С чем связано свечение фосфора в темноте
Почему фосфор светится
Он светится!
Рассмотрев химические свойства фосфора, можно понять, почему же он светится при отсутствии света. Различают три вида фосфора:
— белый,
— черный,
— красный.
Бесцветным и очень ядовитым является белый фосфор, он не растворяется в воде, но может раствориться в сероуглероде. Если белый фосфор долго нагревать на слабом огне, он переходит в следующий вид – красный, который не ядовит, а на вид представляет собой порошок красно-бурого оттенка.
Химия да и только
Фосфор черный отличается от предыдущих двух видов и фактурой, и цветом, и свойствами. Он больше похож на графит и имеет жирную текстуру. Получается этот вид из белого фосфора только под огромным давлением при температуре примерно 200 градусов.
Фосфор является аналогом азота, но по сравнению с атомом последнего, атом фосфора имеет меньшую энергию ионизации.
Достаточно мало времени требуется белому фосфору, чтобы вступить в реакцию с кислородом и окислиться. Он опасен из-за способности самовоспламеняться на воздухе, именно поэтому его следует хранить в воде. Именно из-за реакции окисления выделяется некоторое количество энергии, проще говоря, фосфор начинает светиться. Физики в данном случае говорят о переходе химической энергии в световую.
В природе фосфор встречается только в форме соединений, самым главным таким соединением является фосфат кальция – в природе минерал апатит. Разновидности апатита составляют осадочные горные породы, так называемые фосфориты.
Фосфор является веществом, необходимым в жизнедеятельности растений, поэтому его должно достаточно много содержаться в почве. Самыми богатыми залежами фосфоритов обладают Сибирь, Казахстан, Эстония, Белоруссия, также они имеются и на территории США, Северной Африки и Сирии.
К слову.
Белый фосфор активно используют военные. Однако его поражающая сила так велика и опасна, а человеческие страдания так велики, что ряд стран приняли решение об ограничении применения этого вещества.
Новости
Время работы: с 10:00 до 21:00,
Выходной день: вторник
«Ретро-кафе»: в дни работы Планетария с 10:00 до 20:00.
Музей «Лунариум» временно закрыт
+7 (495) 221-76-90
АО «Планетарий» © 2017 г. Москва, ул.Садовая-Кудринская, д. 5, стр. 1
Элементы: Светоносный фосфор
В Таблице Менделеева фосфор имеет атомный номер 15 и обозначается символом Р (от Phosphorus). Это многоликий элемент и в разных условиях он ведет себя по-разному. Его многоликость связана со способностью находиться в нескольких аллотропных (от др.-греч. ἄλλος – другой) модификациях.
Аллотропные модификации фосфора: белый, красный, жёлтый, чёрный.
В свободном состоянии в природе фосфор не встречается. Он входит в состав 180 различных минералов, главными из которых являются апатит Ca5(PO4)3 (F,Cl,OH) и его разновидности. Важнейшим сырьём для производства минеральных удобрений являются т.н. фосфориты – осадочные горные породы, состоящие более чем на 50% из фосфатных минералов.
Кристаллы апатита (до 10см). Месторождение Слюдянка, Восточная Сибирь.
Содержание фосфора в земной коре составляет 0,1 % по массе. Это двенадцатый по распространённости элемент на Земле, и довольно распространённый элемент Солнечной системы. Он типичен для каменных и железо-каменных метеоритов, где его концентрации достигают 0,9 % по массе. В лунном грунте его содержания составляют 0,02-0,3%.
По разведанным запасам фосфатов Россия занимает четвёртое место в мире после США, Марокко и Китая. Основной источник фосфорного сырья в России – Кольский полуостров, где в пределах Хибинского массива разведано 10 крупных месторождений апатито-нефелиновых руд.
Некоторые чудеса, связанные с фосфором
В темной комнате или ночью на улице попробуйте сделать такой простой опыт. Не очень сильно, так, чтобы не загорелась спичка, чиркните ею по спичечной коробке. Вы заметите, что некоторое время на терке будет виден светящийся путь от спички. Это светится белый фосфор. Но каждый, кто помнит уроки химии средней школы, может сказать: «Позвольте, в производстве спичек применяется красный, а не белый фосфор». Правильно! В терке спичечной коробки белого фосфора нет, есть красный, который в результате реакции, происходящей между красным фосфором, находящимся на поверхности спичечной коробки, и бертолетовой солью, заключенной в спичечной головке, в момент трения нагревается и в небольшом количестве переходит в белый.
Фосфор может существовать в нескольких формах, или, как говорят, в нескольких модификациях.
Белый фосфор — твердое кристаллическое вещество, причем в химически чистом виде кристаллы белого фосфора совершенно бесцветны, прозрачны и очень хорошо преломляют свет. На свету они быстро желтеют и утрачивают прозрачность. Поэтому в обычных условиях фосфор внешне очень похож на воск, но тяжелее его (плотность белого фосфора 1,84). На холоду фосфор хрупок, но при комнатной температуре сравнительно мягок и легко режется ножом. При 44° С белый фосфор плавится, а при 280,5° С кипит. Белый фосфор, окисляясь кислородом воздуха, светится в темноте и легко воспламеняется при слабом нагревании, например от трения.
Температура воспламенения совершенно сухого и чистого фосфора близка к температуре человеческого тела. Поэтому его хранят только под водой. В первую мировую войну белый фосфор использовался в качестве зажигательного материала в артиллерийских снарядах, авиационных бомбах, гранатах, пулях.
Красный фосфор, в противоположность белому, или желтому, как его иногда называют, не ядовит, на воздухе не окисляется, в темноте не светится, в сероуглероде не растворяется и загорается только при 260°С. Красный фосфор получается из белого путем длительного нагревания без доступа воздуха при 250-300°С.
История открытия фосфора
Картина Джозефа Райта «Алхимик, открывающий фосфор» предположительно описывающая открытие фосфора Хеннигом Брандом
В поисках эликсира молодости и попытках получения золота алхимик XVII столетия Геннинг Бранд из Гамбурга пытался изготовить «философский камень» из мочи. Для этой цели он выпарил большое количество ее и полученный после упаривания сиропообразный остаток подверг сильному прокаливанию в смеси с песком и древесным углем без доступа воздуха.
В результате Бранд получил вещество, обладающее необыкновенными свойствами: оно светилось в темноте; брошенное в кипящую воду, выделяло пары, загоравшиеся на воздухе с выделением густого белого дыма, растворявшегося в воде с образованием кислоты.
Интерес к новому вещества был огромный, и Бранд надеялся извлечь из своего открытия изрядную прибыль: недаром он был в прошлом гамбургским купцом. Сохраняя способ изготовления в строжайшей тайне, Бранд показывал новое вещество за деньги, а желающим продавал его небольшими порциями только за чистое золото. Спустя некоторое время Бранд продал также и секрет изготовления фосфора дрезденскому химику Крафту, который, подобно Бранду, стал ездить по дворцам влиятельных особ, показывая фосфор за деньги, наживая огромное состояние.
Чудеса со свечением и воспламенением фосфора
После открытия фосфора его способность светиться в темноте была вновь использована, но для других целей. На этот раз фосфором стали промышлять представители религиозных культов. Рецепты использования фосфора были самые разнообразные. Например, в расплавленный, но уже загустевший воск или парафин добавляли небольшое количество белого фосфора. Из полученной смеси формовали карандаши, которыми делали надписи на стенах храмов и иконах. Ночью были видны «таинственные надписи». Фосфор, медленно окисляясь, светился, а парафин, защищая его от быстрого окисления, увеличивал продолжительность явления.
Растворяли белый фосфор в бензоле или сероуглероде. Полученным раствором смачивали фитили свечей или лампад. После испарения растворителя белый фосфор загорался, а от него воспламенялся фитиль. Так фабриковалось «чудо», именуемое «самовоспламенением свечей».
Блуждающие огни на болотах и кладбищах
Одним из интересных соединений фосфора является газообразный фосфин, особенность которого состоит в том, что он легко воспламеняется на воздухе. Это свойство фосфина объясняет появление болотных, блуждающих или могильных огней. Огни на болотах и свежих могилах действительно бывают. Это не фантазия и не выдумка. В теплые темные ночи на свежих могилах иногда наблюдаются бледно-голубоватые, слабо мерцающие огоньки. Это «горит» фосфин. Образуется фосфин при гниении отмерших растительных и животных организмов.
Почему фосфор светится?
Для многих взрослых и детей фосфор – это настоящее чудо, ведь он обладает свойством светиться в темноте. Как люди открыли для себя фосфор, каким он бывает? Почему фосфор светится в темноте?
История открытия фосфора очень занимательна, этот элемент обладает нестандартными свойствами, поэтому сразу заинтересовал ученых. Первооткрывателем фосфора стал алхимик Хенниг Бранд, в далеком 1669 году он проводит эксперименты с мочой человека. Цели у Бранда были весьма конкретные, он предполагал, что цвет мочи обусловлен присутствием золота, и хотел научиться добывать этот драгоценный металл из биологической жидкости.
В рамках эксперимента алхимик собирал мочу и отстаивал ее, далее подвергал дистилляции. После того, как полученная субстанция в условиях вакуума соединялась с песком и углем, она начинала светиться в темноте. Предприимчивый ученый хотел получить золото, а получил фосфор, но он не расстроился и начал продавать уникальное светящееся вещество людям. Позднее ему это надоело, и он продал технологию получению фосфора ученому-химику Крафту.
Фосфор бывает белым, красным и черным, самым опасным является белый фосфор. Бесцветное вещество, которое мы называем белым фосфором, не растворяется в воде, но вступает в контакт с сероводородом, оно очень токсично. Если долго подвергать белый фосфор слабому нагреванию, то он перестанет быть токсичным и обретет бурый оттенок, таким образом из белого фосфора получают красный. Получить черный фосфор сложнее, для этого нужно подвергнуть белый фосфор воздействию высокого давления и одновременно нагреть до 200 градусов по Цельсию.
Химики называют фосфор аналогом азота, но между ними имеется существенное отличие, у последнего атома фосфора энергия ионизации намного ниже, чем у азота. Белый фосфор очень быстро окисляется на воздухе, за окислением следует мгновенное воспламенение. Для безопасности белый фосфор всегда хранится в воде. При реакции окисления элемент выделяет очень много энергии, из-за чего он начинает светиться. Это один из случаев, когда химическая энергия становится световой.
К счастью в своем опасном чистом виде фосфор в природных условиях не встречается, его можно найти в виде безопасных соединений. К примеру, одной из разновидностей минерала апатита являются фосфориты, в этих горных породах содержится много фосфора. Достаточно много фосфора содержится в почве, этот элемент необходим для жизни растениям.
Использование белого фосфора было распространено в военной промышленности, но сейчас практически все страны цивилизованного мира отказались от этого. Белый фосфор обладает неконтролируемой поражающей силой, поэтому его использование недопустимо по морально-этическим причинам.
С фосфором связан целый ряд занимательных историй, большая их часть повествует о блуждающих огнях на кладбищах и болотах. Эти вспышки света называли нечистой силой и душами умерших, поднявшихся из могил, но наука нашла достаточное логичное объяснение данному явлению. Вспышки света на кладбище и на болотах – это поток энергии от соединений фосфора, которые образуется при разложении костной ткани людей и животных.
Почему фосфор светится?
С фосфором связано множество увлекательных историй на мистические темы. Большинство из них вращаются вокруг таких явлений как светящиеся столбы на кладбищах и летающие шары на болотах. В научных кругах известен анекдот о том, как Семен Исаакович Вольфкович, советский ученый, исследовал фосфор без защитного костюма, а после в темноте его одежда излучала голубой свет. Во время вечерних прогулок горожане часто принимали ученого за призрак. Поговаривают, что оттуда и пошла байка о монахе, который светился.
Но история открытия этого элемента еще интереснее. В 1669 году немецкий алхимик, по имени Хеннинг Бранд, проводил опыты в поисках формулы золота. Для этого он брал человеческую мочу, Бранд считал, что ее цвет обусловлен наличием драгоценного металла в жидкости. Ученый отстаивал, дистиллировал жидкость, а после, при определенных условиях, соединял полученное сырье с углем и песком. Однако вместо золота, ученый получил субстанцию, которая излучала холодное свечение.
В этой статье мы откроем тебе самые интересные и неожиданные подробности о фосфоре. Будет интересно!
Белый фосфор
Красный фосфор
Спустя 200 лет после того, как немецкий алхимик случайно открыл фосфор, австрийским ученым была найдена формула новой разновидности вещества. Антон Шреттер выявил, что если фосфор подвергнуть влиянию высоких температур, то получится совершенно новый вид, его назвали красным фосфором, а исходную форму назвали белым. Красный фосфор не так токсичен, как белый и не светится в темноте. Его используют в промышленности, к примеру, в производстве спичек. Хранят его в герметичной таре, так как при длительном взаимодействии с кислородом он вновь принимает свойства белого.
Черный фосфор
Фосфор черный являет собой черное вещество, жирное и по консистенции схожее с графитом. И его получают из белого, однако, в отличие от красного фосфора, черный получают при воздействии высокого давления и температуры 200 градусов Цельсия одновременно. Свойствами этого вещества является высокая способность проводить электрический ток.
Фосфор — основа всего живого
Ученые, наконец, нашли разгадку зарождения организмов, обладающих ДНК. Выяснилось, что фосфор является основой в строении ДНК. Этот химический элемент содержится в каждом живом организме планеты. Известно, что в организме человека содержится примерно 750 грамм фосфора, основная его часть приходится на зубы и кости человека. Выходит, что благодаря фосфору на земле зародилась жизнь!
Пришелец из космоса
На сегодняшний день те соединения фосфора, которые существуют в природе, практически не растворяются в воде. Каждый из нас знает, что зарождение жизни на земле произошло именно в воде. Мнение ученых сходится к тому, что на тот момент, когда происходил процесс зарождения жизни на земле, фосфора, который был, растворим в воде, на планете хватало в изобилии. А «прибыл» он к нам на планету с помощью метеоритов, бомбардировки которых также оказались судьбоносными для нас. Далее растворимые виды фосфора образовывались уже менее интенсивно по причине геотермальных изменений в сейсмически активных зонах.
Источник жизни
Исследования ученых привели к выводу: фосфор образуется при рождении новой звезды. Меньшими объемами он образуется в процессе формирования новых звезд, когда происходят глобальные термоядерные реакции.
Добыча фосфора
После случайного открытия фосфора Хеннингом Брандом его продолжали получать из человеческой мочи, со временем его стали получать из костей мертвых животных. Однако в современном мире добыча фосфора происходит из минералов апатитов.
Фосфорная кислота
Основная часть добытого фосфора используется в производстве фосфорной кислоты, которая в большей степени идет на производство удобрений. Однако и в других сферах она так же востребована. Растворы из фосфорной кислоты применяют в изготовлении пищевых добавок, усилителей вкуса, бытовой химии, устойчивых к возгоранию лакокрасочных изделий и пропиток, которыми обрабатывают древесину.
Долгожданные микробы-спасители
Экологическая ситуация значительно ухудшается с производством белого фосфора. Это вещество склонно к самовозгоранию и очень токсично. Уже сегодня ученые решили проблему загрязнения природы. Обезвреживание будет проводиться специальными микробами, поскольку окисляясь, вещество перестает быть токсичным, а наоборот, приносит пользу живым организмам. На данный момент ученые продолжают свои исследования в данном направлении и уже скоро будут выведены новые штаммы, которые обязательно дадут нужный результат.