फास्फोरस

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यह लेख रासायनिक तत्व के बारे में है। अन्य उपयोगों के लिए, फास्फोरस (बहुविकल्पी) देखें।

Phosphorus, 15P
Forms of phosphorus
Waxy white
Light red
Dark red and violet
Black
Phosphorus
उच्चारण/ˈfɒsfərəs/ ​(FOS-fər-əs)
allotropeswhite, red, violet, black and others (see Allotropes of phosphorus)
दिखावटwhite, red and violet are waxy, black is metallic-looking
Standard atomic weight Ar°(P)
  • 30.973761998±0.000000005
  • 30.974±0.001 (abridged)[1]
Abundance
में & nbsp; & nbsp; पृथ्वी की पपड़ी5.2 (silicon = 100)
Phosphorus in the periodic table
Hydrogen Helium
Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon
Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon
Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton
Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon
Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon
Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
N
↑
P
↓
As
silicon ← phosphorus → sulfur
Atomic number (Z)15
समूहgroup 15 (pnictogens)
अवधिperiod 3
ब्लॉक  p-block
ऋणावेशित सूक्ष्म अणु का विन्यास[Ne] 3s2 3p3
प्रति शेल इलेक्ट्रॉन2, 8, 5
भौतिक गुण
Phase at STPsolid
गलनांकwhite: 317.3 K ​(44.15 °C, ​111.5 °F)
red: ∼860 K (∼590 °C, ∼1090 °F)[2]
क्वथनांकwhite: 553.7 K ​(280.5 °C, ​536.9 °F)
उच्चता बिंदुred: ≈689.2–863 K ​(≈416–590 °C, ​≈780.8–1094 °F)
violet: 893 K (620 °C, 1148 °F)
Density (near r.t.)white: 1.823 g/cm3
red: ≈2.2–2.34 g/cm3
violet: 2.36 g/cm3
black: 2.69 g/cm3
संलयन की गर्मीwhite: 0.66 kJ/mol
Heat of vaporisationwhite: 51.9 kJ/mol
दाढ़ गर्मी क्षमताwhite: 23.824 J/(mol·K)
Vapour pressure (white)
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 279 307 342 388 453 549
Vapour pressure (red, b.p. 431 °C)
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 455 489 529 576 635 704
परमाणु गुण
ऑक्सीकरण राज्य−3, −2, −1, 0,[3] +1,[4] +2, +3, +4, +5 (a mildly acidic oxide)
इलेक्ट्रोनगेटिविटीPauling scale: 2.19
Ionisation energies
  • 1st: 1011.8 kJ/mol
  • 2nd: 1907 kJ/mol
  • 3rd: 2914.1 kJ/mol
  • (more)
सहसंयोजक त्रिज्या107±3 pm
[वैन डेर वाल्स रेडियस]]180 pm
Color lines in a spectral range
Spectral lines of phosphorus
अन्य गुण
प्राकृतिक घटनाprimordial
क्रिस्टल की संरचना ​body-centred cubic (bcc)
Bodycentredcubic crystal structure for phosphorus
ऊष्मीय चालकताwhite: 0.236 W/(m⋅K)
black: 12.1 W/(m⋅K)
चुंबकीय आदेशwhite, red, violet, black: diamagnetic[5]
दाढ़ चुंबकीय संवेदनशीलता−20.8×10−6 cm3/mol (293 K)[6]
थोक मापांकwhite: 5 GPa
red: 11 GPa
CAS नंबर7723-14-0 (red)
12185-10-3 (white)
History
खोज]Hennig Brand (1669)
Recognised as an element byAntoine Lavoisier[7] (1777)
Iso­tope Abun­dance Half-life (t1/2) Decay mode Pro­duct
 Category: Phosphorus
| references

फास्फोरस एक रासायनिक तत्व है जिसका प्रतीक P और परमाणु संख्या 15 है। प्राथमिक फास्फोरस दो प्रमुख रूपों में सम्मिलित है, सफेद फास्फोरस और लाल फास्फोरस, लेकिन क्योंकि यह अत्यधिक प्रतिक्रियाशील (रसायन) है, फास्फोरस कभी भी पृथ्वी पर एक मुक्त तत्व के रूप में नहीं पाया जाता है। इसकी भू-पर्पटी में लगभग एक ग्राम प्रति किलोग्राम (तांबे की तुलना लगभग 0.06 ग्राम) की सांद्रता है। खनिजों में, फास्फोरस सामान्य रूप से फॉस्फेट के रूप में होता है।

प्राथमिक फास्फोरस को पहली बार 1669 में सफेद फास्फोरस के रूप में अलग किया गया था। सफेद फास्फोरस में, फास्फोरस परमाणुओं को 4 के समूह में व्यवस्थित किया जाता है, जिसे P4 के रूप में लिखा जाता है। सफेद फास्फोरस ऑक्सीजन के संपर्क में आने पर एक हल्की प्रदीपन का उत्सर्जन करता है - इसलिए नाम, ग्रीक पौराणिक कथाओं से लिया गया है, Φωσφόρος जिसका अर्थ है 'प्रकाश-वाहक' (लैटिन लूसिफ़ेर), " शुक्र तारा", शुक्र ग्रह का संकेत है। फॉस्फोरेसेंस शब्द, जिसका अर्थ प्रकाश के बाद प्रदीपन है, फॉस्फोरस की इस गुण से निकला है, हालांकि इस शब्द का उपयोग एक अलग भौतिक प्रक्रिया के लिए किया गया है जो प्रदीपन उत्पन्न करता है। फॉस्फोरस की प्रदीपन सफेद (लेकिन लाल नहीं) फॉस्फोरस के ऑक्सीकरण के कारण होती है - एक प्रक्रिया जिसे अब रासायनिक संदीप्ति कहा जाता है। नाइट्रोजन, आर्सेनिक, एंटीमनी और बिस्मथ के साथ मिलकर फॉस्फोरस को निक्टोजन के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

फास्फोरस एक ऐसा तत्व है जो बड़े पैमाने पर फॉस्फेट, फॉस्फेट आयन युक्त यौगिकों, PO43− के माध्यम से जीवन को बनाए रखने के लिए आवश्यक है। फॉस्फेट डीएनए, आरएनए, एटीपी और फॉस्फोलिपिड्स का एक घटक है, जो कोशिकाओं के लिए मूलभूत जटिल यौगिक हैं। तत्व फॉस्फोरस पहले मानव मूत्र से अलग किया गया था, और अस्थि भस्म एक महत्वपूर्ण प्रारंभिक फॉस्फेट स्रोत था। फॉस्फेट के खनन में जीवाश्म होते हैं क्योंकि फॉस्फेट जानवरों के अवशेषों और मलमूत्र के जीवाश्म संग्रह में सम्मिलित होता है। कम फॉस्फेट का स्तर कई पौधों के पारिस्थितिक तंत्र में वृद्धि की एक महत्वपूर्ण सीमा है। खनन किए गए अधिकांश फॉस्फोरस यौगिकों का उपयोग उर्वरकों के रूप में किया जाता है। फास्फोरस को बदलने के लिए फॉस्फेट की आवश्यकता होती है जिसे पौधे मिट्टी से हटाते हैं, और इसकी वार्षिक अपेक्षा मानव आबादी के विकास की तुलना में लगभग दोगुनी तेजी से बढ़ रही है। अन्य अनुप्रयोगों में शोधक, कीटनाशकों और तंत्रिका कारकों में कार्ब-फॉस्फोरस यौगिक सम्मिलित होता हैं।

विशेषताएं

अपरूप

Main article: फास्फोरस के अपरूप

फॉस्फोरस में कई अपररूपता होते हैं जो आश्चर्यजनक रूप से विविध गुण प्रदर्शित करते हैं।[8] दो सबसे सामान्य अपरूप सफेद फास्फोरस और लाल फास्फोरस हैं।[9]

अनुप्रयोगों और रासायनिक साहित्य के दृष्टिकोण से, प्राथमिक फास्फोरस का सबसे महत्वपूर्ण रूप फास्फोरस सफेद फास्फोरस का अपरूप है, जिसे प्रायः WP के रूप में संक्षिप्त किया जाता है। यह एक नरम, मोमयुक्त ठोस होता है जिसमें चतुष्फलकीय P
4 अणु होता है, जिसमें चतुष्फलकीय P
4 अणु होते हैं, जिसमें प्रत्येक परमाणु एक औपचारिक एकल बंधन द्वारा अन्य तीन परमाणुओं से बंधा होता है। यह P
4 चतुष्फलक 800 °C (1,470 °F) के तापमान तक तरल और गैसीय फॉस्फोरस में भी सम्मिलित होता है, जब यह P2 अणुओं में विघटित होना प्रारंभ होता है।[10] गैस चरण में P
4 अणु में rg = 2.1994(3) Å की P-P बंध लंबाई होती है, जैसा कि गैस इलेक्ट्रॉन विवर्तन द्वारा निर्धारित किया गया था।[11] इस P
4 चतुष्फलक में बंधन की प्रकृति को गोलाकार एरोमैटिक या क्लस्टर आबन्ध द्वारा वर्णित किया जा सकता है, जो कि इलेक्ट्रॉनों को अत्यधिक निश्चित किया जाता है। यह चुंबकीय रूप से प्रेरित धाराओं की गणना द्वारा स्पष्ट किया गया है, जो कि 29 nA/T तक का योग है, जो मूल रूप में एरोमैटिक अणु बेंजीन (11 nA/T) की तुलना में बहुत अधिक है[11]

कुछ फॉस्फोरस अपरूपों की क्रिस्टलीय संरचनाएँ
सफेद
लाल
बैगनी
काला

सफेद फास्फोरस दो क्रिस्टलीय रूपों : α (अल्फा) और β (बीटा) में सम्मिलित होता है। कमरे के तापमान पर, α-रूप स्थिर होता है। यह अधिक सामान्य है, और घन क्रिस्टल संरचना 195.2 केल्विन (−78.0 °C) पर है, यह β-रूप में परिवर्तित हो जाता है, जिसमें हेक्सागोनल क्रिस्टल संरचना होती है। ये रूप घटक P
4 टेट्राहेड्रा के सापेक्ष अभिविन्यास के संदर्भ में भिन्न हैं।[12][13] सफेद फास्फोरस के β रूप में तीन आंशिक भिन्न होते हैं P
4 अणु, अर्थात 2.1768(5) और 2.1920(5) Å के बीच 18 अलग-अलग P-P आबन्ध लंबाई है। औसत P-P आबन्ध की लंबाई 2.183(5) Åहोती है।[14]

सफेद फास्फोरस सबसे कम स्थिर, सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील, सबसे अधिक अस्थिरता (रसायन विज्ञान), सबसे कम घनत्व और अपरूप का सबसे विषाक्त है। सफेद फास्फोरस धीरे-धीरे लाल फास्फोरस में बदल जाता है। यह परिवर्तन प्रकाश और ऊष्मा से त्वरित होता है, और सफेद फास्फोरस के नमूनों में लगभग सदैव कुछ लाल फास्फोरस होता है और तदनुसार पीला दिखाई देता है। इस कारण से, सफेद फास्फोरस जो वृद्ध या अन्यथा अशुद्ध है (उपकरण-श्रेणी, न कि प्रयोगशाला-श्रेणी WP) को पीला फास्फोरस भी कहा जाता है। ऑक्सीजन के संपर्क में आने पर, सफेद फास्फोरस अंधेरे में हरे और नीले रंग के बहुत ही हल्के रंग के साथ चमकता है। वायु के संपर्क में आने पर यह अत्यधिक ज्वलनशील और पायरोफोरिसिटी (स्व-प्रज्वलित) है। इसकी स्वत: ज्वलनशील के कारण, नैपालम में सफेद फास्फोरस को एक योज्य के रूप में प्रयोग किया जाता है। इस रूप के दहन की गंध में एक विशिष्ट लहसुन की गंध होती है, और नमूने सामान्य रूप से सफेद फास्फोरस पेंटाक्साइड के साथ लेपित होते हैं, जिसमें सम्मिलित P
4O
10 फॉस्फोरस परमाणुओं के बीच और उनके शीर्ष पर ऑक्सीजन के साथ टेट्राहेड्रा होते हैं। सफेद फास्फोरस पानी में अघुलनशील है लेकिन कार्बन डाइसल्फ़ाइड में घुलनशील है।[15]

1100 केल्विन पर P4 का तापीय अपघटन डाइफॉस्फोरस, P2 देता है। यह प्रजाति ठोस या तरल के रूप में स्थिर नहीं है। द्विमेरिक इकाई में एक त्रिक आबन्ध होता है और यह N 2के अनुरूप होता है यह कार्ब-फॉस्फोरस अग्रदूत अभिकर्मकों के ताप-अपघटन द्वारा विलयन में एक क्षणिक मध्यवर्ती के रूप में भी उत्पन्न किया जा सकता है।[16] अभी भी उच्च तापमान पर, 2 परमाणु P में वियोजित हो जाता है।[15]

Properties of some allotropes of phosphorus[8][17]
रूप सफेद(α) सफेद(β) लाल बैगनी काला
समरूपता निकाय केंद्रित

घन

त्रिनताक्ष अक्रिस्टलीय एकनताक्ष विषमलम्बाक्ष
पियर्सन प्रतीक aP24 mP84 oS8
आकाशी समूह I43m P1 No.2 P2/c No.13 Cmca No.64
घनत्व (g/cm3) 1.828 1.88 ~2.2 2.36 2.69
ऊर्जा अंतराल (eV) 2.1 1.8 1.5 0.34
अपवर्तक सूचकांक 1.8244 2.6 2.4

लाल फास्फोरस संरचना में बहुलक है। इसे P4 के यौगिक के रूप में देखा जा सकता है जिसमें एक P-P बंधन अलग हो जाता है, और एक अतिरिक्त बंधन प्रतिवेश चतुष्फलक के साथ बनता है जिसके परिणामस्वरूप वैन डेर वाल्स बलों द्वारा जुड़े अणु P 21 की श्रृंखलाएँ बनती हैं।[18] सफेद फास्फोरस को 250 डिग्री सेल्सियस (482 डिग्री फारेनहाइट) तक गर्म करके या सफेद फास्फोरस को सूरज के प्रकाश में प्रदर्शित करके लाल फास्फोरस का निर्माण किया जा सकता है।[19] इस उपचार के बाद फास्फोरस अनाकार है। और अधिक गर्म करने पर यह पदार्थ क्रिस्टलीकृत हो जाता है। इस अर्थ में, लाल फास्फोरस एक अपरूप नहीं है, बल्कि सफेद और बैंगनी फास्फोरस के बीच एक मध्यवर्ती चरण है, और इसके अधिकांश गुणों में मानो की एक सीमा होती है। उदाहरण के लिए, हाल ही मे संयोजित, प्रदीपनदार लाल फास्फोरस अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होता है और लगभग 300 डिग्री सेल्सियस (572 डिग्री फारेनहाइट) पर प्रज्वलित होता है,[20] हालांकि यह सफेद फास्फोरस की तुलना में अधिक स्थिर होता है, जो लगभग 30 डिग्री सेल्सियस (86 डिग्री फारेनहाइट) पर प्रज्वलित होता है।[21] लंबे समय तक गर्म करने या भंडारण के बाद, रंग गहरा हो जाता है (इन्फोबॉक्स छवियां देखें); परिणामी उत्पाद अधिक स्थिर है और स्वाभाविक तरीके से वायु में प्रज्वलित नहीं होता है।[22]

परा-बैंगनी फॉस्फोरस फॉस्फोरस का एक रूप है जिसे 550 डिग्री सेल्सियस से ऊपर लाल फॉस्फोरस की पूरे दिन की तापानुशीलन द्वारा उत्पादित किया जा सकता है। 1865 में, हिटॉर्फ ने पाया कि जब फॉस्फोरस को पिघले हुए सीसे से पुन: क्रिस्टलीकृत किया जाता है, तो एक लाल/बैंगनी रूप प्राप्त होता है। इसलिए, इस रूप को कभी-कभी "हिटॉर्फ़ फॉस्फोरस" (या बैंगनी या α-धात्विक फॉस्फोरस) के रूप में जाना जाता है।[17]

काला फॉस्फोरस सबसे कम प्रतिक्रियाशील अपरूप है और 550 डिग्री सेल्सियस (1,022 डिग्री फारेनहाइट) से नीचे ऊष्मप्रवैगिकी रूप से स्थिर रूप है। इसे β-धात्विक फास्फोरस के रूप में भी जाना जाता है और इसकी संरचना अधिकांश सीमा तक ग्रेफाइट जैसी होती है।[23][24] यह सफेद फास्फोरस को उच्च दबाव (लगभग 12,000 मानक वायुमंडल या 1.2 गीगापास्कल) में गर्म करके प्राप्त किया जाता है। यह धातु के लवणों का उपयोग करके परिवेशी परिस्थितियों में भी उत्पादित किया जा सकता है, उदाहरण पारा, उत्प्रेरक के रूप में होता है।[25] उपस्थिति, गुण और संरचना में, यह ग्रेफाइट जैसा दिखता है, काला और परतदार होने के कारण, बिजली का संवाहक होता है, और इसमें जुड़े परमाणुओं की संकुचित हुई परते होती हैं।[26]

एक अन्य रूप, सिंदूरी फॉस्फोरस, कार्बन डाइसल्फ़ाइड में सफेद फॉस्फोरस के विलयन को सूर्य के प्रकाश में वाष्पित करने की स्वीकृति देकर प्राप्त किया जाता है।[17]


रसायन संदीप्ति

सफेद फास्फोरस वायु के संपर्क में आने पर अंधेरे में चमकता है

जब पहली बार अलग किया गया, तो यह देखा गया कि सफेद फास्फोरस से निकलने वाली हरे प्रदीपन बंद जार में एक समय के लिए बनी रहती है, लेकिन फिर बंद हो जाती है। 1680 के दशक में रॉबर्ट बॉयल ने इसे वायु की दुर्बलता के लिए अधीन वतया। वास्तव मे, यह ऑक्सीजन का क्षय हो रहा है। 18वीं शताब्दी तक यह ज्ञात हो गया था कि शुद्ध ऑक्सीजन में फॉस्फोरस परिशुद्ध रूप से भी दीप्तिमान नहीं होता है;[27] केवल आंशिक दबाव की एक सीमा होती है जिस पर यह होता है। उच्च दबावों पर प्रतिक्रिया को चलाने के लिए ऊष्मा का उपयोग किया जा सकता है।[28]

1974 में, आर. जे. वैन ज़ी और ए. यू. खान द्वारा प्रदीपन की व्याख्या की गई थी।[29][30] ऑक्सीजन के साथ एक प्रतिक्रिया ठोस (या तरल) फास्फोरस की सतह पर होती है, जिससे अल्पकालिक अणु HPO बनता है और P
2O
2 कि दोनों दृश्यमान प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। और प्रतिक्रिया मंद होती है और प्रदीपन उत्पन्न करने के लिए केवल बहुत कम मध्यवर्ती की आवश्यकता होती है, इसलिए बंद जार में विस्तारित समय तक प्रदीपन जारी रहती है।

इसकी खोज के बाद से, फॉस्फोर और फॉस्फोरेसेंस का उपयोग बिना जलाए अंधेरे में प्रदीपन वाले पदार्थों का वर्णन करने के लिए शिथिल रूप से किया जाता था। हालांकि फॉस्फोरेसेंस शब्द फॉस्फोरस से लिया गया है, जो प्रतिक्रिया फॉस्फोरस को उसकी प्रदीपन देती है, उसे उपयुक्त रूप से रासायनिक संदीप्ति (ठंडे रासायनिक प्रतिक्रिया के कारण प्रदीपन) कहा जाता है, न कि फॉस्फोरेसेंस पुनः उत्सर्जित प्रकाश जो पहले किसी पदार्थ पर गिरती है और उसे उत्तेजित करती है।[31]


समस्थानिक

Main article: फास्फोरस के समस्थानिक

फास्फोरस के 22 ज्ञात समस्थानिक [32] 26
P से लेकर 47
P तक समस्थानिक है। [33] केवल 31
P स्थिर है और इसलिए 100% प्रचुरता में सम्मिलित है। आधा पूर्णांक परमाणु स्पिन और 31P की उच्च प्रचुरता फास्फोरस-31 एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी को फास्फोरस युक्त नमूनों के अध्ययन में एक बहुत ही उपयोगी विश्लेषणात्मक उपकरण बनाती है।

फास्फोरस के दो रेडियोधर्मी समस्थानिकों का अर्ध-जीवन जैविक वैज्ञानिक प्रयोगों के लिए उपयुक्त है। ये:

  • 32
    P    , 14.3 दिनों के अर्ध-जीवन के साथ एक बीटा कण-उत्सर्जक (1.71 MeV), जिसका उपयोग जीवन-विज्ञान प्रयोगशालाओं में नियमित रूप से किया जाता है, मुख्य रूप से रेडियोलेबल डीएनए और आरएनए संकरण जांच का उत्पादन करने के लिए, जैसे नार्दन ब्लॉट या सदर्न ब्लॉट में उपयोग के लिए होते है।
  • 33
    P    , एक बीटा-एमिटर (0.25 MeV) जिसका आधा जीवन 25.4 दिन है। इसका उपयोग जीवन-विज्ञान प्रयोगशालाओं में उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जिनमें डीएनए अनुक्रमण जैसे निम्न ऊर्जा बीटा उत्सर्जन लाभदायक होते हैं।

32
P से उच्च-ऊर्जा वाले बीटा कण त्वचा और कॉर्निया में प्रवेश करते हैं और कोई भी 32
P अंतर्ग्रहण, साँस या अवशोषित हो जाता है और हड्डी और न्यूक्लिक अम्ल में आसानी से समाहित हो जाता है। इन कारणों से, संयुक्त राज्य अमेरिका में व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य प्रशासन, और अन्य विकसित देशों में इसी तरह के संस्थानों को 32
P के साथ काम करने वाले कर्मियों को प्रयोगशाला कोट, प्रयोग के लिये उपलब्ध दस्ताने, और आँखों की सुरक्षा के लिए सुरक्षा चश्मा या चश्मे पहनने की आवश्यकता होती है, और खुले कंटेनरों पर सीधे काम करने से संरक्षित रहना चाहिए। व्यक्तिगत, कपड़ों और सतह के संदूषण की सुरक्षा भी आवश्यक है। परिरक्षण के लिए विशेष विचार की आवश्यकता होती है। बीटा कणों की उच्च ऊर्जा सीसा जैसे घने परिरक्षण पदार्थ में ब्रेम्सस्ट्रालुंग (आरोधन विकिरण) के माध्यम से एक्स-किरण के द्वितीयक उत्सर्जन को उत्पन्न करती है। इसलिए, विकिरण को कम घनत्व वाली पदार्थ जैसे ऐक्रेलिक या अन्य प्लास्टिक, पानी, या (जब पारदर्शिता की आवश्यकता नहीं है), यहां तक कि लकड़ी से भी परिरक्षित किया जाना चाहिए।[34]


घटना

See also: Category:फास्फेट खनिज

ब्रह्मांड

2013 में, खगोलविदों ने कैसिओपिया A में फास्फोरस का पता लगाया, जिसने पुष्टि की कि यह तत्व सुपरनोवा में सुपरनोवा नाभिक संश्लेषण के उपोत्पाद के रूप में उत्पन्न होता है। सुपरनोवा अवशेष से पदार्थ में फास्फोरस-से-लौह अनुपात सामान्य रूप से आकाशगंगा की तुलना में 100 गुना अधिक हो सकता है।[35]

2020 में, खगोलविदों ने फॉस्फोरस-असर वाले अणुओं का पता लगाने के लिए बड़े पैमाने पर स्टार-बनाने वाले क्षेत्र वायु सेना की भूभौतिकी प्रयोगशाला 5142 से अटाकामा विशाल मिलीमीटर सरणी और आयन और उदासीन विश्लेषण के लिए रोसेटा कक्षीय स्पेक्ट्रममापी डेटा का विश्लेषण किया और कैसे उन्हें प्रारंभिक पृथ्वी पर धूमकेतु में ले जाया गया।[36][37]


पर्पटी और जैविक स्रोत

फास्फोरस की भू-पर्पटी में लगभग एक ग्राम प्रति किलोग्राम (तांबे की तुलना लगभग 0.06 ग्राम) की सांद्रता है। यह प्रकृति में मुक्त नहीं पाया जाता है, लेकिन व्यापक रूप से कई खनिजो में, सामान्य रूप से फॉस्फेट के रूप में वितरित किया जाता है।[9] अकार्बनिक फॉस्फेट-शैल, जो आंशिक रूप से एपेटाइट से बना है (खनिजों का एक समूह, सामान्य रूप से, पेंटाकैल्शियम ट्राईऑर्थोफॉस्फेट फ्लोराइड (हाइड्रॉक्साइड)), आज इस तत्व का मुख्य व्यवसायिक स्रोत है। अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण (यूएसजीएस) के अनुसार, वैश्विक फास्फोरस भंडार का लगभग 50 प्रतिशत अरब देशों में है।[38] पृथ्वी के ज्ञात भण्डारों का 85% मोरक्को में है और चीन जनवादी गणराज्य, रूस, में [39] फ्लोरिडा, इडाहो, टेनेसी, यूटा और अन्य स्थानों पर छोटे भंडार हैं।।[40] उदाहरण के लिए, यूके में अलब्राइट और विल्सन और उनके नायग्रा जलप्रपात संयंत्र, 1890 और 1900 के दशक में टेनेसी, फ्लोरिडा से फॉस्फेट-शैल का उपयोग कर रहे थे, और कॉन्स्टेबल के द्वीप (फॉस्फेट के गुआनो द्वीप स्रोत); 1950 तक, वे मुख्य रूप से टेनेसी और उत्तरी अफ्रीका से फॉस्फेट-शैल का उपयोग कर रहे थे।[41]

कार्बनिक स्रोत, अर्थात् मूत्र, अस्थि भस्म और (बाद की 19वीं शताब्दी में) गुआनो, ऐतिहासिक रूप से महत्वपूर्ण थे लेकिन उन्हें केवल सीमित व्यावसायिक सफलता मिली थी।[42] चूंकि मूत्र में फॉस्फोरस होता है, इसमें उर्वरता गुण होते हैं जो आज भी स्वीडन सहित कुछ देशों में मल के पुन: उपयोग के तरीकों का उपयोग करके उपयोग किए जाते हैं। इसके लिए, मूत्र को अपने शुद्ध रूप में या वाहित मल या वाहितमल अवपंक के रूप में पानी के साथ मिश्रित होने के भाग में उर्वरक के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

यौगिक

See also: Category:फॉस्फेट खनिज और फास्फोरस यौगिक

फास्फोरस (VV)

P4O10 और P4S10 की चतुष्फलकीय संरचना

फास्फोरस के सबसे प्रचलित यौगिक फॉस्फेट के यौगिक (PO43−), चतुष्फलकीय ऋणायन होते है।[43] फॉस्फेट फॉस्फोरिक अम्ल का संयुग्म आधार है, जो उर्वरकों में उपयोग के लिए बड़े पैमाने पर उत्पादित होता है। ट्राइप्रोटिक होने के कारण, फॉस्फोरिक अम्ल चरणवार तीन संयुग्मित आधारों में परिवर्तित हो जाता है:

H3PO4 + H2O ⇌ H3O+ + H2PO4−       Ka1 = 7.25×10−3
H2PO4− + H2O ⇌ H3O+ + HPO42−       Ka2 = 6.31×10−8
HPO42− + H2O ⇌ H3O+ +  PO43−        Ka3 = 3.98×10−13

फॉस्फेट P-O-P आबन्ध वाली शृंखला और वलय बनाने की प्रवृत्ति प्रदर्शित करता है। एडेनोसाइन ट्राइफॉस्फेट समेत कई पॉलीफोस्फेट ज्ञात हैं। पॉलीफोस्फेट्स HPO42− और H2PO4− जैसे हाइड्रोजन फॉस्फेट के निर्जलीकरण से उत्पन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, औद्योगिक रूप से महत्वपूर्ण पेंटासोडियम ट्राइफॉस्फेट (जिसे सोडियम ट्रिपोलिफॉस्फेट, एसटीपीपी के रूप में भी जाना जाता है) इस संघनन प्रतिक्रिया द्वारा मेगाटन द्वारा औद्योगिक रूप से उत्पादित किया जाता है:

2 Na2[(HO)PO3] + Na[(HO)2PO2] → Na5[O3P-O-P(O)2-O-PO3] + 2 H2O

फास्फोरस पेंटोक्साइड (P4O10) फॉस्फोरिक अम्ल का अम्ल एनहाइड्राइड है, लेकिन दोनों के बीच कई मध्यवर्ती ज्ञात हैं। यह मोमयुक्त सफेद ठोस पानी के साथ तेजी से प्रतिक्रिया करता है।

धातु का धनायन के साथ, फॉस्फेट विभिन्न प्रकार के लवण बनाता है। ये ठोस बहुलक होते हैं, जिनमें P-O-M सहलग्नता होती हैं। जब धातु धनायन का आवेश 2+ या 3+ होता है, तो लवण सामान्य रूप से अघुलनशील होते हैं, इसलिए वे सामान्य खनिजों के रूप में सम्मिलित होते हैं। कई फॉस्फेट लवण हाइड्रोजन फॉस्फेट (HPO42−) से प्राप्त होते हैं।

PCl5 और PF5 सामान्य यौगिक हैं। PF5 एक रंगहीन गैस है और अणुओं में त्रिकोणीय द्विपक्षीय ज्यामिति है। PCl5 एक रंगहीन ठोस है जिसमें PCl4+ PCl6− का आयनिक सूत्रीकरण होता है, लेकिन पिघला हुआ या वाष्प अवस्था में त्रिकोणीय द्विध्रुवीय ज्यामिति को स्वीकार करता है।[15] PBr5 एक अस्थिर ठोस है जिसे Br4+Br− के रूप में तैयार किया गया है और PI5 ज्ञात नहीं है।[15] पेंटाक्लोराइड और पेंटाफ्लोराइड लुईस अम्ल हैं। फ्लोराइड के साथ, PF5, PF6− बनाता है, एक ऐसा ऋणायन जो SF6 के साथ समइलेक्ट्रॉनिक है। सबसे महत्वपूर्ण ऑक्सीहैलाइड फॉस्फोरस ऑक्सीक्लोराइड, (POCl3) है, जो लगभग चतुष्फलकीय है।

व्यापक कंप्यूटर गणना संभव होने से पहले, यह विचार किया गया था कि फास्फोरस (V) यौगिकों में d कक्षाएं सम्मिलित हैं। आणविक कक्षीय सिद्धांत का कंप्यूटर मॉडलिंग इंगित करता है कि इस संबंध में केवल s- और p-कक्षाएं सम्मिलित हैं।[44]


फास्फोरस (III)

सभी चार सममित ट्राइहैलाइड प्रसिद्ध गैसीय PF3, पीले रंग के तरल पदार्थ PCl3 और PBr3 और ठोस PI3 हैं। ये पदार्थ नमी के प्रति संवेदनशील होते हैं, फॉस्फोरस अम्ल देने के लिए जल अपघटित होती हैं। ट्राइक्लोराइड, एक सामान्य अभिकर्मक, सफेद फॉस्फोरस के क्लोरीनीकरण द्वारा निर्मित होता है:

P4 + 6 Cl2 → 4 PCl3

ट्राईफ्लोराइड ट्राइक्लोराइड से हैलाइड विनिमय द्वारा निर्मित होता है। PF3 विषैला होता है क्योंकि यह हीमोग्लोबिन से जुड़ जाता है।

फास्फोरस (III) ऑक्साइड, P4O6 (जिसे टेट्राफॉस्फोरस हेक्सॉक्साइड भी कहा जाता है) P(OH)3 का एनहाइड्राइड है, जो फॉस्फोरस अम्ल का अप्राप्तव्य चलावयव है। P4O6 की संरचना अवसान ऑक्साइड समूहों के बिना P4O10की तरह है।

फास्फोरस (I) और फास्फोरस (II)

एक स्थिर डिफॉस्फीन, फास्फोरस (I) का यौगिक।

इन यौगिकों में सामान्य रूप से p-p आबन्ध होते हैं।[15] उदाहरणों में फॉस्फीन और ऑर्गनोफॉस्फिन्स के श्रृंखलित यौगिक सम्मिलित हैं। और p = p द्वैत आबन्ध वाले यौगिकों को भी देखा गया है, हालांकि वे दुर्लभ हैं।

फॉस्फाइड और फॉस्फीन

लाल फास्फोरस के साथ धातुओं की प्रतिक्रिया से फॉस्फाइड उत्पन्न होते हैं। क्षार धातु (समूह 1) और क्षारीय पृथ्वी धातु फॉस्फाइड आयन, P3− युक्त आयनिक यौगिक बना सकते हैं। ये यौगिक जल से अभिक्रिया कर फॉस्फीन बनाते हैं। अन्य फॉस्फाइड, उदाहरण के लिए Na3P7, इन प्रतिक्रियाशील धातुओं के लिए जाने जाते हैं। संक्रमण धातुओं के साथ-साथ मोनोफॉस्फाइड्स में धातु-समृद्ध फॉस्फाइड होते हैं, जो सामान्य रूप से धातु की चमक के साथ कठोर उच्चतापसह यौगिक होते हैं, और फास्फोरस-समृद्ध फॉस्फाइड होते हैं जो कम स्थिर होते हैं और अर्धचालक सम्मिलित होते हैं।[15] श्राइबरसाइट उल्कापिंडों में पाया जाने वाला प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला धातु युक्त फॉस्फाइड है। धातु से पूर्ण और फास्फोरस से पूर्ण फॉस्फाइड की संरचना जटिल हो सकती है।

फॉस्फीन (PH3) और इसके कार्बनिक यौगिक (PR3) अमोनिया (NH3) के संरचनात्मक अनुरूप हैं, लेकिन फॉस्फीन और इसके कार्बनिक यौगिक के लिए फॉस्फोरस पर बंधन कोण 90 डिग्री के समीप हैं। यह एक दुर्गन्धयुक्त, विषैला यौगिक है। फास्फोरस में फॉस्फीन में -3 की ऑक्सीकरण संख्या होती है। कैल्शियम फास्फाइड Ca3P2 के हाइड्रोलिसिस द्वारा फॉस्फीन का उत्पादन किया जाता है। अमोनिया के विपरीत, फॉस्फीन वायु से ऑक्सीकृत होता है। अमोनिया की तुलना में फॉस्फीन भी बहुत कम क्षारीय है। अन्य फॉस्फीन ज्ञात हैं जिनमें नौ फॉस्फोरस परमाणुओं तक की शृंखला होती है और इसका सूत्र PnHn+2 होता है।[15] अत्यधिक ज्वलनशील गैस डिफॉस्फीन (P2H4) हाइड्राज़ीन का एक एनालॉग है।

ऑक्सोअम्ल

फॉस्फोरस ऑक्सोअम्ल व्यापक, प्रायः व्यावसायिक रूप से महत्वपूर्ण और कभी-कभी संरचनात्मक रूप से जटिल होते हैं। उन सभी में ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़े हुए अम्लीय प्रोटॉन होते हैं, कुछ में गैर-अम्लीय प्रोटॉन होते हैं जो सीधे फॉस्फोरस से जुड़े हुए होते हैं और कुछ में फॉस्फोरस-फॉस्फोरस आबन्ध होते हैं।[15]हालांकि फॉस्फोरस के कई ऑक्सासिड बनते हैं, केवल नौ व्यावसायिक रूप से महत्वपूर्ण हैं, और उनमें से तीन, हाइपोफॉस्फोरस अम्ल, फॉस्फोरस अम्ल और फॉस्फोरिक अम्ल विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं।

ऑक्सीकरण अवस्था सूत्र नाम अम्लीय प्रोटॉन यौगिक
+1 HH2PO2 हाइपोफॉस्फोरस अम्ल 1 अम्ल, लवण
+3 H2HPO3 फॉस्फोरस अम्ल 2 अम्ल, लवण
+3 HPO2 मेटाफॉस्फोरस अम्ल 1 लवण
+3 H3PO3 (कार्ब)फॉस्फोरस अम्ल 3 अम्ल, लवण
+4 H4P2O6 हाइपोफॉस्फोरिक अम्ल 4 अम्ल, लवण
+5 (HPO3)n मेटाफॉस्फोरिक अम्ल n लवण (n = 3,4,6)
+5 H(HPO3)nOH पॉलीफॉस्फोरिक अम्ल n+2 अम्ल, लवण (n = 1-6)
+5 H5P3O10 ट्राइपोलीफॉस्फोरिक अम्ल 3 लवण
+5 H4P2O7 पायरोफॉस्फोरिक अम्ल 4 अम्ल, लवण
+5 H3PO4 (ऑर्थो) फॉस्फोरिक अम्ल 3 अम्ल, लवण


नाइट्राइड्स

PN अणु को अस्थिर माना जाता है, लेकिन यह 1100 केल्विन पर क्रिस्टलीय फॉस्फोरस नाइट्राइड अपघटन का एक उत्पाद है। इसी तरह, H2PN को अस्थिर माना जाता है, और F2PN, Cl2PN, Br2PN, और I2PN ओलिगोमेराइज़ जैसे फॉस्फोरस नाइट्राइड हैलोजन चक्रीय पॉलीफॉस्फेज़ेन में बदल जाते हैं। उदाहरण के लिए, सूत्र (PNCl2)n के यौगिक मुख्य रूप से वलयों के रूप में सम्मिलित होते हैं जैसे त्रितयणु हेक्साक्लोरोफॉस्फेज़ीन होता है। अमोनियम क्लोराइड के साथ फॉस्फोरस पेंटाक्लोराइड के उपचार से फॉस्फेजेन्स उत्पन्न होते हैं:

PCl5 + NH4Cl → 1/n (NPCl2)n + 4 HCl

जब क्लोराइड समूहों को एल्कोक्साइड (RO−), संभावित उपयोगी गुणों के साथ बहुलक का एक वर्ग तैयार किया जाता है।[45]


सल्फाइड

Main article: फास्फोरस सल्फाइड

फास्फोरस सल्फाइड की एक विस्तृत श्रृंखला बनाता है, जहां फास्फोरस P (V), P (III) या अन्य ऑक्सीकरण अवस्थाओ में हो सकता है। तीन गुना सममित P4S3 अवस्थान-कहीं भी माचिस में उपयोग किया जाता है। P4S10 और P4O10 अनुरूप संरचनाएं हैं।[46] फॉस्फोरस (III) के मिश्रित ऑक्सीहैलाइड्स और ऑक्सीहाइड्राइड्स लगभग अज्ञात हैं।

कार्ब-फॉस्फोरस यौगिक

Main article: कार्ब-फॉस्फोरस यौगिक

P-C और P-O-C आबन्ध वाले यौगिकों को प्रायः कार्ब-फॉस्फोरस यौगिकों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। वे व्यावसायिक रूप से व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। PCl3 कार्ब-फॉस्फोरस (III) यौगिकों के मार्गों में P3+ के स्रोत के रूप में कार्य करता है। उदाहरण के लिए, यह ट्राइफेनिलफॉस्फीन का अग्रदूत है:

PCl3 + 6 Na + 3 C6H5Cl → P(C6H5)3 + 6 NaCl

फॉस्फोरस ट्राइहैलाइड्स का ऐल्कोहॉलों और फ़ीनॉलों के साथ अभिक्रिया करने पर फ़ॉस्फ़ाइट बनते हैं, उदाहरण ट्राइफेनिलफॉस्फाइट:

PCl3 + 3 C6H5OH → P(OC6H5)3 + 3 HCl

इसी तरह की प्रतिक्रियाएं फॉस्फोरस ऑक्सीक्लोराइड के लिए ट्राइफिनाइलफॉस्फेट की पुष्टि करती हैं:

OPCl3 + 3 C6H5OH → OP(OC6H5)3 + 3 HCl

इतिहास

व्युत्पत्ति

प्राचीन ग्रीस में फॉस्फोरस नाम शुक्र ग्रह का नाम था और ग्रीक भाषा के शब्दों (φῶς = प्रकाश, φέρω = कैरी) से लिया गया है, जो सामान्य रूप से प्रकाश लाने वाले या प्रकाश वाहक के रूप में स्थानांतरण करता है।[19] (ग्रीक पौराणिक कथाओं और परंपरा में, ऑगेरिनस (Αυγερινός = सुबह का तारा, आज भी उपयोग में है), हेस्पेरस या हेस्पेरिनस (΄Εσπερος या Εσπερινός या Αποσπερίτης = शाम का तारा, आज भी उपयोग में है) और ईस्फोरस (Εωσφόρος = डॉनबीयर, उपयोग में नहीं ईसाई धर्म के बाद का ग्रह) समीप सजातीय हैं, और फास्फोरस-सुबह का तारा से भी जुड़े हैं।

ऑक्सफोर्ड अंग्रेजी शब्दकोश के अनुसार तत्व की सही वर्तनी फॉस्फोरस है। फॉस्फोरस शब्द P3+ रासायनिक संयोजन का विशेषण रूप है : इसलिए, जैसे सल्फर सल्फ्यूरस और सल्फ्यूरिक यौगिक बनाता है, फॉस्फोरस फॉस्फोरस यौगिक (जैसे, फॉस्फोरस अम्ल) और P5+ रासायनिक संयोजन फॉस्फोरिक यौगिक (जैसे, फॉस्फोरिक अम्ल और फॉस्फेट) बनाता है।

शोध

रॉबर्ट बॉयल

फॉस्फोरस की खोज, खोजा जाने वाला पहला तत्व जो प्राचीन काल से ज्ञात नहीं था,[47] 1669 में जर्मन कीमियागर हेनिग ब्रांड को श्रेय दिया जाता है, हालांकि अन्य लोगों ने उसी समय के आसपास फॉस्फोरस की खोज की होगी।[48] ब्रांड ने मूत्र के साथ प्रयोग किया, जिसमें सामान्य चयापचय से अधिकतम मात्रा में विघटित फॉस्फेट होते हैं।[19] हैम्बर्ग में काम करते हुए, ब्रांड ने मूत्र को वाष्पित करके कुछ नमक (रसायन विज्ञान) के आसवन के माध्यम से कल्पित पारस पत्थर बनाने का प्रयास किया, और इस प्रक्रिया में एक सफेद पदार्थ का उत्पादन किया जो अंधेरे में चमकता था और प्रतिभाशाली रूप से जलता था। इसे फॉस्फोरस मिराबिलिस (प्रकाश का अद्भुत वाहक) नाम दिया गया था।[49]

ब्रांड की प्रक्रिया में मूल रूप से मूत्र को कई दिनों तक स्थिर रहने देना सम्मिलित था जब तक कि उसमें अत्यधिक गंध न आ जाए। फिर उसने इसे उबाल कर एक लेप बना लिया, इस लेप को उच्च तापमान पर गर्म किया, और पानी के माध्यम से वाष्प का नेतृत्व किया, जहां उन्हें अपेक्षा थी कि वे सोने में घुल जाएंगे। इसके अतिरिक्त, उसने एक सफेद, मोम जैसा पदार्थ प्राप्त किया जो अंधेरे में चमकता था। ब्रांड ने फास्फोरस की खोज की थी। विशेष रूप से, ब्रांड ने अमोनियम सोडियम हाइड्रोजन फॉस्फेट (NH
4)NaHPO
4 का उत्पादन किया। जबकि मात्रा अनिवार्य रूप से सही थी (लगभग 60 ग्राम फॉस्फोरस बनाने में लगभग 1,100 लीटर [290 यूएस गैलन] मूत्र लगता था), पहले मूत्र को दुर्गन्ध आने देना अनावश्यक था। बाद में वैज्ञानिकों ने पाया कि हाल के मूत्र से उतनी ही मात्रा में फॉस्फोरस प्राप्त होता है।[31]

ब्रांड ने पहले विधि को गुप्त रखने का प्रयास किया,[50] लेकिन बाद में ड्रेसडेन के डी. क्राफ्ट को 200 थालर्स की विधि बेच दी।[19] क्रैफ्ट ने इसके साथ यूरोप का बहुत भ्रमण किया, जिसमें इंग्लैंड भी सम्मिलित था, जहां उनकी मुलाकात रॉबर्ट बॉयल से हुई। गोपनीयता - कि पदार्थ मूत्र से बना था - प्रकट हो गया, और जोहान वॉन लोवेनस्टर्न-कुंकेल (1630-1703) स्वीडन (1678) में इसे पुन: उत्पन्न करने में सक्षम थे। बाद में, लंदन में बॉयल (1680) भी संभवतः अपने सहायक, एम्ब्रोस गॉडफ्रे-हैनक्विट्ज़ की सहायता से फॉस्फोरस बनाने में सफल रहे। गॉडफ्रे ने बाद में फॉस्फोरस के निर्माण का व्यवसाय प्रारंभ किया।

बॉयल का कहना है कि क्रैफ्ट ने उन्हें फॉस्फोरस की तैयारी के बारे में कोई जानकारी नहीं दी, इसके अतिरिक्त कि यह किसी ऐसे व्यक्ति से प्राप्त होता है जो मनुष्य के शरीर से संबंधित होता है। इससे बॉयल को एक महत्वपूर्ण सुराग मिला, जिससे वह भी फॉस्फोरस बनाने में सफल हो गया, और इसके निर्माण की विधि प्रकाशित की।[19] बाद में उन्होंने प्रतिक्रिया में रेत का उपयोग करके ब्रांड की (अभी भी मूत्र को आधार पदार्थ के रूप में उपयोग करते हुए) प्रक्रिया में संशोधन किया,

4 NaPO
3 + 2 SiO
2 + 10 C → 2 Na
2SiO
3 + 10 CO + P
4

रॉबर्ट बॉयल 1680 में, हमारे आधुनिक माचिस के अग्रदूत, सल्फर युक्त लकड़ी का फलक को प्रज्वलित करने के लिए फॉस्फोरस का उपयोग करने वाले पहले व्यक्ति थे।[51] फास्फोरस खोजा जाने वाला 13वां तत्व था। वायु में अकेले छोड़े जाने पर स्वाभाविक तरीके से जलने की प्रवृत्ति के कारण, इसे कभी-कभी ''शैतानी तत्व'' कहा जाता है।[52]


अस्थि भस्म और गुआनो

मध्य चिनचा द्वीप समूह में गुआनो खनन, सीए 1860।

1769 में जोहान गोटलिब गान और कार्ल विल्हेम शेहेल के बाद एंटोनी लेवोइसियर ने 1777 में एक तत्व के रूप में फॉस्फोरस को मान्यता दी, जिसमें दिखाया गया था कि कैल्शियम फॉस्फेट (Ca
3(PO
4)
2) अस्थि भस्म से तात्विक फास्फोरस प्राप्त करके हड्डियों में पाया जाता है।[53]

1840 के दशक तक अस्थि भस्म फॉस्फोरस का प्रमुख स्रोत था। यह विधि हड्डियों के भर्जन से प्रारंभ हुई, फिर अत्यधिक विषाक्त प्राथमिक फास्फोरस उत्पाद को आसवित करने के लिए एक बहुत ही गर्म ईंट की भट्टी में अग्निसह-मृत्तिका के प्रत्यारोध का उपयोग किया गया।[54] वैकल्पिक रूप से, अवक्षेपित फॉस्फेट नीचे से ऊपर हड्डियों से बनाए जा सकते हैं जिन्हें तेल रहित किया गया था और प्रबल अम्ल के साथ उपचार किया गया था। सफेद फास्फोरस तब अवक्षेपित फॉस्फेट को गर्म करके, लोहे के बर्तन में पिसे हुए कोयले या लकड़ी का कोयला के साथ मिलाकर, और एक प्रत्यारोध में फास्फोरस वाष्प को आसवित करके बनाया जा सकता था।[55] कार्बन मोनोऑक्साइड और अन्य ज्वलनशील गैसों को कम करने की प्रक्रिया के समय एक प्रदीप्‍ति स्टैक में जला दिया गया था।

1840 के दशक में, विश्व फॉस्फेट का उत्पादन पक्षी और चमगादड़ के गुआनो से बने उष्णकटिबंधीय द्वीप (गुआनो द्वीप अधिनियम भी देखें) संग्रह के खनन में बदल गया। 19वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में ये उर्वरक के लिए फॉस्फेट का एक महत्वपूर्ण स्रोत बन गए।[56]


फॉस्फेट-शैल

फॉस्फेट-शैल, जिसमें सामान्य रूप से कैल्शियम फॉस्फेट होता है, का उपयोग पहली बार 1850 में फॉस्फोरस बनाने के लिए किया गया था, और 1888 में जेम्स बर्गेस रीडमैन द्वारा विद्युत आर्क भट्टी के प्रारंभ के बाद[57] (पेटेंट 1889),[58] तात्विक फास्फोरस का उत्पादन अस्थि भस्म ताप से, फॉस्फेट-शैल से विद्युत-आर्क उत्पादन में बदल गया। लगभग उसी समय विश्व गुआनो स्रोतों की कमी के बाद, खनिज फॉस्फेट फॉस्फेट उर्वरक उत्पादन का प्रमुख स्रोत बन गया। द्वितीय विश्व युद्ध के बाद फॉस्फेट-शैल उत्पादन बहुत बढ़ गया, और आज फॉस्फोरस और फॉस्फोरस रसायनों का प्राथमिक वैश्विक स्रोत बना हुआ है। फॉस्फेट खनन के इतिहास और वर्तमान स्थिति के बारे में अधिक जानकारी के लिए पीक फास्फोरस पर लेख देखें। फॉस्फेट-शैल उर्वरक उद्योग में एक अपरिष्कृत पदार्थ बना हुआ है, जहां इसे विभिन्न अधिभास्वीय उर्वरक उत्पादों का उत्पादन करने के लिए सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ उपचार किया जाता है।

उत्तेजक

सफेद फ़ॉस्फ़ोरस को पहली बार 19वीं सदी में माचिस उद्योग के लिए व्यावसायिक रूप से बनाया गया था। यह फॉस्फेट स्रोत के लिए अस्थि भस्म का उपयोग करता है, जैसा कि ऊपर वर्णित है। फॉस्फेट-शैल को कम करने के लिए फॉस्फोरस उत्पादन के लिए जलमग्न-आर्क भट्टी प्रारंभ होने पर अस्थि भस्म प्रक्रिया अप्रचलित हो गई।[59][60] विद्युत भट्टी पद्धति ने उत्पादन को उस बिंदु तक बढ़ाने की स्वीकृति दी जहां फास्फोरस का उपयोग युद्ध के उपकरणों में किया जा सकता था।[29][61] प्रथम विश्व युद्ध में, आग लगाने वाली, स्मोक स्क्रीन और पथदर्शक गोली में इसका उपयोग किया गया था।[61] ब्रिटेन (हाइड्रोजन अत्यधिक ज्वलनशील होने) पर हाइड्रोजन से भरे ज़ेपेलिन्स पर शूट करने के लिए एक विशेष आग लगाने वाली गोली विकसित की गई थी।[61] द्वितीय विश्व युद्ध के समय, पेट्रोल में घुले फॉस्फोरस से बने मोलोतोव कॉकटेल ब्रिटेन में रक्षा के लिए ब्रिटिश प्रतिरोध अभियान के अंदर विशेष रूप से चयनित नागरिकों को वितरित किए गए थे; और फास्फोरस उत्तेजक बमों का बड़े पैमाने पर युद्ध में उपयोग किया गया था। फॉस्फोरस को जलाना कठिन होता है और यदि यह मानव त्वचा पर छिड़काव करे तो इसका अत्यधिक प्रभाव पड़ता है।[15]

प्रारंभिक माचिस की तीलियों में उनकी संरचना में सफेद फास्फोरस का उपयोग किया गया था, जो इसकी विषाक्तता के कारण जोखिमयुक्त था। इसके उपयोग के परिणामस्वरूप हत्याएं, आत्महत्याएं और आकस्मिक विषाक्तता हुई। एक काल्पनिक कहानी एक महिला के बारे में बताती है जो अपने पति के भोजन में सफेद फॉस्फोरस मिला कर उसकी हत्या करने का प्रयास करती है, जिसका पता स्ट्यू के प्रकाशयुक्त भाप देने से चला।[29] इसके अतिरिक्त, वाष्प के संपर्क में आने से माचिस श्रमिकों को जबड़े की हड्डियों का गंभीर परिगलन हुआ, जिसे ''फॉसी हनु'' के रूप में जाना जाता है। जब लाल फॉस्फोरस के निर्माण के लिए एक सुरक्षित प्रक्रिया की खोज की गई थी, इसकी बहुत कम ज्वलनशीलता और विषाक्तता के साथ, बर्न सम्मेलन (1906) के अंतर्गत नियम बनाए गए थे, इसके लिए इसे माचिस निर्माण के लिए एक सुरक्षित विकल्प के रूप में स्वीकृत करने की आवश्यकता थी।[62] सफेद फास्फोरस की विषाक्तता ने माचिस में इसके उपयोग को बंद कर दिया।[63] सहयोगियों ने हैम्बर्ग को नष्ट करने के लिए द्वितीय विश्व युद्ध में फॉस्फोरस उत्तेजक बमों का उपयोग किया, वह स्थान जहां पहली बार प्रकाश के अद्भुत वाहक की खोज की गई थी।[49]


उत्पादन

नाउरू में फॉस्फेट-शैल का खनन
Main article: पीक फास्फोरस

2017 में, यूएसजीएस ने 68 बिलियन टन विश्व भंडार का अनुमान लगाया था, जहां आरक्षित आंकड़े सम्मिलित विक्रय कीमतों पर प्राप्त करने योग्य मानी गई राशि को संदर्भित करते हैं; 2016 में 0.261 अरब टन खनन किया गया था।[64] समकालीन कृषि के लिए महत्वपूर्ण, इसकी वार्षिक अपेक्षा मानव जनसंख्या के विकास की तुलना में लगभग दोगुनी तेजी से बढ़ रही है।[39] फॉस्फोरस का उत्पादन 2011 से पहले शिखर पर हो सकता है और कुछ वैज्ञानिकों का अनुमान है कि 21 वीं सदी के अंत से पहले भंडार समाप्त हो जाएगा।[65][39][66] फास्फोरस औसत चट्टान के द्रव्यमान से लगभग 0.1% होता है, और इसके परिणामस्वरूप, पृथ्वी की आपूर्ति विशाल है, हालांकि दुर्बल होता है।[15]


आर्द्र प्रक्रिया

अधिकांश फास्फोरस युक्त पदार्थ कृषि उर्वरकों के लिए है। इस स्थिति में जहां शुद्धता के मानक सामान्य होते हैं, फॉस्फेट-शैल से फॉस्फोरस प्राप्त किया जाता है जिसे आर्द्र प्रक्रिया कहा जाता है। फॉस्फोरिक अम्ल बनाने के लिए खनिजों को सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ उपचार किया जाता है। फॉस्फोरिक अम्ल को विभिन्न फॉस्फेट लवण देने के लिए कम प्रभावित किया जाता है, जिसमें उर्वरक सम्मिलित होते हैं। आर्द्र प्रक्रिया में, फास्फोरस रेडॉक्स से नहीं गुजरता है।[67] प्रति टन फॉस्फोरिक अम्ल के उत्पादन में लगभग पांच टन फॉस्फोजिप्सम अपशिष्ट उत्पन्न होता है। प्रतिवर्ष, सम्पूर्ण विश्व में फॉस्फोगाइप्सम की अनुमानित पीढ़ी 100 से 280 एमटी है।[68]


ऊष्मीय प्रक्रिया

दवाओं, शोधक और खाद्य पदार्थों में फास्फोरस के उपयोग के लिए शुद्धता के मानक उच्च हैं, जिससे ऊष्मीय प्रक्रिया का विकास हुआ। इस प्रक्रिया में फॉस्फेट खनिजों को सफेद फास्फोरस में परिवर्तित किया जाता है, जिसे आसवन द्वारा शुद्ध किया जा सकता है। सफेद फास्फोरस को तब फॉस्फोरिक अम्ल में ऑक्सीकृत किया जाता है और बाद में फॉस्फेट लवण देने के लिए एक आधार के साथ कम प्रभावित कर दिया जाता है। फॉस्फोरस उत्पादन के लिए जलमग्न-आर्क भट्टी में ऊष्मीय प्रक्रिया आयोजित की जाती है। जलमग्न-आर्क भट्टी जो ऊर्जा गहन है।[67] वर्तमान मे, प्रतिवर्ष लगभग 1,000,000 लघु टन (910,000 टटनत ात्विक फास्फोरस का उत्पादन प्रतिवर्ष होता है। कैल्शियम फॉस्फेट (फॉस्फेट-शैल), अधिकतम फ्लोरिडा और उत्तरी अफ्रीका में खनन किया जाता है, इसे रेत के साथ 1,200-1,500 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जा सकता है, जो अधिकतम SiO
2, और P
4 का उत्पादन करने के लिए कोक (ईंधन) है। वह P
4 उत्पाद, अस्थिर होने के कारण आसानी से अलग हो जाता है:[69]

4 Ca5(PO4)3F + 18 SiO2 + 30 C → 3 P4 + 30 CO + 18 CaSiO3 + 2 CaF2
2 Ca3(PO4)2 + 6 SiO2 + 10 C → 6 CaSiO3 + 10 CO + P4

ऊष्मीय प्रक्रिया से पार्श्व उत्पादों में फेरोफॉस्फोरस, Fe2P का एक अपरिष्कृत रूप सम्मिलित है, जो खनिज अग्रदूतों में लोहे की अशुद्धियों से उत्पन्न होता है। सिलिकेट लावा एक उपयोगी निर्माण सामग्री है। पानी के फ्लुओरोडीकरण में उपयोग के लिए फ्लोराइड को कभी-कभी पुनर्प्राप्त किया जाता है। अधिक समस्याग्रस्त एक "मिट्टी" है जिसमें महत्वपूर्ण मात्रा में सफेद फास्फोरस होता है। सफेद फास्फोरस का उत्पादन बड़ी सुविधाओं में किया जाता है क्योंकि यह ऊर्जा गहन है। सफेद फास्फोरस का परिवहन गलित रूप में होता है। अभिगमन के समय कुछ बड़ी दुर्घटनाएँ हुई हैं।[70]


ऐतिहासिक मार्ग

ऐतिहासिक रूप से, खनिज-आधारित निष्कर्षणों के विकास से पहले, सफेद फास्फोरस को अस्थि भस्म से औद्योगिक पैमाने पर अलग किया गया था।[71] इस प्रक्रिया में, अस्थि भस्म में ट्राईकैल्शियम फॉस्फेट सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ मोनोकैल्शियम फॉस्फेट में परिवर्तित हो जाता है:

Ca3(PO4)2 + 2 H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2 CaSO4

मोनोकैल्शियम फॉस्फेट तब संबंधित मेटाफॉस्फेट से निर्जलित होता है:

Ca(H2PO4)2 → Ca(PO3)2 + 2 H2O

चारकोल के साथ एक सफेद ऊष्मा (~ 1300C) में प्रज्वलित होने पर, कैल्शियम मेटाफ़ॉस्फेट अपने सफेद फास्फोरस के वजन का दो-तिहाई भाग देता है जबकि फास्फोरस का एक तिहाई कैल्शियम ऑर्थोफॉस्फेट के रूप में अवशेष में रहता है:

3 Ca(PO3)2 + 10 C → Ca3(PO4)2 + 10 CO + P4


अनुप्रयोग

अग्निशामक

फॉस्फोरस यौगिकों का उपयोग अग्निशामक के रूप में किया जाता है। ज्वाला-प्रतिरोधी पदार्थ और विलेपन विकसित की जा रही हैं जो फॉस्फोरस और जैव-आधारित दोनों हैं।[72]


खाद्य योज्य

आहार संबंधी संदर्भ सेवन (डीआरआई) में सूचीबद्ध मनुष्यों के लिए फास्फोरस एक आवश्यक खनिज (पोषक तत्व) है।

खाद्य-श्रेणी फॉस्फोरिक अम्ल (अतिरिक्त E338 [73]) का उपयोग विभिन्न कोला और जैम जैसे खाद्य पदार्थों और पेय पदार्थों को अम्लीकृत करने के लिए किया जाता है, जो एक तीखा या खट्टा स्वाद प्रदान करता है। फॉस्फोरिक अम्ल परिरक्षक के रूप में भी कार्य करता है।[74] फॉस्फोरिक अम्ल युक्त शीतल पेय, जिसमें कोका कोला सम्मिलित होगा, को कभी-कभी फॉस्फेट सोडा या फॉस्फेट कहा जाता है। शीतल पेय में फॉस्फोरिक अम्ल में दांतों का क्षरण होने की क्षमता होती है।[75] फॉस्फोरिक अम्ल में गुर्दे की पथरी की बीमारी के निर्माण में योगदान करने की भी क्षमता होती है, विशेष रूप से उन लोगों में जिन्हें पहले गुर्दे की पथरी हो चुकी है।[76]


खाद

Main article: Fertiliser

फॉस्फोरस एक आवश्यक पौधा पोषक तत्व है (नाइट्रोजन के बाद सबसे अधिक सीमित पोषक तत्व),[77] और सभी फॉस्फोरस उत्पादन का बड़ा भाग कृषि उर्वरकों के लिए केंद्रित फॉस्फोरिक अम्ल में होता है, जिसमें 70% से 75% P2O5 तक इससे फॉस्फेट में बड़ी वृद्धि हुई (PO43−) 20वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में उत्पादन होता है।[39] कृत्रिम फॉस्फेट निषेचन आवश्यक है क्योंकि फॉस्फोरस सभी जीवित जीवों के लिए आवश्यक है; यह ऊर्जा स्थानान्तरण, जड़ और तनों की शक्ति, प्रकाश संश्लेषण, पौधों की जड़ों के विस्तार, बीजों और फूलों के निर्माण, और समग्र पौधों के स्वास्थ्य और आनुवंशिकी को प्रभावित करने वाले अन्य महत्वपूर्ण कारकों में सम्मिलित है।[77]

मिट्टी में कम घुलनशीलता और गतिशीलता के कारण प्राकृतिक फास्फोरस युक्त यौगिक अधिकतम पौधों के लिए दुर्गम होते हैं।[78] अधिकांश फास्फोरस मिट्टी के खनिजों या मिट्टी के कार्बनिक पदार्थों में बहुत स्थिर है। खाद या उर्वरक में फास्फोरस मिलाने पर भी यह मिट्टी में स्थिर हो सकता है। इसलिए, फास्फोरस का प्राकृतिक चक्र बहुत मंद होता है। कुछ निश्चित फास्फोरस समय के साथ फिर से जारी होते हैं, जंगली पौधों की वृद्धि को बनाए रखते हैं, हालांकि, फसलों की गहन खेती को बनाए रखने के लिए और अधिक की आवश्यकता होती है।[79] उर्वरक प्रायः चूने के सुपरफॉस्फेट के रूप में होता है, कैल्शियम डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट (Ca(H2PO4)2), और कैल्शियम सल्फेट डाइहाइड्रेट (CaSO4·2H2O) कैल्शियम फॉस्फेट के साथ सल्फ्यूरिक अम्ल और पानी पर प्रतिक्रिया करता है।

उर्वरक प्राप्त करने के लिए सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ फॉस्फेट खनिजों का प्रसंस्करण वैश्विक अर्थव्यवस्था के लिए इतना महत्वपूर्ण है कि यह सल्फ्यूरिक अम्ल के लिए प्राथमिक औद्योगिक विक्रय है और मौलिक सल्फर का सबसे बड़ा औद्योगिक उपयोग है।[80]

व्यापक रूप से प्रयुक्त यौगिक उपयोग
Ca(H2PO4)2·H2O बेकिंग चूर्ण और उर्वरक
CaHPO4·2H2O पशु खाद्य योज्य, दंतचूर्ण
H3PO4 फॉस्फेट उर्वरकों का निर्माण
PCl3 POCl3 और कीटनाशकों का निर्माण
POCl3 प्लास्टिसाइज़र का निर्माण
P4S10 योजक और कीटनाशकों का निर्माण
Na5P3O10 शोधक


कार्ब-फॉस्फोरस

सफेद फास्फोरस का व्यापक रूप से मध्यवर्ती फास्फोरस क्लोराइड और दो फास्फोरस सल्फाइड, फास्फोरस पेंटासल्फाइड और फॉस्फोरस सेक्विसल्फ़ाइड के माध्यम से कार्ब-फॉस्फोरस यौगिक बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।[81] कार्ब-फॉस्फोरस यौगिकों के कई अनुप्रयोग हैं, जिनमें प्लास्टाइज़र, लौ मंदक, कीटनाशक, निष्कर्षण कारक, तंत्रिका कारक और जल उपचार सम्मिलित हैं।[15][82]


धातु संबंधी स्वरूप

फॉस्फोरस इस्पात उत्पादन में, फॉस्फर ब्रॉन्ज़ के निर्माण में और कई अन्य संबंधित उत्पादों में भी एक महत्वपूर्ण घटक है।[83][84] तांबे में अशुद्धता के रूप में सम्मिलित ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करने और सामान्य तांबे की तुलना में उच्च हाइड्रोजन उत्सर्जक प्रतिरोध के साथ फास्फोरस युक्त तांबे (CuOFP) मिश्र धातुओं का उत्पादन करने के लिए इसकी गलाने की प्रक्रिया के समय फास्फोरस को धातु तांबे में जोड़ा जाता है।[85] फॉस्फेट रूपांतरण विलेपन एक रासायनिक उपचार है जो इस्पात भागों पर उनके संक्षारण प्रतिरोध में संशोधन के लिए प्रयुक्त होता है।

माचिस (दियासलाई)

लाल फॉस्फोरस, गोंद और निम्न कांच के मिश्रण से बनी आकर्षक सतह का मिलान करें। कांच के चूर्ण का उपयोग घर्षण बढ़ाने के लिए किया जाता है।
Main article: दियासलाई

1830 में चार्ल्स सौरिया द्वारा फॉस्फोरस हेड के साथ पहली अवस्थानिंग माचिस का आविष्कार किया गया था। ये माचिस (और बाद के संशोधन) सफेद फॉस्फोरस के शीर्ष के साथ बनाए गए थे, एक ऑक्सीजन-विमोचन यौगिक (पोटेशियम क्लोरेट, सीसा डाइऑक्साइड, या कभी-कभी नाइट्रेट), और एक जिल्दसाज़। वे निर्माण में श्रमिकों के लिए विषाक्त थे,[86] भंडारण की स्थिति के प्रति संवेदनशील, अंतर्ग्रहण होने पर विषाक्त, और किसी न किसी सतह पर गलती से प्रज्वलित होने पर जोखिमयुक्त थे।[87][88] 1872 और 1925 के बीच कई देशों में उत्पादन पर प्रतिबंध लगा दिया गया था।[89] 1906 में अनुसमर्थित अंतर्राष्ट्रीय बर्न सम्मेलन (1906) ने माचिस में सफेद फास्फोरस के उपयोग पर प्रतिबंध कर दिया।

परिणामस्वरूप, फॉस्फोरस माचिस को धीरे-धीरे सुरक्षित विकल्पों से बदल दिया गया। 1900 के आसपास फ्रांसीसी रसायनशास्त्री हेनरी सेवेन और एमिल डेविड केहेन ने आधुनिक अवस्थान-कहीं भी माचिस का आविष्कार किया, जिसमें सफेद फास्फोरस को फॉस्फोरस सेस्किसल्फ़ाइड (P4S3) से बदल दिया गया था।, एक गैर विषैले और गैर-स्वतःज्वलनशील यौगिक जो घर्षण के अंतर्गत प्रज्वलित होता है। एक समय के लिए ये सुरक्षित अवस्थान-कहीं भी माचिस अधिकतम लोकप्रिय थे लेकिन लंबे समय में उन्हें आधुनिक सुरक्षा माचिस से हटा दिया गया।

विशेष अवस्थान भाग के अतिरिक्त किसी भी सतह पर सुरक्षा माचिस जलाना बहुत कठिन है। भाग में गैर-विषाक्त लाल फास्फोरस और माचिस की तीली पोटेशियम क्लोरेट, एक ऑक्सीजन-विमोचन यौगिक होता है। जब प्रभावित किया जाता है, तो माचिस की तीली और अवस्थान भाग से थोड़ी मात्रा में घर्षण (यांत्रिक) को अच्छी तरह से मिलाया जाता है ताकि आर्मस्ट्रांग के मिश्रण की एक छोटी मात्रा बनाई जा सके, जो एक बहुत ही स्पर्श संवेदनशील संरचना है। सूक्ष्म चूर्ण तुरंत प्रज्वलित होता है और माचिस की तीली को प्रज्वलित करने के लिए प्रारंभिक चिंगारी प्रदान करता है। सुरक्षा माचिस प्रज्वलन मिश्रण के दो घटकों को तब तक अलग करता है जब तक कि माचिस नहीं हो जाता। यह प्रमुख सुरक्षा लाभ है क्योंकि यह आकस्मिक प्रज्वलन को प्रतिबंधित करता है। फिर भी, सुरक्षा माचिस, जिसका आविष्कार 1844 में गुस्ताफ एरिक पास्च द्वारा किया गया था और 1860 के दशक तक विक्रय के लिए तैयार हो गया था, को सफेद फास्फोरस के निषेध तक उपभोक्ता स्वीकृति नहीं मिली थी। समर्पित अवस्थान भाग का उपयोग करना अदक्ष माना जाता था।[20][81][90]

जल मृदुकरण

फॉस्फोरिक अम्ल से बने सोडियम त्रिपोलीफास्फेट का उपयोग कुछ देशों में कपड़े धोने के शोधक में किया जाता है, लेकिन अन्य देशों में इसके उपयोग पर प्रतिबंध लगा दिया गया है।[22] यह यौगिक शोधक के प्रदर्शन को बढ़ाने और पाइप/बॉयलर नलिका क्षरण को प्रतिबंध करने के लिए पानी को मंद करता है।[91]


विविध

  • सोडियम लैंप के लिए विशेष ग्लास बनाने के लिए फॉस्फेट का उपयोग किया जाता है।[22]
  • सूक्ष्म चीनी मिट्टी के बर्तन के उत्पादन में अस्थि भस्म, कैल्शियम फॉस्फेट का उपयोग होता है।[22]
  • मौलिक फॉस्फोरस से बने फॉस्फोरिक अम्ल का उपयोग शीतल पेय फॉस्फेट सोडा जैसे खाद्य अनुप्रयोगों में और खाद्य श्रेणी फॉस्फेट के लिए प्रारम्भिक बिंदु के रूप में किया जाता है।[81] इनमें बेकिंग चूर्ण के लिए मोनो-कैल्शियम फॉस्फेट और सोडियम ट्रिपोलीफॉस्फेट सम्मिलित हैं।[81] फॉस्फेट का उपयोग प्रसंस्कृत मांस और पनीर की विशेषताओं में संशोधन करने के लिए और दंत-लेप में किया जाता है।[81]
  • श्वेत फॉस्फोरस युद्ध पदार्थ, जिसे सफेद फास्फोरस (अशिष्ट भाषा मे विली पीटर) कहा जाता है, का उपयोग सैन्य अनुप्रयोगों में उत्तेजक उपकरण के रूप में, धूम्रपान जांच के लिए धूम्र बर्तन और धूम्र बम के रूप में, और अन्वेषक गोला-बारूद में किया जाता है। यह अप्रचलित M34 बारूद से भरा हुआ गोले का भी एक भाग है। इस बहुउद्देशीय ग्रेनेड का उपयोग अधिकतम संकेतन, धूम्रावरण और प्रज्वलन के लिए किया जाता था; इससे गंभीर जलन भी हो सकती है और प्रतिपक्षी पर मनोवैज्ञानिक प्रभाव पड़ सकता है।[92] सफेद फास्फोरस के सैन्य उपयोग अंतरराष्ट्रीय नियम द्वारा प्रभावित हैं।
  • 32Pऔर 33P का उपयोग जैव रासायनिक प्रयोगशालाओं में रेडियोधर्मी अनुवेशक के रूप में किया जाता है।[93]


जैविक भूमिका

See also: कैल्शियम चयापचय

फॉस्फेट के रूप में अकार्बनिक फास्फोरस PO3−
4 जीवन के सभी ज्ञात रूपों के लिए आवश्यक है।[94] फास्फोरस डीएनए और आरएनए के संरचनात्मक संरचना में एक प्रमुख भूमिका निभाता है। जीवित कोशिकाएं ऊर्जा का उपयोग करने वाली प्रत्येक कोशिकीय प्रक्रिया के लिए आवश्यक एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) के साथ कोशिकीय ऊर्जा के परिवहन के लिए फॉस्फेट का उपयोग करती हैं। कोशिकाओं में एक प्रमुख नियामक घटना, फास्फारिलीकरण के लिए एटीपी भी महत्वपूर्ण है। फास्फोलिपिड्स सभी कोशिकीय झिल्ली के मुख्य संरचनात्मक घटक हैं। कैल्शियम फॉस्फेट लवण हड्डियों को प्रबल करने में सहायता करते हैं।[15] जैव रसायनज्ञ सामान्य रूप से अकार्बनिक फॉस्फेट को संदर्भित करने के लिए संक्षिप्त नाम पाई का उपयोग करते हैं।[95]

प्रत्येक जीवित कोशिका एक झिल्ली में बंद होती है जो इसे अपने परिवेश से अलग करती है। कोशिकीय झिल्ली एक फॉस्फोलिपिड आधात्री और प्रोटीन से बनी होती है, जो सामान्य रूप से एक बाइलेयर के रूप में होती है। फॉस्फोलिपिड्स ग्लिसरॉल से दो ग्लिसरॉल हाइड्रॉक्सिल (OH) प्रोटॉन के साथ एस्टर के रूप में वसायुक्त अम्ल द्वारा प्रतिस्थापित किए जाते हैं, और तीसरे हाइड्रॉक्सिल प्रोटॉन को फॉस्फेट से दूसरे अल्कोहल से जोड़ा गया है।[96]

एक औसत वयस्क मानव में लगभग 0.7 किलोग्राम फॉस्फोरस होता है, लगभग 85-90% हड्डियों और दांतों में एपेटाइट के रूप में होता है, और शेष नरम ऊतकों और बाह्य तरल पदार्थ (~1%) में होता है। फॉस्फोरस की मात्रा शैशवावस्था में द्रव्यमान के अनुसार लगभग 0.5% से बढ़कर वयस्कों में द्रव्यमान के अनुसार 0.65-1.1% हो जाती है। रक्त में औसत फॉस्फोरस की मात्रा लगभग 0.4 g/L है, जिसका लगभग 70% कार्बनिक और 30% अकार्बनिक फॉस्फेट है।[97] स्वस्थ आहार वाला एक वयस्क अकार्बनिक फॉस्फेट और फास्फोरस युक्त जैविक अणुओं जैसे न्यूक्लिक अम्ल और फॉस्फोलिपिड के रूप में क्षय के साथ प्रति दिन लगभग 1–3 ग्राम फॉस्फोरस का उपभोग और उत्सर्जन करता है; और उत्सर्जन लगभग विशेष रूप से फॉस्फेट आयनों H
2PO−
4 और HPO2−
4 के रूप में होता है। केवल लगभग 0.1% पिंड फॉस्फेट रक्त में परिचालित होता है, नरम ऊतक कोशिकाओं के लिए उपलब्ध फॉस्फेट की मात्रा के समानांतर है।

हड्डी और दांतों का इनेमल

हड्डी का मुख्य घटक हाइड्रॉक्सियापटाइट के साथ-साथ कैल्शियम फॉस्फेट का अनाकार रूप है, जिसमें संभवतः कार्बोनेट भी सम्मिलित है। हाइड्रॉक्सीपाटाइट दाँत इनेमल का मुख्य घटक है। पानी का फ्लुओरोडीकरण इस खनिज के आंशिक रूपांतरण से दांतों के क्षय के प्रतिरोध को बढ़ाता है, जिसे फ्लोरोपाटाइट कहा जाता है:[15]

Ca
5(PO
4)
3OH + F−
 → Ca
5(PO
4)
3F + OH−

फास्फोरस की कमी

चिकित्सा में, फॉस्फेट की कमी सिंड्रोम कुपोषण के कारण हो सकता है, फॉस्फेट को अवशोषित करने में विफलता के कारण, और चयापचय सिंड्रोम के कारण हो सकता है जो रक्त से फॉस्फेट खींचता है जैसे कुपोषण के बाद पुनः भरण सिंड्रोम में[98] या मूत्र में इसका बहुत अधिक मात्रा में उपयोग होता है। सभी को हाइपोफोस्फेटेमिया की विशेषता है, जो रक्त सीरम और कोशिकाओं के अंदर घुलनशील फॉस्फेट के निम्न स्तर की स्थिति है। हाइपोफोस्फेटेमिया के लक्षणों में एडेनोसाइन ट्राइफॉस्फेट की कमी के कारण तंत्रिका संबंधी दुष्क्रिया और मांसपेशियों और रक्त कोशिकाओं के विघटन सम्मिलित हैं। बहुत अधिक फॉस्फेट अंगों और नम्य ऊतकों के दस्त और कैल्सीकरण (प्रबल) का कारण बन सकता है, और लोहे, कैल्शियम, मैग्नीशियम और जस्ता का उपयोग करने की शरीर की क्षमता में हस्तक्षेप कर सकता है।[99]

फॉस्फोरस पौधों के लिए एक आवश्यक बृहत्-खनिज पदार्थ है, जिसका अध्ययन मृदा प्रणालियों से पौधों के उत्थान को समझने के लिए मृदाविज्ञान में बड़े पैमाने पर किया जाता है। फास्फोरस कई पारिस्थितिक तंत्रों में एक सीमित कारक है; अर्थात्, फास्फोरस की कमी जीव वृद्धि की दर को सीमित करती है। फॉस्फोरस की अधिकता भी समस्याग्रस्त हो सकती है, विशेष रूप से जलीय प्रणालियों में जहां सुपोषण कभी-कभी शैवाल के प्रस्फुटन की ओर ले जाता है।[39]


पोषण

आहार संबंधी सुझाव

अमेरिकी चिकित्सा संस्थान (आईओएम) ने 1997 में फास्फोरस के लिए अनुमानित औसत आवश्यकताएं (ईएआर) और अनुशंसित आहार भत्ते (आरडीए) को अद्यतन किया। 19 वर्ष और उससे अधिक आयु के लोगों के लिए फॉस्फोरस के लिए वर्तमान ईएआर 580 मिलीग्राम/दिन है। आरडीए 700 मिलीग्राम/दिन है। आरडीए ईएआर से अधिक हैं ताकि उन राशियों की पहचान की जा सके जो औसत आवश्यकताओं से अधिक वाले लोगों को विलेपित करेगी। गर्भावस्था और स्तनपान के लिए आरडीए भी 700 मिलीग्राम/दिन है। 1-18 वर्ष की आयु के लोगों के लिए आरडीए 460 से 1250 मिलीग्राम/दिन की आयु के साथ बढ़ता है। जहां तक ​​सुरक्षा का सवाल है, प्रमाण पर्याप्त होने पर आईओएम विटामिन और खनिजों के लिए सहनीय ऊपरी सेवन स्तर (यूएल) निर्धारित करता है। फास्फोरस के स्थिति में यूएल 4000 मिलीग्राम/दिन है। सामूहिक रूप से ईएआर, आरडीए, एआई और यूएल को आहार संदर्भ सेवन (डीआरआई) कहा जाता है।[100]

यूरोपीय खाद्य सुरक्षा प्राधिकरण (ईएफएसए) आरडीए के अतिरिक्त जनसंख्या संदर्भ सेवन (पीआरआई) और ईएआर के अतिरिक्त औसत आवश्यकता के साथ आहार संदर्भ मानो के रूप में सूचना के सामूहिक सेट को संदर्भित करता है। एआई और यूएल ने संयुक्त राज्य अमेरिका की तरह ही परिभाषित किया है। गर्भावस्था और स्तनपान सहित 15 वर्ष और उससे अधिक उम्र के लोगों के लिए, एआई 550 मिलीग्राम/दिन पर निर्धारित है। 4-10 साल के बच्चों के लिए एआई 440 मिलीग्राम/दिन है, और 11-17 साल के बच्चों के लिए यह 640 मिलीग्राम/दिन है। ये एआई यूएस आरडीए से कम हैं। दोनों प्रणालियों में, किशोरों को वयस्कों की तुलना में अधिक की आवश्यकता होती है।[101] यूरोपीय खाद्य सुरक्षा प्राधिकरण ने उसी सुरक्षा प्रश्न की समीक्षा की और फैसला किया कि यूएल समायोजित करने के लिए पर्याप्त जानकारी नहीं थी।[102]

अमेरिकी खाद्य और आहार पूरक लेबलिंग प्रयोजनों के लिए एक सेवारत की मात्रा को दैनिक मूल्य (%डीवी) के प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। फास्फोरस लेबलिंग उद्देश्यों के लिए दैनिक मूल्य का 100% 1000 मिलीग्राम था, लेकिन 27 मई, 2016 तक इसे आरडीए के साथ समझौता करने के लिए संशोधित कर 1250 मिलीग्राम कर दिया गया था।[103][104] संदर्भ दैनिक सेवन में पूर्व और नए वयस्क दैनिक मानो की एक तालिका प्रदान की जाती है।

खाद्य स्रोत

फॉस्फोरस के लिए मुख्य खाद्य स्रोत वही होते हैं जिनमें प्रोटीन होता है, हालांकि प्रोटीन में फॉस्फोरस नहीं होता है। उदाहरण के लिए, दूध, मांस और सोया में भी सामान्य रूप से फॉस्फोरस होता है। एक नियम के रूप में, यदि आहार में पर्याप्त प्रोटीन और कैल्शियम है, तो फास्फोरस की मात्रा संभवतः पर्याप्त है।[105]


सावधानियां

फास्फोरस विस्फोट

फास्फोरस के कार्बनिक यौगिक पदार्थ की एक विस्तृत श्रेणी बनाते हैं; जीवन के लिए कई की आवश्यकता होती है, लेकिन कुछ अत्यंत विषैले होते हैं। फ्लोरोफॉस्फेट एस्टर ज्ञात सबसे शक्तिशाली न्यूरोटॉक्सिन में से हैं। कार्ब-फॉस्फोरस यौगिकों की एक विस्तृत श्रृंखला का उपयोग उनकी विषाक्तता के लिए (शाकनाशी, कीटनाशक, कवकनाशी, आदि) के रूप में किया जाता है और प्रतिपक्षी मनुष्यों के विपरीत तंत्रिका कारकों के रूप में उपकरण के रूप में किया जाता है। अधिकांश अकार्बनिक फॉस्फेट अपेक्षाकृत गैर विषैले और आवश्यक पोषक तत्व होते हैं।[15]

सफेद फास्फोरस अपरूप एक महत्वपूर्ण जोखिम प्रस्तुत करता है क्योंकि यह वायु में प्रज्वलित होता है और फॉस्फोरिक अम्ल अवशेष उत्पन्न करता है। जीर्ण सफेद फास्फोरस विषाक्तता से जबड़े का परिगलन हो जाता है जिसे फॉसी जबड़ा कहा जाता है। सफेद फास्फोरस विषाक्तता है, जिसके सेवन से यकृत को गंभीर क्षति होती है और धूम्रपान स्टूल सिंड्रोम के रूप में जानी जाने वाली स्थिति उत्पन्न हो सकती है।[106]

अतीत में, प्राथमिक फास्फोरस के बाहरी संपर्क को प्रभावित क्षेत्र को 2% कॉपर सल्फेट के विलयन से प्रक्षालन करके हानिरहित यौगिक बनाने के लिए उपचारित किया जाता था जो बाद में प्रक्षालित हो जाते हैं। हाल ही में अमेरिकी नौसेना के रासायनिक कारक जनहानि और पारंपरिक सैन्य रासायनिक कारक के उपचार के अनुसार: एफएम8-285: भाग 2 पारंपरिक सैन्य रासायनिक करको, क्यूप्रिक (कॉपर (II)) सल्फेट का उपयोग अतीत में अमेरिकी कर्मियों द्वारा किया गया है और अभी भी इसका उपयोग किया जा रहा है। हालांकि, कॉपर सल्फेट विषैला होता है और इसका उपयोग बंद कर दिया जाएगा। कॉपर सल्फेट किडनी और सेरेब्रल विषाक्तता के साथ-साथ अंतर्वाहिका रुधिर अपघटन भी उत्पन्न कर सकता है।[107]

मैनुअल इसके अतिरिक्त फॉस्फोरिक अम्ल को कम प्रभावित करने के लिए बाइकार्बोनेट समाधान सुझाता है, जो तब दिखाई देने वाले सफेद फास्फोरस को हटाने की स्वीकृति देगा। जब कण वायु से संघट्टन करते हैं तो उनके धूम्र के उत्सर्जन या अंधेरे में उनके स्फुरदीप्ति द्वारा प्रायः कणों का पता लगाया जा सकता है। अँधेरे परिवेश में, टुकड़ों को प्रदीप्ति चित्ती के रूप में देखा जाता है। यदि रोगी की स्थिति WP (सफेद फास्फोरस) के टुकड़ों को हटाने की स्वीकृति देती है जो बाद में अवशोषित हो सकती है और संभवतः प्रणालीगत विषाक्तता उत्पन्न कर सकती है, तेल आधारित मलहम तब तक लागू न करें जब तक कि यह निश्चित न हो जाए कि सभी सफेद फास्फोरस हटा दिया गया है। कणों को पूरी तरह से हटाने के बाद, घावों को तापीय प्रज्वलन के रूप में माना जाता है।[note 1][citation needed] चूंकि सफेद फास्फोरस आसानी से तेलों के साथ मिल जाता है, किसी भी तैलीय पदार्थ या अवलेप की सिफारिश तब तक नहीं की जाती जब तक कि क्षेत्र को अच्छी तरह से साफ नहीं किया जाता है और सभी सफेद फास्फोरस हटा दिए जाते हैं।

लोगों को कार्यस्थल में साँस लेना, अंतर्ग्रहण, त्वचा से संपर्क और आँख से संपर्क करके फास्फोरस के संपर्क में लाया जा सकता है। व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य प्रसाशन (ओएसएचए) ने कार्यस्थल में 8 घंटे के कार्यदिवस में 0.1 mg/m3 पर फास्फोरस जोखिम सीमा (अनुमत जोखिम सीमा) निर्धारित की है। राष्ट्रीय व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य संस्थान (एनआईओएसएच) ने 8 घंटे के कार्यदिवस में 0.1 mg/m3 की अनुशंसित जोखिम सीमा (आरईएल) निर्धारित की है। और 5 mg/m3 के स्तर पर, फॉस्फोरस तुरंत ही जीवन और स्वास्थ्य के लिए जोखिमयुक्त हो जाता है।[108]


यूएस डीईए सूची I स्थिति

फास्फोरस मौलिक आयोडीन को हाइड्रोआयोडिक अम्ल में कम कर सकता है, जो इफेड्रिन या स्यूडोफेड्राइन कोमेथामफेटामाइन में कम करने के लिए एक प्रभावी अभिकर्मक है।[109] इस कारण से, लाल और सफेद फॉस्फोरस को संयुक्त राज्य अमेरिका औषधि आचरण प्रशासन द्वारा 17 नवंबर, 2001 को प्रभावी 21 सीएफआर 1310.02 के अंतर्गत सूची I अग्रदूत रसायनों के रूप में नामित किया गया था।[110] संयुक्त राज्य अमेरिका में, लाल या सफेद फास्फोरस के संचालक दृढ़ नियामक नियंत्रणों के अधीन हैं।[110][111][112]


यह भी देखें

टिप्पणियाँ

  1. ↑ WP, (white phosphorus), exhibits chemoluminescence upon exposure to air and if there is any WP in the wound, covered by tissue or fluids such as blood serum, it will not glow until it is exposed to air, which requires a very dark room and dark-adapted eyes to see clearly


संदर्भ

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