Il fosforo è un elemento chimico (non metallo del gruppo dell’azoto) che si presenta come un solido ceroso bianco dal caratteristico sgradevole odore che richiama quello dell’aglio; se è molto puro, è trasparente. Insolubile in acqua e solubile nei solventi organici (specialmente nel solfuro di carbonio), riscaldato in aria brucia facilmente formando l’anidride fosforica P4O10 (formula bruta P2O5).
La scoperta di questo non-metallo risale addirittura al 1669, quando l’alchimista tedesco Brand lo scoprì dopo aver riscaldato il residuo dell’evaporazione dell’urina. Brand denominò il materiale ottenuto fuoco freddo a motivo dei fenomeni luminosi che caratterizzavano l’ossidazione di tale elemento. Il termina fosforo deriva dal greco fosforos che significa portatore di luce, in quanto nella sua forma allotropica (fosforo bianco o fosforo giallo) si ossida emettendo una luminescenza abbastanza intensa. Il fosforo bianco non è l’unica forma allotropica dell’elemento, si ricordano infatti anche quello rosso e quello nero. Il fosforo bianco può essere causa di diversi problemi; con il termine fosforismo, in medicina, si indica un avvelenamento cronico da fosforo o da suoi composti.
In natura non è presente nel suo stato elementare, ma è assai diffuso sotto forma di fosfati, in particolar modo sotto forma di apatite.
Indice
Fosforo – Proprietà chimiche
A temperatura ambiente è solido, ma sopra i 44 °C diventa subito liquido.
- Simbolo: P
- Numero atomico: 15
- Serie – Non metalli
- Gruppo, periodo: 15 (VA), 3
- Densità – 1823 kg/m³
- Durezza: 0,5
- Peso atomico: 30,973761 u
- Configurazione elettronica: [Ne]3s23p3
- Struttura cristallina: monoclina
- Stato della materia: solido
- Punto di fusione: 44,2 °C
- Punto di ebollizione: 277 °C
- Calore di fusione: 0,657 kJ/mol
- Elettronegatività: 2,19 (Scala di Pauling)
- Calore specifico: 769 J/(kg·K)
- Conducibilità elettrica: 1,0×10−9 /m·Ω
- Conducibilità termica: 0,235 W/(m·K)
Fosforo – Composti principali
Tricloruro di fosforo PCI3 – Si ottiene dall’interazione tra fosforo liquido e cloro gassoso anidro.
Triidruro di fosforo PH3 – Gas incolore detto anche fosfina, che si forma spontaneamente dalla decomposizione di sostanze organiche che contengono questo elemento, oppure per reazione tra fosforo giallo e soda caustica.
Anidride fosforica P2O5 – Ossido di fosforo che ha l’aspetto di una polvere bianca cristallina e si usa come agente disidratante.
Acido fosforico H3PO4– Acido che si ottiene dalla reazione dell’anidride fosforica con l’acqua, si presenta sotto forma di cristalli ed è molto corrosivo, infatti viene usato per produrre detergenti.
Isotopi – Allo stato nativo è costituito da un solo isotopo non radioattivo, ma in seguito sono stati preparati diversi isotopi artificiali; uno dei più noti è il fosforo-32, una sostanza particolarmente radioattiva il cui utilizzo principale è quello di tracciante nelle ricerche di tipo biologico.
Applicazioni
Principalmente viene usato nella produzione di prodotti fertilizzanti. Altri utilizzi sono la fabbricazione di esplosivi, fuochi artificiali, pesticidi, detergenti, dentifrici e fiammiferi. Un cenno particolare va agli usi in metallurgia; nella stragrande maggioranza dei casi la presenza di fosforo nei metalli risulta dannosa; quando si producono determinati tipi di acciaio, per esempio, viene effettuata un’operazione denominata defosforazione perché la presenza del fosforo li rende più fragili; attraverso la defosforazione si contiene la presenza dell’elemento entro il limite fissato per legge. Negli acciai da bulloneria, invece, le percentuali risultano superiori perché si vuole aumentare la loro lavorabilità. Altri usi in metallurgia sono quelli come disossidante e come componente di leghe madri in cui le percentuali di tale metalloide variano dal 5 al 20% circa.
Fosforite, roccia che contiene elevate percentuali di fosforo, che può assumere colorazioni diverse a seconda della struttura cristallina che assume
Biologia
L’importanza biologica del fosforo è fuori discussione; questo non-metallo infatti, prevalentemente sotto forma di fosfato, prende parte a numerosi processi di tipo metabolico.
Nell’organismo di un soggetto adulto sono contenuti circa 650 g di fosfato; una buona parte (circa l’80%) è localizzata nelle ossa (sotto forma di fosfato di calcio o idrossiapatite). È presente, seppure in percentuali decisamente inferiori, nel flusso ematico e in altri liquidi biologici sotto forma di fosfato monosodico e come fosfato bisodico. A livello cellulare è presente sotto forma di fosfoproteine, fosfolipidi e fosfati organici.
Il fosforo, in qualità di estere fosforico di numerosi composti di tipo organico, entra in gioco nel metabolismo glicidico e risulta di fondamentale importanza per quanto riguarda i processi cellulari di immagazzinamento e successiva liberazione di energia. È inoltre presente nel DNA e nell’RNA e come componente dei fosfolipidi di membrana.
I fosfati inorganici svolgono, insieme al calcio, un ruolo di fondamentale importanza nel metabolismo dei tessuti ossei; inoltre hanno un ruolo importante nel mantenimento dell’equilibrio acido-base e rivestono notevole importanza anche per quando riguarda l’eliminazione, per via urinaria, dei cataboliti acidi.
Squilibri nel metabolismo e nei meccanismi di ricambio del fosforo possono essere causa di diverse patologie; fra queste si ricordano l’insufficienza renale cronica, l’osteoporosi, l’osteomalacia, l’osteite fibrocistica, il rachitismo. Un’ipofosfatemia cronica grave può provocare anoressia, debolezza muscolare, osteomalacia (che può avere un’evoluzione in rabdomiolisi), anemia emolitica, disturbi a livello di funzionalità piastrinica ecc.
Da un punto di vista tossicologico il fosforo bianco può essere causa di diversi problemi; con il termine fosforismo, in medicina, si indica un avvelenamento cronico da fosforo o da suoi composti; il fosforismo è perlopiù correlato a cause professionali e la sua sintomatologia è alquanto variegata (dolori all’epigastrio, astenia, ittero, paralisi periferica, disturbi della sensibilità, albuminuria ecc.).
Vista la sua pericolosità il fosforo bianco va maneggiato con estrema cautela (la dose letale media di tale allotropo del fosforo è 50 mg); a contatto con la cute può essere causare ustioni.
Fabbisogno giornaliero – Il fosforo è presente in molti alimenti; fra quelli in cui la sua presenza è importante (i dati si riferiscono a 100 g di alimento e sono espressi in mg) ricordiamo il lievito per prodotti da forno (2.191), i semi di zucca (1.233), i cereali Kellog’s All-bran (1.150), la crusca di grano (1.013), il latte in polvere scremato (968), il merluzzo sotto sale (950 mg), le proteine isolate della soia (862 mg), il germe di grano (842), il formaggio pecorino (760), il sesamo (734), il formaggio parmigiano (694) e il lievito di birra secco (637).
Il fosforo presente nei cibi di origine animale risulta maggiormente biodisponibile. Per quanto riguarda il fabbisogno quotidiano, l’apporto necessario varia a seconda di sesso, peso ed età.
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