атомная масса – 30,973762
  • Электронная конфигурация – [Ne] 3s2 3p3
  • Температура плавления (°С) – 44,15
  • Температура кипения (°С) – 279,85
  • CAS: 7723-14-0

Физико-химические свойства. Фосфор известен во многих модификациях – белый, красный, желтый, черный, металлический и др., которые еще называются аллотропными. Физические и химические свойства напрямую зависят от его формы, особенно его химическая активность.

Белый фосфор – химически активное вещество белого цвета с легкой желтизной или зеленоватостью, схожее на парафин, легко поддается деформации при небольших физических усилиях.

Плохо растворим в воде, при контакте с кислородом и светом начинает светиться бледно-зеленым цветом. Небольшое воздействие температуры способно привести к самовозгоранию вещества.

Очень ядовит – попадание внутрь всего 0,05-0,15 г вещества может привести к летальному исходу. При контакте с кожей также способен самовоспламеняться, после чего оставляет сильные ожоги.

Красный фосфор – более устойчивая форма элемента к термическому воздействию, которую получают из его белой формы. Окрашен в красные, фиолетовые цвета с металлическим отблеском.

Не растворяется в воде, не светится в темноте, способен самопроизвольно загореться при ударе или трении. Ядовитость в тысячи раз меньше по сравнению с белым.

Применяется при изготовлении спичечных коробков – входит в состав терочной поверхности.

Биологическая роль фосфора в организме

В организме фосфор присутствует в виде ортофосфорной и пирофосфорной кислот. Этот элемент входит в состав фосфолипидов, АТФ (аденозинтрифосфорная кислота), нуклеиновых кислот (ДНК, РНК), фосфопротеидов, нуклеотидов, различных ферментов и коферментов. В костях человека Р находится в форме гидроксилапатита, в зубной эмали – в виде фторапатита.

В целом, 1% массы тела человека припадает на фосфор в тех или иных формах, из которых около 85% элемента содержится в составе костей из зубов.

Регулирование метаболизма фосфорных соединений производят витамин D и гормоны.

Фосфор выполняет множество важных и полезных функций, среди которых:

  • Формирование, развитие и крепость костей и зубов, предотвращение развития кариеса и остеопороза;
  • Участие в передаче нервных импульсов от нервной системы по всему организму;
  • Поддержание функционирования и здоровья нервной системы;
  • Участие в поддержании сократительной функции мышечных тканей, и соответственно – в работе сердца;
  • Участие в обменных процессах белков, жиров и углеводов;
  • Выполняет роль регулирования окислительно-восстановительных реакций в организме;
  • Поддерживает кислотно-щелочной баланс (рН);
  • Участие в образовании щитовидной железой и надпочечниками ряда гормонов;
  • Повышает благотворное влияние на организм кальция, железа, калия и различных витаминов (А, F, D);
  • В виде фосфорнокислых солей входит в состав мягких тканей головного мозга, и соответственно участвует в его формировании и развитии;
  • Выполняет роль энергетического жизнеобеспечения организма.
  • Белый фосфор используется преимущественно в военном деле – зажигательные бомбы и другие виды оружия.
  • Красный фосфор уже используется в промышленности – спичечные коробки, производство ламп накаливания (как газопоглотитель), различные виды топлива и зажигательных смесей, смазочные материалы, защитных средств для металла от коррозии, в качестве дополнительного вещества для умягчения воды.
  • В агропромышленном секторе фосфорную кислоту используют для производства некоторых удобрений – преципитата, суперфосфата и других.
  • Кроме того, Р используют для изготовления некоторых видов зубной пасты, пищевой промышленности.

Суточная потребность

Рекомендуемые суточные дозы фосфора в зависимости от пола и возраста:

Детидо 1 года100-275 мг
От 1 до 3 лет460-3000 мг
От 3 до 9 лет500-3000 мг
Подросткиот 9 до 18 лет1250—4000 мг
Взрослыеот 18 до 70 лет700-4000 мг
Лица преклонного возрастастарше 70 лет700-3000 мг
Во время беременностидо 3000—3500 мг

Для максимальной эффективности усваивания организмом фосфора его необходимо одновременно употреблять с кальцием, в соотношении – 1,5 (Р) : 1 (Са).

Суточная доза фосфора повышается при обильных физических нагрузках, занятиях спортом.

Нехватка фосфора — симптомы

Дефицит фосфора в организме (гипофосфатемия) дает о себе знать, когда его количество в сыворотке крови составляет 0,81-0,32 ммоль/л и меньше. Это может вызвать ряд осложнений со здоровьем, среди которых:

  • Постоянная усталость, быстрая утомляемость, вялость;
  • Повышенная раздражительность, чувство тревоги;
  • Нарушение дыхательной функции;
  • Скованность в движении, нарушения координации, боль в суставах;
  • Головокружения, «туманность» сознания;
  • Отсутствие аппетита, колебания веса;
  • Повышенная восприимчивость к простудным заболевания и другим ОРЗ;
  • Замедление роста ребенка, а также нарушения в формировании костно-мышечного скелета и зубов в детском организме.
  • Нарушения усвояемости Р организмом, что обычно связано с – гиповитаминоз D, длительные жесткие диеты и голодания, алкоголизм, мальабсорбция;
  • Повышенное выведение Р из организма, причиной чего могут стать – заболевания почек, гиповитаминоз D, гиперфункция паращитовидных желез, увеличенный объем внутриклеточной жидкости, прием некоторых лекарственных препаратов (мочегонных и кортикостероидов).
  • Избыток в организме – алюминия (Al), кальция (Са) и магния (Mg), железа (Fe), эстрогенов, андрогенов и тироксина;
  • Другие причины – стремительный рост костной ткани у детей в период развития, недостаток Р в пище, наличие хронических болезней почек, щитовидных и паращитовидных желез.

Применение Р с лечебной целью целесообразно в следующих случаях:

  • Заболевания костно-мышечной системы – остеопороз, гетерогенные оссификации, опухолевый остеолиз, частые переломы;
  • Гипофосфатемия – недостаток фосфора в организме;
  • Оксалатный тип почечнокаменной болезни;
  • Гиперкальциемия (переизбыток в организме кальция) при онкологических болезнях.

В качестве препаратов фосфора чаще всего применяют биофосфонаты («Этидронат»), «Кальция глицерофосфат».

Избыток фосфора

Избыток фосфора в организме (гиперфосфатемия) также, как и нехватка может вызвать ряд осложнений со здоровьем, среди которых:

Причины переизбытка фосфора

  • Переизбыток витамина Д;
  • Острый ацидоз – резкое нарушение кислотно-щелочного баланса в организме в сторону повышения кислотности;
  • Процессы, сопровождающиеся разрушением мышечных волокон и эритроцитов;
  • Заболевания почек, сопровождающиеся снижением скорости фильтрации клубочками;
  • Гипофункция щитовидных и паращитовидных желез;
  • Прием мочегонных (диуретиков) и слабительных препаратов, частые клизмы.

Источники фосфора

В каких продуктах содержится фосфор больше всего?

Растительные и животные источники (мг на 100 г): семечки конопли (1650), сухие дрожжи (1290), тыквенные семечки (1233), черные семечки (1158), мак (870), горчица в порошке (828), кунжут (774), семечки дыни (755), какао в порошке (734), сыр «Пармезан» твердый (694), семена льна (642), кешью (593), сыр «Гауда» (546), овёс (523), грецкий орех (513), творог (500), фисташки (490), миндаль (481), карп (415), фасоль (407), арахис (397), горох (329), крупа гречневая (298), тунец (280), яйцо (198), курятина (178), кефир (140), картофель (58), капуста (31).

Химические источники (Р): «Этидронат», «Кальция глицерофосфат», «Фосален», витаминно-минеральные комплексы «Витрум», пищевые добавки Е338, Е339, Е340, Е341, Е342, Е343.

Синтез в организме: — .

Взаимодействие фосфора с другими веществами

Избыточное количество в организме алюминия, кальция, магния, железа, эстрогенов, андрогенов и тироксина понижают усвояемость фосфора, а также его полную активность;

Прием Р в сочетании с кальцием (пропорция 1,5 Р к 1 Са) взаимодополняют друг друга, тем самым повышая свою активность.

Повышенное количество витамина D способствует переизбытку фосфора, однако, недостаток D приводит к недостатку Р.

При воздействии кислорода — Р легко окисляется.

Обсудить Р и другие минералы на форуме…

Источник: https://medicina.dobro-est.com/fosfor-p-rol-v-organizme-primenenie-sutochnaya-potrebnost-istochniki.html

Фосфор в организме человека

Фосфор

 → 

Питание

 → 

Фосфор в организме человека

Фосфор (phosphorus) – это один из самых распространенных химических элементов на нашей планете. Фосфор составляет 0,08 – 0,09 % от массы Земной коры.

Фосфор играет важную биологическую роль и служит строительным материалом для многих клеток живых организмов. В растительном мире он содержится во всех растениях. Наибольшая концентрация наблюдается в плодах и семенах растений.

В животном мире, фосфор входит в состав белков и многих жизненно важных органических соединений, включая ферменты, нуклеиновые кислоты и так далее. Фосфор содержится в тканях и органах живых организмов, но наибольшее его количество содержится в костной ткани и зубной эмали.

В организме человека в среднем содержится от 500 до 750 грамм фосфора, при этом 90% (фосфат кальция) сконцентрировано в костной ткани.

В сочетании с кальцием, фосфор образует минеральные структуры, которые обеспечивают прочность костной ткани и зубной эмали.

Фосфор играет важную роль в формировании мышечной ткани и тканей головного мозга, и входит в их состав в качестве строительного материала.

Одна из важных функций фосфора – это его участие в энергетических процессах, протекающих в организме человека.

В тканях живого организма и пищевых продуктах, фосфор содержится в виде фосфорной кислоты и органических соединений фосфорной кислоты (фосфатов).

Фосфор не только входит в состав живых клеток в виде строительного материала, он еще принимает участие во многих жизненно важных биологических процессах, протекающих в организме человека:

  • Деление клеток. Фосфор участвует в процессах деления живых клеток и их роста. Он входит в состав нуклеиновых кислот, а также структуру мембран клеток в виде фосфолипидов и фосфопротеинов.
  • Синтез энергии. Фосфор принимает участие в формировании и транспортировки молекул аденозин трифосфата (ATФ), запасающих энергию в нашем организме.
  • Обмен веществ. Фосфор принимает участие в метаболизме и продуцирование углеводов и белков.
  • ЦНС.Фосфор участвует в биологических процессах, обеспечивающих передачу электрических импульсов по волокнам нервов и тканям головного мозга.
  • Баланс фосфора и кальция. Фосфор и кальций тесно взаимодействуют в организме человека и участвуют в формировании одних и тех же биологических структур. В организме человека, с помощью гормонов паращитовидной железы, поддерживается определенный баланс между содержанием фосфора и кальция в тканях и органах. Этот баланс составляет – 2 к 1, две части кальция на одну часть фосфора.
  • Другие функции. Фосфор находится во взаимодействии со многими ферментами, активирует работу витамина D и витаминов группы B. 

Фосфор в продуктах питания

Норма фосфора в сутки – 800 мг, максимально допустимое количество потребления – 1600 мг.

Биодоступность (способность усваиваться организмом) фосфора, поступающего с продуктами питания, не более 70%. Только фосфор рыбы всасывается в кишечнике фактически полностью.

Фосфор содержится в продуктах:

  • молоко, молочные продукты (сыры)
  • мясо, субпродукты (говяжья печень), птица, яйца
  • рыба, икра осетровых
  • хлеб, овсяная и гречневая крупы
  • орехи грецкие, семечки
  • овощи, зелень (тыква, петрушка, капуста, шпинат, чеснок, морковь).

Недостаток фосфора в организме человека

Причины недостатка фосфора:

  • нарушения обмена фосфора
  • неудовлетворительное количество поступления макроэлемента в организм (низкое количество потребления белка)
  • избыточный уровень в организме соединений магния, кальция, бария, алюминия
  • чрезмерное потребление синтетических напитков (газированных и пр.)
  • продолжительные хронические болезни
  • отравления, наркозависимость, алкоголизм
  • патологии щитовидной железы, околощитовидных желез
  • болезни почек
  • вскармливание грудного ребенка искусственными смесями

Симптомы недостатка фосфора:

  • общая слабость, утрата аппетита, истощение
  • боли в мышцах и костях
  • снижается сопротивляемость к инфекциям, простудным заболеваниями; 
  • уменьшается синтез белка печенью
  • появляются дистрофические изменения миокарда, геморрагические высыпания на слизистых оболочках и коже
  • в ряде случаев – нарушения психики
  • рахит, пародонтоз

Когда в организме больше фосфора, чем кальция, организм человека будет использовать кальций, который хранится в костях.

Избыток фосфора в организме человека

Фосфор и фосфаты являются нетоксичными. Летальной дозой для человека считается 60 мг фосфора. Высокой токсичностью обладает ряд соединений фосфора (фосфин). Отравления соединениями фосфора провоцируют нарушения работы почек и печени, сердечно-сосудистой системы, пищеварительного тракта, а также других систем и органов.

Причины избытка фосфора:

  • чрезмерное количество поступления фосфора (избыток белков в продуктах)
  • употребление большого количества консервированной продукции, лимонадов
  • продолжительное взаимодействие с фосфорорганическими соединениями
  • нарушения обмена фосфора

Симптомы избытка фосфора:

  • отложение малорастворимых фосфатов в тканях
  • поражения пищеварительного тракта и печени
  • декальцинация костей (остеопороз)
  • кровоизлияния и кровотечения
  • лейкопения, анемия

Вред фосфатов, применяющихся в пищевой промышленности

В пищевой промышленности применяются фосфаты в продуктах в следующих целях:

  • В качестве подкислителя в газированных напитках
  • Фосфаты сохраняют воду в продуктах питания, повышая его вес и объем, предупреждая формирование бульонно-жировых отёков, в процессе хранения предотвращают высыхание. В основном применяются в продукции из рыбы, птицы и мяса (вареные, варено-копченые колбасы, сардельки)
  • Фосфаты добавляются в сгущенное молоко, помогая предотвратить кристаллизацию продукта.
  • Добавляются в сухие сыпучие продукты, не допуская слеживания и формирования комков в порошке. Применяется в сухих сливках, сухом молоке, порошках, содержащих какао в сухом виде.
  • Добавляются в плавленые сырки, обеспечивая их консистенцию
  • Используются при температурной обработке молока и молочных продуктов 
  • При изготовлении мороженого и других продуктов из сухих смесей фосфаты повышают скорость их растворения при производстве. 
  • Применятся для увеличения срока годности сливочного масла и маргарина

На этикетках можно найти следующие обозначения:

  • Е 340 – фосфаты калия
  • Е 338 – ортофосфорная кислота (или просто фосфорная)
  • Е 343 – фосфаты магния
  • Е 341 – фосфаты кальция
  • Е 342 – фосфаты аммония

Последствия вредного воздействия фосфатов:

  • Избыточное поступление фосфатов в организм человека, нарушает баланс в тканях между фосфором и кальцием, что приводит к нарушению структуры костной ткани и нарушению обменных процессов в организме человека. Избыток фосфора приводит к заболеваниям костной ткани в виде остеопороза.
  • Избыток фосфора приводит к повышению риска сердечно сосудистых заболеваний, повышению риска инфарктов. Это происходит за счет отложения кальция на внутренних стенках сосудов, что приводит к их закупорке. Все это происходит из-за нарушения кальцево-фосфорного баланса.

Взаимодействие фосфора с другими элементами и лекарствами

Фосфор в чистом виде является химически не устойчивым элементом, поэтому легко вступает во взаимодействие с другими веществами. В природе и в нашем организме фосфор содержится в основном в виде химических соединений с другими веществами.

На содержание фосфора и его соединений в нашем организме, могут оказывать влияния различные внешние факторы и другие вещества, поступающие с пищей.

Рассмотрим вещества, которые могут оказать значимое влияние на содержание фосфора в организме человека:

  • Алкоголь может выщелачивать фосфор из костей и снижать его общий уровень в организме
  • Антациды (снижают кислотность желудка), содержащие алюминий, кальций или магний, могут связывать фосфаты в кишечнике. При долгосрочном использовании, эти лекарственные препараты могут привести к снижению содержания фосфора в организме человека (гипофосфатемии).
  • Противосудорожные препараты могут снизить уровень фосфора и увеличение уровня щелочной фосфатазы, фермента, который помогает удалить фосфат из организма.
  • Препараты желчной кислоты снижают уровень холестерина в крови. Они могут уменьшить пероральную абсорбция фосфатов с пищей или добавками. Оральные добавки фосфата должны быть приняты, по крайней мере, за 1 час до или через 4 часа после этих препаратов.
  • Кортикостероиды, в том числе повышают уровень фосфора в моче
  • Калий или препараты с его высоки содержанием, могут привести к слишком большому уровню калия в крови (гиперкалиемия). Гиперкалиемия может вызвать опасные нарушения сердечного ритма (аритмии). Заменители соли, в которых также содержится высокий уровень калия и фосфора, могут привести к снижению их уровня при использовании в долгосрочной перспективе.
  • Ингибиторы АПФ (лекарство от кровяного давления). Это препараты, называемые ангиотензин-превращающим ферментом (АПФ), используемые для лечения высокого кровяного давления, они могут снизить уровень фосфора.
  • Другие медикаменты также могут тоже снижать уровень фосфора. К таким препаратам относятся: циклоспорин (используется для подавления иммунной системы), сердечные гликозиды (дигоксин или Lanoxin), гепарины (разжижающие кровь препараты), а также нестероидные противовоспалительные препараты (например, ибупрофен).

Источник: https://woman.best/art/phosphorus

Фосфор: физические и химические свойства

Фосфор

  • История открытия фосфора
  • Физические свойства фосфора
  • Химические свойства фосфора
  • Применение фосфора
  • Получения фосфора
  • Действие фосфора, его функции и роль в организме человека
  • Фосфор для ребенка
  • Продукты, содержащие фосфор
  • Суточная норма фосфора
  • Недостаток (дефицит) фосфора в организме
  • Избыток фосфора в организме и симптомы отравления им
  • Фосфор, видео
  • Каждый человек знаком с 15 элементом таблицы Менделеева – фосфором, ведь каждый в своей жизни хотя бы раз пользовался спичками, имеющими фосфор в своем составе. Более того, все люди содержат фосфор в своем организме, не в чистом виде, разумеется, а в виде химических соединений, но тем не менее. Особенно много фосфора находится в наших костях и зубах, чей химический состав почти полностью совпадает с формулой минерала фосфорита Ca3(PO4)2.Также фосфорсодержащие белки находятся в наших мышцах, нервах и мозговой ткани, именно поэтому фосфор особенно полезен для мозга. О физических и химических свойствах этого важного химического элемента, о его применении и влиянии на человека читайте далее.

    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.

    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.

    Так схематически выглядит строение молекулы белого фосфора, состоящей из четырех атомов.

    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.

    Так выглядят разные виды фосфора.

    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.

    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).

    При взаимодействии с кислородом воздуха образуются оксиды – ангидриды соответствующих кислот:

    4P +3O2 > 2P2O3

    4P + 5O2 > 2P2O5

    При взаимодействии фосфора с галогенами образуются галогениды с общей формулой PHal3 и PHal5:

    2P + 3Cl2 > 2PCl3

    2P + 5Cl2 > 2PCl5

    При взаимодействии фосфора с серой образуются сульфиды:

    2P + 3S > P2S3

    2P + 5S > P2S5

    При взаимодействии с металлами фосфор проявляет свойства окислителя, продукты реакции называют фосфидами.

    Например, кальций и магний реагируют с фосфором с образованием фосфидов кальция и магния:

    2P + 3Ca > Ca3P2

    2P + 3Mg > Mg3P2

    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.

    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).

    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.

    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.

    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.

    Теперь вы знаете, какие продукты могут увеличить содержание фосфора в вашем организме и организме ваших детей.

    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.

    Недостаток (дефицит) фосфора в организме

    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 организме и симптомы отравления им

    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.

    Фосфор, видео

    И в завершение, образовательное видео по теме нашей статьи.

    Источник: https://www.poznavayka.org/himiya/fosfor/

    Фосфор (P)

    Фосфор

    • Обозначение – P (Phosphorus);
    • Период – III;
    • Группа – 15 (Va);
    • Атомная масса – 30,973761;
    • Атомный номер – 15;
    • Радиус атома = 128 пм;
    • Ковалентный радиус = 106 пм;
    • Распределение электронов – 1s22s22p63s23p3;
    • t плавления = 44,14°C;
    • t кипения = 280°C;
    • Электроотрицательность (по Полингу/по Алпреду и Рохову) = 2,19/2,06;
    • Степень окисления: +5, +3, +1, 0, -1, -3;
    • Плотность (н. у.) = 1,82 г/см3 (белый фосфор);
    • Молярный объем = 17,0 см3/моль.

    Соединения фосфора:

    Фосфор (несущий свет) впервые был получен арабским алхимиком Ахад Бехилем в 12 веке. Из европейских ученых первым открыл фосфор немец Хенниг Брант в 1669 г.

    , во время проведения опытов с человеческой мочой в попытках извлечь из нее золото (ученый полагал, что золотистый цвет мочи вызван присутствием частичек золота). Несколько позже фосфор был получен И. Кункелем и Р.

    Бойлем – последний описал его в своей статье «Способ приготовления фосфора из человеческой мочи» (14.10.1680; работа была опубликована в 1693 г.). Позже Лавуазье доказал, что фосфор является простым веществом.

    фосфора в земной коре составляет 0,08% по массе – это один из самых распространенных химических элементов на нашей планете. По причине своей высокой активности, фосфор в свободном состоянии в природе не встречается, но входит в состав почти 200 минералов, самыми распространенными из которых являются апатит Ca5(PO4)3(OH) и фосфорит Ca3(PO4)2.

    Фосфор играет немаловажную роль в жизни животных, растений и человека – он входит в состав такого биологического соединения, как фосфолипид, также присутствует в белковых и других таких важнейших органических соединениях, как ДНК и АТФ.

    Фосфор в Периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева, стоит под номером “15”, относится к 15(Va) группе (См. Атомы 15(Va) группы).

    Рис. Строение атома фосфора.

    Атом фосфора содержит 15 электронов, и имеет схожую с азотом электронную конфигурацию внешнего валентного уровня (3s23p3), но у фосфора по сравнению с азотом менее выражены неметаллические свойства, что объясняется наличием свободной d-орбитали, большим радиусом атома и меньшей энергией ионизации.

    Вступая в реакции с другими химическими элементами, атом фосфора может проявлять степень окисления от +5 до -3 (наиболее характерна степень окисления +5, остальные встречаются достаточно редко).

    • +5 – оксид фосфора P2O5(V); фосфорная кислота (H3PO4); фосфаты, галогениды, сульфиды фосфора V (соли фосфорной кислоты);
    • +3 – P2O3(III); фосфористая кислота (H3PO3); фосфиты, галогениды, сульфиды фосфора III (соли фосфористой кислоты);
    • 0 – P;
    • -3 – фосфин PH3; фосфиды металлов.

    В основном (невозбужденном) состоянии у атома фосфора на внешнем энергетическом уровне находится два спаренных электрона на s-подуровне + 3 неспаренных электрона на p-орбиталях (d-орбиталь свободна). В возбужденном состоянии один электрон с s-подуровня переходит на d-орбиталь, что расширяет валентные возможности атома фосфора.

    Рис. Переход атома фосфора в возбужденное состояние.

    P2

    Два атома фосфора объединяются в молекулу P2 при температуре порядка 1000°C.

    При более низких температурах фосфор существует в четырехатомных молекулах P4, а также в более устойчивых полимерных молекулах P∞.

    Аллотропные модификации фосфора:

    • Белый фосфор – чрезвычайно ядовитое (летальная доза белого фосфора для взрослого человека составляет 0,05—0,15 г) воскоподобное вещество с запахом чеснока, без цвета, люминисцирующее в темноте (процесс медленного окисления в P4O6); высокая реакционная способность белого фосфора объясняется некрепкими связями Р-Р (у белого фосфора молекулярная кристаллическая решетка с формулой P4, в узлах которой расположены атомы фосфора), которые достаточно легко разрываются, в результате чего белый фосфор при нагревании или в процессе длительного хранения переходит в более устойчивые полимерные модификации: красный и черный фосфор. По этим причинам белый фосфор хранят без доступа воздуха под слоем очищенной воды или в специальных инертных средах.
    • Желтый фосфор – огнеопасное, сильно ядовитое вещество, в воде не растворяется, легко окисляется на воздухе и самовозгорается, при этом горит ярко-зеленым ослепительным пламенем с выделением густого белого дыма.
    • Красный фосфор – полимерное, нерастворимое в воде вещество со сложной структурой, обладающее наименее реакционной способностью. Красный фосфор широко применяется в промышленном производстве, т. к. не так сильной ядовит. Поскольку на открытом воздухе красный фосфор, впитывая влагу, постепенно окисляется с образованием гигроскопичного оксида (“отсыревает”), образует вязкую фосфорную кислоту, поэтому, красный фосфор хранится в герметически закрытой таре. В случае отмокания красный фосфор очищают от остатков фосфорной кислоты путем промывания водой, затем высушивают и используют по назначению.
    • Черный фосфор – жирное на ощупь графитоподобное вещество серо-черного цвета, обладающее полупроводниковыми свойствами – наиболее устойчивая модификация фосфора со средней реакционной способностью.
    • Металлический фосфор получают из черного фосфора под высоким давлением. Металлический фосфор очень хорошо проводит электрический ток.

    Получение и применение фосфора

    Промышленным способом фосфор получают путем его восстановления коксом из фосфоритов (фторапататиов), в состав которых входит фосфат кальция, прокаливая в электропечах при температуре 1600°C с добавлением кварцевого песка:
    Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 = 3CaSiO3 + 2P + 5CO.

    На первом этапе реакции под действием высокой температуры оксид кремния (IV) вытесняет оксид фосфора (V) из фосфата:
    Ca3(PO4)2 + 3SiO2 = 3CaSiO3 + P2O5.

    Затем оксид фосфора (V) восстанавливается углём до свободного фосфора:
    P2O5+5C = 2P+5CO.

    Применение фосфора:

    Источник: https://prosto-o-slognom.ru/chimia/505_fosfor_P.html

    WikiMedikKonsult.Ru
    Добавить комментарий