¿Qué es el Fósforo Rojo?
El fósforo rojo es uno de los alótropos del fósforo y es un polvo marrón rojizo de cristales equiaxiales.
Además del fósforo rojo, existen alótropos del fósforo blanco, púrpura y negro. De ellos, el fósforo rojo, púrpura y negro son más estables y menos tóxicos, pero sólo el blanco es altamente tóxico y puede inflamarse en el aire. Sin embargo, el fósforo rojo se fabrica a partir del fósforo blanco, que puede contener fósforo blanco, por lo que debe manipularse con cuidado.
Tenga en cuenta que el fósforo blanco suele denominarse fósforo amarillo, ya que el fósforo blanco tiene la propiedad de transformarse gradualmente en fósforo rojo, y cuando el fósforo blanco contiene impurezas como el fósforo rojo, se vuelve amarillo.
Usos del Fósforo Rojo
El fósforo rojo es conocido por su uso como materia prima para fuegos artificiales y cerillas. Además, el fósforo rojo también se utiliza en las siguientes aplicaciones
1. Retardante de Llama
El fósforo rojo es una sustancia peligrosa altamente inflamable, pero mezclar una pequeña cantidad de fósforo rojo con resinas inflamables las hace menos inflamables. Cuando una resina que contiene fósforo rojo se enciende, el fósforo rojo reacciona con el oxígeno y el agua del aire para formar un producto de condensación de ácido fosfórico. Este condensado se combina con el carbono formado por la carbonización de la resina para actuar como una barrera al oxígeno. Esto corta el suministro de oxígeno y extingue el fuego. Por lo tanto, el fósforo también se utiliza como retardante de llama respetuoso con el medio ambiente.
2. Materia Prima para Fertilizantes
El nitrógeno, el ácido fosfórico y el potasio son tres elementos de los fertilizantes que las plantas necesitan para crecer. El fosfato amónico se utiliza como fuente de nitrógeno para el ácido fosfórico, y el fósforo rojo se utiliza como materia prima para ello.
3.Otros
El fósforo rojo de gran pureza se utiliza también en el campo de los semiconductores, por ejemplo como material dopante de semiconductores y material semiconductor compuesto. El fósforo rojo también se utiliza en la producción y síntesis orgánica de ácido fosfórico, fosfuro de hidrógeno, anhídrido fosfórico, bronce de fósforo, productos farmacéuticos y productos químicos agrícolas.
Propiedades del Fósforo Rojo
El fósforo rojo tiene la fórmula molecular P4 y un peso molecular de 123,9. A presión ambiente, sublima a 400 °C, pero a alta presión tiene un punto de ebullición de 590 °C. Es prácticamente insoluble en agua, agua alcalina, disulfuro de carbono, éter y alcohol.
El fósforo rojo tiene un peso específico de 2,2, mientras que el fósforo blanco, el fósforo púrpura y el fósforo negro tienen pesos específicos de 1,82, 2,36 y 2,69, respectivamente, para cada alótropo.
El fósforo rojo es más estable que el fósforo blanco y no se inflama espontáneamente si se deja en el aire, mientras que el fósforo blanco corre el riesgo de inflamarse espontáneamente en el aire. Sin embargo, puede inflamarse fácilmente a bajas temperaturas cuando se mezcla con agentes oxidantes o cuando se somete a fricción. En particular, las mezclas con clorato potásico pueden explotar incluso con el más mínimo choque. Por lo tanto, el fósforo rojo está clasificado como un sólido inflamable. Debe mantenerse alejado del fuego, no mezclarse con agentes oxidantes y almacenarse en un lugar fresco y oscuro, lejos de sustancias inflamables, pirofóricas o explosivas.
Cuando el fósforo rojo se calienta y reacciona con el oxígeno, se forma decóxido de tetrafosforo. El fósforo rojo de alto peso molecular se produce calentando el fósforo blanco, uno de los alótropos del fósforo, en un ambiente de alta temperatura con privación de aire durante mucho tiempo para polimerizar las moléculas de fósforo.
Más Información sobre el Fósforo Rojo
Proceso de Producción del Fósforo Rojo
El fósforo rojo se produce a partir de minerales de fósforo a través del fósforo blanco de la siguiente manera.
1. Producción de Fósforo Blanco
Las tres materias primas -el mineral de fosfato, el coque y la piedra de sílice- se mezclan, se trituran y se secan. Cuando esta mezcla se calienta y se funde en un horno eléctrico, se produce vapor de fósforo y monóxido de carbono mediante la siguiente reacción:
2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C → 6CaSiO3 + 10CO + P4
Este vapor de fósforo se introduce en un condensador para flocular el fósforo del agua, que se recupera como fósforo blanco.
2. Producción de Fósforo Rojo
El fósforo amarillo se transforma en fósforo rojo colocándolo en un tanque de reacción de conversión de acero y calentándolo a 280 °C durante aproximadamente una semana, manteniéndolo a presión ambiente y bloqueando el aire exterior. El fósforo rojo resultante se tritura finamente en agua, el fósforo amarillo que no ha reaccionado se lava con hidróxido de sodio, se enjuaga y se seca al vacío para obtener fósforo rojo en polvo.