Фосфор и его соединения. практическое применение соединений фосфора

Вред от избыточного количества фосфора в организме

• Токсическое действие

  Известно несколько заболеваний, характеризующихся гиперфосфатемией, в том числе из-за повышенного усвоения фосфора тонким или (при поступлении с клизмой) толстым кишечником. Тем не менее, чаще всего нарушение обмена фосфора связано с нарушением его выделения при хронической болезни почек (ХБП) или терминальной почечной недостаточности (терминальная стадия ХБП). Если почки функционируют лишь на 20% от нормы, то прием фосфора даже в рамках рекомендованных норм может привести к гиперфосфатемии. Также гиперфосфатемия может развиться при сниженном уровне гормона паратирина (гипопаратиреозе) из-за уменьшения стимуляции выделения фосфора почками.

• Повышенный уровень фосфора в сыворотке крови

  Высокий уровень фосфора в сыворотке крови у людей с нормальной работой почек связывают с повышенным риском развития сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Исследования показывают, что у лиц с высоким уровнем фосфора в пределах нормы чаще развиваются ССЗ и ХБП. Также исследование, проводившееся в течение 17 лет на 3088 здоровых участниках среднего возраста, показало, что риск инфаркта у четверти участников с наибольшими концентрациями фосфора в сыворотке был вдвое выше, чем у четверти с наименьшими. Предполагается, что это может быть связано с кальцификацией сосудов.

• Гиперфосфатемия при заболеваниях почек

  Один из возможных механизмов развития ССЗ при гиперфосфатемии предполагает отложение фосфата кальция на мягких тканях, особенно кровеносных сосудов. Высокие концентрации фосфора могут запустить процесс, известный, как остеохондрогенная трансдифференциация — превращение клеток мягких тканей, в том числе, гладкой мускулатуры сосудов, в подобие скелетных. Кальцификация сосудов повышает риск развития ССЗ по меньшей мере втрое, для лиц с почечной недостаточностью этот риск увеличивается еще вдвое, до шестикратного.

  У лиц с ХБП гиперфосфатемия и кальцификация сосудов ускоряет развитие болезни. В настоящее время, для снижения уровня фосфора в сыворотке у пациентов с ХБП рекомендуются ограничения по его потреблению, но их влияние на ССЗ и смертность неизвестны.

• Влияние высокого потребления фосфора на кости

  Некоторые исследователи опасаются увеличения количества фосфатов в питании. Высокое содержание фосфора в сыворотке подавляет производство почками метаболически активной формы витамина D, снижает уровень кальция в крови и увеличивает выработку паратирина паращитовидными железами. Паратирин снижает выделение кальция с мочой и провоцирует разрушение костей — эти воздействия направлены на возвращение уровня кальция к норме. При длительном сохранении повышенного уровня паратирина может снизиться минерализация костей, но подобное наблюдается только при рационе, богатом фосфором и бедном кальцием. При сбалансированном содержании в пище фосфора и кальция подобные эффекты не наблюдаются.

Применение

Фосфор является важнейшим биогенным элементом и в то же время находит очень широкое применение в промышленности. Красный фосфор применяют в производстве спичек. Его вместе с тонко измельчённым стеклом и клеем наносят на боковую поверхность коробки. При трении спичечной головки, в состав которой входят хлорат калия и сера, происходит воспламенение.

Элементарный фосфор

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, взрывчатых веществ, зажигательных составов, различных типов топлива, а также противозадирных смазочных материалов, в качестве газопоглотителя в производстве ламп накаливания.

Соединения фосфора в сельском хозяйстве

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, аммофоски и др.

Соединения фосфора в промышленности

Фосфаты широко используются:

• в качестве комплексообразователей (средства для умягчения воды),
• в составе пассиваторов поверхности металлов (защита от коррозии, например, т. н. состав «мажеф»).

Фосфатные связующие

Способность фосфатов формировать прочную трёхмерную полимерную сетку используется для изготовления фосфатных и алюмофосфатных связок.

Применение соединений фосфора

В чистом виде фосфор применяется очень редко из-за высокой активности и ядовитости. А вот соединения фосфора используются во многих сферах.

Фосфиды — бинарные (состоящие из двух элементов) соединения с металлами используются для получения газа РН3. Он является результатом реакции фосфида с водой или минеральной кислотой (неорганической). Соединения с неметаллами, например, оксид, хлорид, сульфид, галогениды нашли применение в промышленности в качестве осушителей. А на первом месте среди них — оксид пятивалентного фосфора.

Выше уже было упомянуто производство спичек. Высокая реакционная способность фосфора — идеальное свойство для взрывчатых соединений, бомб и определенных видах топлива. Белый фосфор, кстати, используется в производстве дымовых снарядов. Соединения фосфора — это еще и смазочные материалы и защита металлов от коррозии. Некоторые соединения используют для водоочистки, если точнее — для умягчения. Отдельного упоминания заслуживают фосфорсодержащие удобрения.

Начнем с истории

В истории химических элементов фосфор занимает совершенно уникальное место. Как-никак, а это первый химический элемент, который имеет точную дату открытия. Удивительно, но эту дату мы знаем точнее, чем даты рождения и смерти его первооткрывателя, немецкого алхимика Хеннига Бранда, который родился где-то около 1630 года, а умер то ли около 1692, то ли около 1710…  Зато мы точно знаем, что в 1669 году этот человек, сначала бывший солдатом во время Тридцатилетней войны, но благоразумно решивший, что быть врачом и алхимиком безопаснее, решился на попытку добыть философский камень из мочи. Ибо другие варианты, видимо, уже были исчерпаны до него. Ну и гомеопатический принцип подобия (впрочем, гомеопатии-то как раз тогда не было еще): в золото может превращать нечто золотистого цвета. А что плохо пахнет – ну так можно несколько дней отстоять, чтобы запах ушел.  Потом эту мочу можно кипятить до состояния пасты. Тоже желтого цвета. Вот как раз нагревая эту пасту (фактически, кипятя ее несколько часов), у Бранда внезапно получилось некоторое белое вещество, похожее на воск, которое ярко светилось в темноте.

Картина Джозефа Райта «Алхимик, открывающий фосфор» (1771 год), предположительно описывающая открытие фосфора Хеннигом Брандом.

Так был открыт phosphorus mirabilis, «чудесный  носитель света». Или белый фосфор.  14 октября 1680 года датируется получение фосфора тем же способом Робертом Бойлем. В российских источниках пишется, что это открытие было независимым, однако мы знаем, что сначала Бранд попытался сохранить свой рецепт в тайне, но затем продал его некоему Д. Краффту из Дрездена, который встречался с Робертом Бойлем… В общем, пошло-поехало, и секрет белого фосфора растекся по Европе.  Кстати, именно Бойль использовал впервые белый фосфор, 13-й химический элемент, известный человечеству, для того, чтобы зажечь деревянные палочки с серными наконечниками – предтечи современных спичек.

Роберт  Бойль

Нужно сказать, что именно фосфор часто становится первым элементом, на котором знакомятся с аллотропией – существованием разных форм простого вещества одного и того же химического элемента. Но сначала – немного об исторически первой аллотропной модификации.

Свечение белого 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)₂·Ca(OH)₂. 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. При недостатке фосфора в организме развиваются различные заболевания костей.

Суточная потребность в фосфоре составляет:

• для взрослых 1,0—2,0 г
• для беременных и кормящих женщин 3—3,8 г
• для детей и подростков 1,5—2,5 г

При больших физических нагрузках потребность в фосфоре возрастает в 1,5—2 раза.

Усвоение происходит эффективнее при приеме фосфора вместе с кальцием в соотношении 3:2 (P:Ca).

Токсикология элементарного фосфора

• Красный фосфор практически нетоксичен (токсичность ему придают примеси белого фосфора). 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, тлеющий белый фосфор даёт 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 производственных помещений — 0,03 мг/м³, временно допустимая концентрация в атмосферном воздухе — 0,0005 мг/м³, ПДК в питьевой воде — 0,0001 мг/дм³ .

Токсикология соединений фосфора

Некоторые соединения фосфора (фосфин) очень токсичны. Ввиду высокой (ЛД50 15-100 мг/кг) и чрезвычайно высокой (<15 мг/кг) токсичности большинство фосфорорганических соединений (ФОС) используются в качестве пестицидов (инсектициды, акарициды, зооциды и т. д.) или боевых отравляющих веществ. Примером боевых отравляющих веществ являются — зарин, зоман, табун, V-газы.

ФОС проявляют свойства веществ нервно-паралитического действия. Токсичность фосфорорганических соединений обусловлена ингибированием фермента ацетилхолинэстеразы, вследствие чего развивается головная боль, тошнота, головокружение, сужение зрачков (миоз), затруднение дыхания (отдышка), возникает слюнотечение, понижается артериальное давление, возникают конвульсии, проявляется паралитическое воздействие, кома, и как следствие может быстро возникнуть летальный исход. Эффективным антидотом при отравлении ФОС является атропин.

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.

Свойства простых веществ: Фосфор

Ключевые слова конспекта: свойства простых веществ, фосфор, строение и физические свойства, химические свойства, производство и применение фосфора.

Фосфор – элемент группы VA. Его важнейшие параметры приведены в таблице.

Таблица. Важнейшие параметры элемента фосфор.

На валентном слое атома фосфора, в отличие от азота, есть вакантные 3d-орбитали. В отличие от азота, фосфор может быть пятивалентным. В этом случае атомы фосфора находятся в возбуждённом состоянии:

СТРОЕНИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФОСФОРА

Элемент фосфор образует несколько простых веществ, среди которых наиболее известны белый, красный и чёрный фоcфоp.

Белый фосфор состоит из тетраэдрических молекул Р₄. В молекуле все связи одинарные ковалентные неполярные. С Р₄ связи Р – Р легко разрываются. Этим объясняется высокая химическая активность белого фосфора и его склонность переходить (при хранении или при нагревании) в более стабильные полимерные модификации.

При обычных условиях это твёрдое белое вещество, мягкое как воск (легко режется ножом), летучее при слабом нагревании, легкоплавкое (t°_пл = 44 °С), практически нерастворимое в воде (его хранят под слоем воды), хорошо растворимое в неполярных растворителях (например, в сероуглероде CS₂). Уже при обычных условиях легко испаряется и в газообразном состоянии окисляется кислородом воздуха, освобождающаяся в результате окисления энергия выделяется в виде света, что и является причиной свечения белого фосфора на воздухе.

Красный фосфор образован полимерными молекулами Р_n разной длины, состоящими из пирамидально связанных атомов. Название «красный фoсфoр» используют для описания нескольких различных модификаций фосфора красного цвета.

Красный фocфор – это твёрдое аморфное вещество красного цвета (от тёмно-коричневого до красного и фиолетового), возгоняется при нагревании. При конденсации паров образуется белый фосфop. Красный фoсфoр нерастворим ни в воде, ни в сероуглероде, ни в других растворителях.

Чёрный фосфор представляет собой вещество немолекулярного строения, кристаллическая решётка атомно–слоистая, с характерным для фосфора пирамидальным расположением связей. Чёрный фосфор твёрдый, по внешнему виду похож на графит, проводит электрический ток, имеет высокую t°_пл (587 °С).

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФОСФОРА

Фосфор – более активное вещество, чем азот. Фосфору присуща окислительно-восстановительная двойственность. По отношению к металлам фосфор выступает в роли окислителя, образуя фосфиды:

По отношению к большинству неметаллов фосфop выступает в роли восстановителя. При недостатке окислителя обычно образуются соединения фосфора(III), при избытке – соединения фосфора(V), например, РCl3 и РCl5.

Фосфор сгорает на воздухе и в кислороде. Белый фосфор самовоспламеняется в атмосфере кислорода. На воздухе белый фосфор воспламеняется при 50 °С, красный – при температуре выше 250 °С, чёрный – при температуре выше 400 °С. При этом образуются оксиды фосфора. В избытке кислорода образуется оксид фосфора (V):

При нагревании выше 100 °С фосфор бурно взаимодействует с серой с образованием смеси сульфидов (P₂S₅, P₂S₃):

Красный и белый фocфор самовозгораются в атмосфере фтора и хлора:

С водородом и азотом фосфор практически не взаимодействует.
Фосфор восстанавливает азотную и серную концентрированные кислоты, хлораты и некоторые другие окислители. Так, например, каждый раз, зажигая спичку, мы проводим реакцию между бертолетовой солью, которая входит в состав спичечной головки, и красным фосфором, нанесённым на спичечный коробок:

ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ФОСФОРА

Сырьём для получения фосфора являются фосфориты, основной компонент которых – ортофосфат кальция. Фосфорит измельчают, смешивают с песком и углём и прокаливают в электропечах без доступа воздуха. Происходит восстановление фосфора:

Основная область использования фосфора – производство спичек. Кроме того, фocфор применяется в металлургии для синтеза фосфорорганических соединений, к числу которых относятся очень ядовитые средства для борьбы с вредителями–насекомыми (инсектициды). Фoсфор используется для получения некоторых полупроводников (фосфидов галлия GaP и индия InP). Фоcфoр также используется для получения оксида фосфора (V), который является сильным водоотнимающим реагентом.

Фізичні властивості фосфору

Як і азот, фосфор здатний утворювати двохатомні молекули Р2. Однак подібні молекули фосфору можуть бути стійкими лише при дуже високій температурі – близько 1000 С. У звичайних умовах атоми фосфору з’єднуються в молекули інших складів. Наприклад, білий фосфор складається з чотирьохатомних молекул Р4. Між собою атоми білого фосфору з’єднані у вигляді найпростішого багатогранника тетраедра.

Так схематично виглядає будова молекули білого фосфору, що складається з чотирьох атомів.

Сам білий фосфор являє собою практично безбарвну твердокристалічну речовину, що моментально окислюється киснем повітря, при цьому під час окислення фосфору йде дим, а в повітрі з’являється явний часниковий запах. Своїм зовнішнім виглядом білий фосфор схожий на віск, такий же м’який, легкоплавкий, при цьому світиться в темряві і є надзвичайно небезпечним, так як дуже отруйний та вогненебезпечний.

Крім білого фосфору фізики також розрізняють червоний фосфор, чорний фосфор, жовтий фосфор і металевий фосфор, кожен з них має свої особливі фізичні властивості.

Так якщо білий фосфор нагрівати до температури 300 С без доступу повітря в присутності каталізаторів (ними може бути йод або натрій), то він перетвориться в червоний фосфор. На відміну від білого фосфору його червоний побратим не світиться в темряві і не є отруйним та небезпечним, до слова саме його використовують при виробництві сірників.

Червоний фосфор це аморфна речовина, що складається з полімерних молекул Px, він не розчиняється у воді та інших органічних розчинниках, а при нагріванні без доступу повітря не займається.

Якщо білий фосфор помістити під дуже великий тиск (в сотні атмосфер) то з нього вийде чорний фосфор, який за своїми властивостями нагадує метал: він блищить і проводить електричний струм. Якщо ще більше збільшити тиск, то чорний фосфор перетвориться в металевий, його кристалічна решітка буде такою ж щільною як у металів. Металевий фосфор дуже добре проводить електричний струм.

Так виглядають різні види фосфору.

Хоча фосфор і є одним з найпоширеніших хімічних елементів на нашій планеті, в чистому вигляді в природних умовах його не буває, добути чистий фосфор можливо лише в хімічній лабораторії. Однак фосфор входить до складу багатьох важливих хімічних і біологічних сполук: фосфоліпідів, фосфидів (сполуки фосфору та металів), фосфінів (сполук водню з фосфором), фосфорної кислоти і так далі.

Історія відкриття фосфору

У 1669 гамбурзький купець і за сумісництвом алхімік Хенніг Брандт в черговий раз намагався здійснити мрію всіх середньовічних алхіміків – знайти легендарний філософський камінь, що нібито перетворює всі метали в золото і дарує безсмертя. На жаль, філософський камінь і цього разу знайти не вдалося, але, тим не менш, Хеннігу пощастило зробити інше не менш важливе відкриття в хімії. На цей раз в якості експерименту німецький алхімік вирішив випаровувати воду з… людської сечі. В результаті низки складних хімічних маніпуляцій над власною сечею в реторті у алхіміка утворилася невідома до того світна речовина – фосфор.

До слова, саме слово «фосфор» з давньогрецької перекладається як «несучий світло». Саме таку назву він отримав за свою дивовижну здатність світитися в темряві. Першовідкривач фосфору алхімік Хенніг Брандт швидко зрозумів свою вигоду від цього відкриття і за великі гроші показував світний фосфор різним шляхетним та багатим панам, наживши при цьому великі статки (розваг у той час в Європі було не так вже й багато, так що науково-популярні вистави підприємливого алхіміка користувалися великим попитом).

Втім, Хенінг Брандт був не першим, хто добув фосфор дослідним шляхом. Ще до нього, в XII столітті це вдалося зробити арабському алхіміку Алхіду Бехілу, все також завдяки хімічним маніпуляціям з сечею і глиною, але його відкриття загубилося, і саме повторне відкриття фосфору німецьким алхіміком принесло широку популярність цьому хімічному елементу.

Перший час після відкриття фосфор викликав лише цікавість своїм світінням і тільки в кінці XIX століття вчені зрозуміли, що фосфор також є надзвичайно важливим корисним мікроелементом для життєдіяльності людського організму.

Красный фосфор

Красный фосфор

Структура красного фосфора

Красный фосфор можно получить, нагревая белый фосфор до 300 ° C (572 ° F) в отсутствие воздуха или подвергая белый фосфор воздействию солнечного света . Красный фосфор существует в виде аморфной сети. При дальнейшем нагревании кристаллизуется аморфный красный фосфор. Красный фосфор не воспламеняется на воздухе при температуре ниже 240 ° C (464 ° F), в то время как кусочки белого фосфора воспламеняются при температуре около 30 ° C (86 ° F). Воспламенение является самопроизвольным при комнатной температуре с мелкодисперсным материалом, поскольку большая площадь поверхности позволяет окислению поверхности быстро нагревать образец до температуры воспламенения.

В стандартных условиях он более стабилен, чем белый фосфор, но менее стабилен, чем термодинамически стабильный черный фосфор. Стандартная энтальпия образования красного фосфора составляет -17,6 кДж / моль. Красный фосфор кинетически наиболее стабилен.

Приложения

Красный фосфор может использоваться как очень эффективный антипирен , особенно в термопластах (например, полиамиде ) и термореактивных пластиках (например, эпоксидных смолах или полиуретанах ). Эффект антипирена основан на образовании полифосфорной кислоты . Вместе с органическим полимерным материалом эта кислота образует обугливание, препятствующее распространению пламени. Риски безопасности, связанные с образованием фосфина и чувствительностью к трению красного фосфора, можно эффективно снизить за счет стабилизации и микрокапсулирования . Для упрощения работы красный фосфор часто используется в форме дисперсий или маточных смесей в различных системах носителей. Однако для электронных / электрических систем огнезащитный состав с красным фосфором был фактически запрещен основными производителями оборудования из-за его склонности вызывать преждевременные отказы. На протяжении многих лет возникали две проблемы: первая — это красный фосфор в эпоксидных формовочных смесях, вызывающий повышенный ток утечки в полупроводниковых устройствах, а вторая — ускорение реакций гидролиза в изоляционном материале PBT .

Красный фосфор также может использоваться для незаконного производства наркотиков, в том числе некоторых рецептов получения метамфетамина .

Красный фосфор можно использовать в качестве элементарного фотокатализатора для образования водорода из воды. Они демонстрируют постоянную скорость выделения водорода 633 мкмоль / (ч • г) за счет образования волокнистого фосфора небольшого размера.

Получение и свойства

В переводе с греческого слово фосфор означает ( светоносец ) . Это название получил за свойства светиться в темноте .
Фосфор получают из фосфорита или апатита . Восстановителем фосфора со степенью окисления +5 из его соединений служит углерод , но чтобы образовавшийся фосфор не взаимодействовал с кальцием , прибавляют двуокись двуокись кремния .
Если изобразить фосфорит Ca3( PO4 )2 в виде оксидов 3CaO • P2O5, то процесс получения фосфора выглядит следующим образом : сначала оксид кремния ( IV ) взаимодействует с оксидом кальция , образуя легкоплавкий шлак силиката кальция :

3CaO • P2O5 + 3SiO2 = P2O5 + 3CaSiO3

Затем оксид фосфора ( IV ) реагирует с углеродом и получается свободный фосфор в парообразном состоянии :

P2O5 + 5C = 2P + 5CO

Суммарное уравнение имеет вид :

Ca3( PO1 )2 +5C + 3SiO2 = 2P + 3CaSiO3 + 5CO

Смесь измельченного фосфорита с песком и углём нагревают электрической дугой в специальной печи . Пары фосфора уходят через трубу в приёмник и сгущаются под водой . Далее его очищают перегонкой .
Фосфор образует несколько аллотропических модификаций , из них важнейшие : белый , красный и чёрный фосфор .
Фосфор образует с кислородом оксиды и соответствующие им фосфорные кислоты .

Нехватка фосфора

Недостаточное потребление фосфора редко приводит к снижению его уровня в сыворотке (гипофосфатемии) за счет компенсации со стороны почек, усиливающих его реабсорбцию. Симптомами умеренной гипофосфатемии (дефицит фосфора в организме) являются:

• потеря аппетита,
• анемия,
• слабость,
• ломота в костях,
• рахит у детей и остеомаляция у взрослых,
• снижение иммунитета,
• онемение или покалывания конечностей,
• проблемы с ходьбой и дыханием.

Также наблюдается гипофосфатемия, вызванная наследственными заболеваниями. Как правило, она связана с повышенным выделением фосфора с мочой или его подавленной реабсорбцией почками. В тяжелых случаях гипофосфатемия опасна для жизни.

Группы риска

Поскольку в пище фосфор широко распространен, его дефицит из-за недополучения с пищей встречается только в результате почти полного голодания. Также в группе риска находятся алкоголики, диабетики, перенесшие диабетический кетоацидоз, больные с респираторным алкалозом и люди, проходящие восстановление массы тела после голодания или излечения анорексии.

Месторождения и добыча

Фосфориты располагаются чаще всего в земле пластами, толщиной от нескольких сантиметров до двадцати метров. Добывается чаще всего совместно с глиной, песком, землёй и другими горными породами.

Месторождения фосфоритов находятся на больших глубинах океана, добыча происходит с помощью специальных установок. Глубина может достигать 200-450 м. Помимо глубин, раскопки производятся на побережьях и в истоках крупных водных источников.

Россия является крупнейшим добытчиком фосфорита в мире

Пласты с породой находятся на расстоянии нескольких метров от поверхности, а глубина достигает сотен метров. Часто помимо одной породы фосфоритов, находятся залежи апатита, доломитов, кальцитов, глины и кремнезема. Страны, добывающие фосфориты: США, Чили, Перу, Россия (входит в пятерку лидеров), Аргентина, Южная Африка, Япония и острова в Индийском океане.

Пятерка лидирующих стран по фосфоритам: США, Китай, Морокко, Россия, Тунис. Объем залежей в одном месторождении колеблется от 2 до 15 тонн на один квадратный километр. Фосфориты в России распространены в таких областях, как: Смоленская, Ярославская, Курская, Брянская, Калининградская (кингисеппский фосфорит), Воронежская.

Большие запасы в Мурманском регионе, около 69% и Якутии 32%. – это основные центры добычи. Более мелкие производства можно встретить в Республике Татарстан (сердюковское).

Добыча фосфоритов в России составляет около 90% от всей в мире. В последние годы в этой сфере проходит ряд модернизаций, по уменьшению времени добычи и сокращения потерь, но существуют и проблемы, которые еще предстоит решить.

Главные недостатки:

• Высокая территориальная концентрация сырья, что затрудняет доставку породы в другие регионы страны для переработки.
• Монополия производства. Это снижает конкурентную способность предприятий малого бизнеса и повышает цены на всю продукцию, так как большие концерны сами определяют, какая цена для них наиболее выгодна.
• Низкое качество добываемой породы и получаемых ресурсов.
• Экспорт сырья наносит вред сельскому хозяйству страны.

Зачастую, залежи фосфоритов находятся рядом с апатитовыми, и тогда их добывают параллельно. Апатиты – это минералы класса фосфатов (формула: Ca₁₀(PO₄)₆(OH,F,Cl)₂.). Цвет: от зеленого до голубого. На свету апатиты почти прозрачны.  Используется для получения фосфорных удобрений, фосфорной кислоты, в производстве керамики и стекла, а так же в металлургии.

Застосування фосфору

Навчившись добувати фосфор в чистому вигляді людина знайшла йому найрізноманітніше застосування, причому не тільки творче, але часом і дуже руйнівне. Так ще під час Першої світової війни німецькими хіміками був використаний жовтий фосфор в якості начинки запальних боєприпасів та отруйних газів.

Згодом застосування таких газів на полі бою було заборонено Женевською конвенцією. На жаль, така наша дурна людська природа – використовувати наукові відкриття в руйнівних цілях, як втім, і відкриття енергії розщеплення атома було застосовано для створення атомної бомби, і лише потім для атомної енергетики.

Але повернімося до фосфору, в мирних цілях цей хімічний елемент активно використовується в сільському господарстві для створення ефективних добрив для рослин. Фосфор входить до складу деяких лікарських препаратів, наприклад, в антибіотик фосфоміцин, до складу миючих засобів, нарешті, з безпечного червоного фосфору роблять сірники.

Фосфор має своє застосування і в металургії, в якості надміцних і антикорозійних покриттів (чорний і металевий фосфор). А багато фосфідів (сполук фосфору та металів) володіють відмінними напівпровідниковими властивостями і активно застосовуються в мікроелектроніці.