Červený fosfor
Červený fosfor je alotrop fosforu, amorfní polymerní pevná látka stálá na vzduchu; ozářením nebo zahřátím jej lze přeměnit na bílý fosfor. Využití má v zápalkách a zpomalovačích hoření.
Struktura
editovatBěžný červený fosfor je amorfní, k jeho krystalickým podobám patří fialový fosfor a vláknitý červený fosfor. Struktura červeného fosforu obsahuje tyto jednotky:[1][2]
Příprava
editovatČervený fosfor lze získat zahříváním bílého fosforu v inertním plynu, jako je dusík nebo oxid uhličitý, za přítomnosti jodu jako katalyzátoru.[3]
Další možnost představuje ozáření bílého fosforu.[4]
Vlastnosti
editovatZa standardních podmínek je červený fosfor stálejší než bílý, ale termodynamicky méně stálý než černý fosfor. Standardní slučovací entalpie červeného fosforu činí −17,6 kJ/mol.[2] Kineticky je nejvíce stálý červený fosfor.
Červený fosfor se chová jako polovodič.[5]
Kinetická stabilita brání samovznícení červeného fosforu. Za přítomnosti zásad se nedisproporcionuje a oproti bílému fosforu je méně reaktivní vůči halogenům, síře, a kovům.[5]
Použití
editovatČervený fosfor je možné využít v pryskyřicích jako zpomalovač hoření, kde vytváří polyfosforečné kyseliny (atomy vodíku v těchto kyselinách pochází z pryskyřic) a popel, které brání šíření ohně.[6]
Červený fosfor se používá, společně s brusivy, na hlavičkách bezpečnostních zápalek. Chlorečnan draselný obsažený ve škrtátku způsobí při tření vznícení.[7]
Červený fosfor reaguje s bromem na bromid fosforitý[8][9] a s jodem na jodid fosforitý; obě tyto látky se používají jako halogenační činidla, například při nahrazování hydroxylových skupin u alkoholů, z jodidu fosforitého lze také hydrolýzou vytvořit kyselinu jodovodíkovou; tato reakce se využívá při výrobě metamfetaminu a desomorfinu, kde jodovodík slouží jako redukční činidlo.[10]
Červený fosfor se používá také na přípravu sloučenin obsahujících vazby P-P; například reakcí s chloritanem sodným za pokojové teploty vzniká difosforečnan disodný.[11] Dalším možným využitím je fotokatalýza tvorby vodíku z vody.[12][5]
Také byl zkoumán jako možný materiál pro anody sodík-iontových akumulátorů.[13][1]
Fialový fosfor
editovatFialový fosfor, též označovaný jako Hittorfův fosfor, je jednou z krystalových forem červeného fosforu.[14][5]
Jeho struktura je:
Fialový fosfor lze připravit sublimací červeného fosforu ve vakuu za přítomnosti jodu jako katalyzátoru.[5]
Fialový fosfor se chemicky podobá červenému, ale na vzduchu se zapaluje při nárazu a nezapaluje při styku s bromem.[zdroj?]
Vláknitý červený fosfor
editovatDalší krystalovou formou červeného fosforu je vláknitý červený fosfor.[5] Vzniká společně s fialovým fosforem při sublimaci červeného fosforu ve vakuu za přítomnosti jodu.[15] Struktura je podobná jako u fialového fosforu, ale řetězce fosforu jsou rovnoběžné, zatímco u fialového fosforu jsou na sebe kolmé.[16][5]
Vláknitý červený fosfor podobně jako „běžný“ červený fosfor vykazuje fotokatalytické vlastnosti.[15][17]
Odkazy
editovatReference
editovatV tomto článku byl použit překlad textu z článku Red phosphorus na anglické Wikipedii.
- ↑ a b Yuxing Zhou; Stephen R. Elliott; Volker L. Deringer. Structure and Bonding in Amorphous Red Phosphorus**. Angewandte Chemie International Edition. 2023-06-12, s. e202216658. ISSN 1433-7851. DOI 10.1002/anie.202216658. PMID 36916828.
- ↑ a b HOUSECROFT, Catherine; SHARPE, Alan. Anorganická chemie. 1. vyd. Praha: VŠCHT, 2014. 1119 s. ISBN 978-0273-74275-3. S. 480–481.
- ↑ Red Phosphorus - Structure, Properties, Preparation and Applications [online]. [cit. 2024-08-12]. Dostupné online.
- ↑ White phosphorus [online]. [cit. 2024-08-12]. Dostupné online.
- ↑ a b c d e f g Catherine E. Housecroft. Inorganic chemistry. [s.l.]: [s.n.], 2018. ISBN 978-1-292-13414-7. DOI 10.1038/s41467-020-16077-z. S. 511.
- ↑ Features of red phosphorus fire retardants Product descriptions [online]. [cit. 2024-08-15]. Dostupné online.
- ↑ Fire [online]. [cit. 2011-11-19]. Dostupné online.
- ↑ J. F. Gay, R. N. Maxson "Phosphorus(III) Bromide" Inorganic Syntheses, 1947, vol. 2, 147ff DOI:10.1002/9780470132333.ch43
- ↑ T. M. Burton; E. F. Degerping. The Preparation of Acetyl Bromide. Journal of the American Chemical Society. 1940, s. 227. DOI 10.1021/ja01858a502.
- ↑ Harry F. Skinner. Methamphetamine synthesis via hydriodic acid/Red phosphorus reduction of ephedrine. Forensic Science International. 1990, s. 123–134. DOI 10.1016/0379-0738(90)90104-7.
- ↑ Phosphorus: Chemistry, Biochemistry and Technology, Sixth Edition, 2013, D. E. C. Corbridge, CRC Press, Taylor Francis Group, ISBN 978-1-4398-4088-7
- ↑ Applied Catalysis B: Environmental, 2012, 111–112, 409–414
- ↑ Yihang Liu, Qingzhou Liu, Cheng Jian, Dingzhou Cui, Mingrui Chen, Zhen Li, Teng Li, Tom Nilges, Kai He, Zheng Jia, Chongwu Zhou. Red-phosphorus-impregnated carbon nanofibers for sodium-ion batteries and liquefaction of red phosphorus. Nature Communications. 2020-05-20, s. 2520. ISSN 2041-1723. DOI 10.1038/s41467-020-16077-z. PMID 32433557. Bibcode 2020NatCo..11.2520L.
- ↑ Cheng Liu; Yinghao Wang; Jie Sun; Aibing Chen. A Review on Applications of Layered Phosphorus in Energy Storage. Transactions of Tianjin University. 2020, s. 104–126. ISSN 1006-4982. DOI 10.1038/s41467-020-16077-z. PMID 32433557. Bibcode 2020NatCo..11.2520L.
- ↑ a b T. K. Athira; M. Roshith; T. G. Satheesh Babu; Darbha V. Ravi Kumar. Fibrous red phosphorus as a non-metallic photocatalyst for the effective reduction of Cr(VI) under direct sunlight. Materials Letters. 2021-01-15, s. 128750. Dostupné online. ISSN 0167-577X. DOI 10.1016/j.matlet.2020.128750. Bibcode 2021MatL..28328750A.
- ↑ Michael Ruck; Diana Hoppe; Bernhard Wahl; Paul Simon; Yuekui Wang; Gotthard Seifert. Fibrous Red Phosphorus. Angewandte Chemie International Edition. 2005-25-11, s. 7616–7619. Dostupné online. ISSN 1433-7851. DOI 10.1002/anie.200503017. PMID 16245382.
- ↑ Zhuofeng Hu; Weiqing Guo. Fibrous Phase Red Phosphorene as a New Photocatalyst for Carbon Dioxide Reduction and Hydrogen Evolution. Small. 2021, s. e2008004. Dostupné online. ISSN 1613-6810. DOI 10.1002/smll.202008004. PMID 33792191.