Phosphor (P)

Vorkommen

Nicht in freiem Zustand, sondern in der Erdrinde als Phosphate

Salze der Phosphorsäure

Phosphorit Ca3(PO4)2
Apatit 3Ca3(PO4)2 * Ca(OH,F,Cl)2
Phosphorsäureester auch in der Biosphäre (ATP = Adenosintriphosphat)
Seevögelausscheidungen = Guano, phosphatreich, als Dünger verwendet

Gewinnung

Darstellung: Weißer Phosphor P4

Aus Apatiten: Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C  -->  3CaSiO3 + 5CO + P2 das dimeristiert.
Roter Phosphor Pn durch Erhitzen von weißem auf 200°C (Wärme frei).
Schwarzer Phosphor durch Behandlung von weißem bei hohen Drücken und Hitze (Schichten aus P6-Ringen, leitet den elektrischen Strom).
Violetter Phosphor durch Erhitzen von weißem auf 550°C, kristallin, röhrenartige Strukturen.

Chemische Eigenschaften

Weißer Phosphor: reaktionsfähig, giftig, selbstentzündlich (Aufbewahrung unter Wasser), verbrennt zu P2O5, leuchtet im Dunkeln (Chemolumineszenz, durch Oxidation des P an Luft). Violetter und schwarzer Phosphor weniger giftig, schwerer entzündlich roter Phosphor: Reaktionsfähigkeit zwischen weißem und violettem Phosphor; explodiert in Gemischen mit anderen Oxidationsmitteln schon beim Verreiben. Oxidationsstufen von –III bis +V

Wasserstoffverbindungen

Phosphan PH3:

giftiges, farbloses, knoblauchartig riechendes Gas, (schwächer basisch als Ammoniak, stärker reduzierend) Verbrennt bei 150°C zur Phosphorsäure.
Daneben noch weitere Wasserstoffverbindungen wie Diphosphan P2H4, Triphosphan P3H5

Halogenverbindungen

Phosphortrichlorid PCl3

aus den Elementen, farblose, stechend riechende Flüssigkeit, reagiert mit Wasser zu phosphoriger Säure: PCl3 +3H2O --> H3PO4 + 3 HCl

Phosphorpentachlorid PCl5

Durch Oxidation von PCl3 mit Chlor: PCl3 + Cl2 --> PCl5 oder direkt aus weißem P: 2P + 5 CL2 --> 2PCl5
Reagiert mit Wasser heftig zuerst zu POCl3, Phosphoroxichlorid und dann weiter zu Phosphorsäure: PCl5 + H2O --> POCl3 + 2 HCl; POCl3 + 3 H2O --> H3PO4 + HCl

Phosphoroxide

Phosphorpentoxid P2O5:

Durch Verbrennung von weißem Phosphor, reagiert mit Wasser zu Phosphorsäure, stark wasseranziehend --> Trockenmittel (Exsiccatoren/Trockenrohren)

Phosphorsäure H3PO4

Gewinnung aus Calziumphosphat. Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 --> 3CaSO4 + 2H3PO4
dreibasige mittelstarke Säure, bildet Reihe von Phosphaten aus: Dihydrogenphosphate H2PO4-, Hydrogenphosphate HPO42- und Phosphate PO43-
Verwendung: Ausgangsprodukte für Mono, di, Oligo- und Polyphosphate (Düngemittel, Wasch-, Reinigungs-, Lebens-, Futtermittel, in Zahnpasta, Flammenschutzmittel, Phosphorsäure zur Metallbehandlung, in sauren Limonaden, Polieren von Aluminiumteilen)