Fosfor

Özellikler

Fosfor, sembolü "P" olan ve atom numarası 15 olan kimyasal bir elementtir. Saf fosfor, beyaz ve kırmızı fosfor olmak üzere iki ana formda bulunmaktadır. Ancak diğer elementlere kıyasla oldukça reaktif özellik gösteren bir element olduğu için, Dünya'da hiçbir zaman serbest halde bulunmaz. Minerallerde fosfor, genellikle fosfat olarak bulunur.

Saf fosfor ilk olarak, 1669'da "beyaz fosfor" olarak izole edilmiştir. Beyaz fosfor, oksijene maruz kaldığında hafif bir parıltı yayar, bu parıltının sebebi, beyaz fosforun oksidasyon tepkimesine girmesidir. Fosfor, canlıların yaşamı için son derece önemlidir. Fosfatlar (PO₄³⁻ içeren bileşikler); DNA, RNA, ATP ve fosfolipidlerin bir bileşenidir. Saf fosfor ilk olarak insan idrarından izole edilmiştir. Ayrıca ölü hayvanların kemiklerinin işlenmesi ile elde edilen "kemik tozu", eski bir fosfat kaynağı olarak nitelendirilmektedir.

Fosfat madenleri, fosil içeriği bakımında oldukça zengindir; çünkü fosfat, hayvan kalıntılarının ve dışkılarının fosilleşmiş birikintilerinde yüksek oranda bulunur. Çıkarılan fosfor bileşiklerinin büyük çoğunluğu gübre olarak kullanılmaktadır.

Bulunma Sıklığı ve Üretimi

2013 yılında gökbilimciler Cassiopeia A'da fosfor tespit ettiler ve bu elementin süpernova nükleosentezinin bir yan ürünü olarak süpernovalarda üretildiğini doğruladılar. Süpernova kalıntısından gelen malzemedeki fosfor-demir oranı, genel olarak Samanyolu’ndakinden 100 kat daha yüksektir.^[1] 2020'de ise fosfor içeren moleküller ve bunların kuyruklu yıldızların Dünya'ya nasıl taşındıklarını tespit etmek için büyük yıldız oluşum bölgesi AFGL 5142'den ALMA ve ROSINA verilerini analiz edildi.^{[2] [3]}

Fosfor, Dünya'nın kabuğunda kilogram başına yaklaşık bir gramlık bir konsantrasyona sahiptir. Doğada serbest bulunmaz, ancak birçok mineralde fosfat şeklinde yaygın olarak bulunur.^[4] Kısmen apatitten oluşan inorganik fosfat kayası bugün bu elementin başlıca ticaret kaynağıdır. ABD Jeolojik Araştırma Merkezi'ne (USGS) göre, küresel fosfor rezervlerinin yaklaşık %50'si Arap ülkelerinde bulunmaktadır.^[5] Geriye kalan rezervlerin %85'i Fas'ta bulunur. Ayrıca Çin, Rusya, Florida, Idaho, Tennessee, Utah ve başka yerlerde de küçük mineral yatakları bulunmaktadır.^{[6] [7]}

Organik fosfor kaynakları olan idrar ve kemik tozu, tarihsel olarak önemlidir ancak ticari anlamda kullanımı düşüktür.^[8] Fosfor içeren minerallerin çoğu tarımsal gübre olarak kullanılır. Bu amaçla, fosfat mineralleri iki farklı kimyasal yol ile fosforik aside dönüştürülür. En çok kullanılan yöntem; fosfat minerallerinin sülfürik asit ile tepkimeye girmesidir. Diğer işlem ise çok düşük miktarda fosfat içeren kaynaklardan damıtma yoluyla beyaz fosforun üretilmesidir. Beyaz fosfor daha sonra fosforik aside oksitlenir ve ardından fosfat tuzları vermek üzere baz ile nötrleşir. Beyaz fosfordan üretilen fosforik asit nispeten saftır ve deterjan üretimi dahil birçok alanda kullanılabilir.

Uygulama ve Kullanım Alanları

Fosfor, temel bir bitki besin kaynağıdır. Fosfor mineralinin bitkiler üzerindenki etkisinin anlaşılması, 20. yüzyılın ikinci yarısında fosfat (PO₄^-3) üretiminde büyük artışa yol açmıştır.^[9] Saf fosfor içeren bileşikler, topraktaki düşük çözünürlükleri nedeniyle çoğunlukla bitkiler tarafından kolayca erişilemez.^[10] Fosforun bir diğer yaygın kullanım alanı ise kibritlerin baş kısmıdır. Fosforlu ilk kibrit, 1830'da Charles Sauria tarafından icat edildi. Bu kibritler beyaz fosfor, oksijen salan bir bileşik ve bir bağlayıcıyla yapılmıştır. Bu tür kibritler; üretimdeki işçiler için zehirli, depolama koşullarına dayanıksız ve pürüzlü bir yüzeye kazara sürtüldüğünde kolayca tutuştuğu için oldukça tehlikeliydi.^{[11] [12]} 1872 ile 1925 yılları arasında birçok ülkede üretimleri yasaklandı. 1906'da onaylanan uluslararası Bern Sözleşmesi, kibritlerde beyaz fosfor kullanımını dünya çapında yasakladı.

Tarihi

Antik çağlardan bu yana bilinen ilk element olan fosfor, 1669'da Alman simyacı Hennig Brand tarafından bulunmuştur.^{[13], [14]} Brand, sağlıklı bir insanın idrarından aldığı örnekler üzerinde deneyler yapmıştır. Hamburg'da çalışan Brand, idrarı buharlaştırarak bazı tuzların damıtılması yoluyla efsanevi felsefe taşını yaratmaya çalışmıştır. Bu deney ile karanlıkta parlayan ve parlak bir şekilde yanan beyaz bir malzeme üretmiştir. Bu malzemeyi Fosfor mirabilis "mucizevi ışık taşıyıcısı" olarak adlandırılmıştır.^[15]

Etimolojisi

Antik Yunanca'da fosfor, Venüs gezegeninin adıydı. Elementin adı, ışık getiren veya ışık taşıyıcı olarak tercüme edilen Yunanca "φῶς (ışık)", "φέρω (taşıma)" kelimelerinden türetilmiştir.

Önlem ve Güven

Organik fosfor bileşiklerinin çoğu yaşam için gereklidir ancak bazıları aşırı derecede zehirlidir. Beyaz fosfor, mumsu bir katıdır ve çok zehirlidir. Ölümcül dozu 50 mg civarındadır.^[16] Florofosfat esterleri, bilinen en güçlü nörotoksinler arasındadır. Böcek ilacı olarak da kullanılan çok çeşitli organofosfor bileşikleri, insanlar üzerinde kullanmak için biyolojik silah haline de getirilebilir. Çoğu inorganik fosfat, nispeten zehirsizdir ve birçok canlının temel besin maddesidir.^[17]

İlginç Bilgiler ve Diğer

Fosfor, insan vücudundaki en yaygın altıncı, Dünya'nın kabuğundaki en yaygın yedinci elementtir.^[16]