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Phosphor

Synthese von Phosphor

Historische Synthese

Phosphor wurde 1669 von Henning Brand auf der Suche nach dem Stein der Weisen bei der trockenen Destillation von Harn entdeckt. Verkohlte organische Substanzen reduzieren das im Harn enthaltene Phosphat zu weißem Phosphor, P4 . Lange Zeit war Harn der einzige Ausgangsstoff, aus dem Phosphor hergestellt wurde.

Technische Synthese

Darstellung von weißem Phosphor: Weißer Phosphor wird aus Apatit durch Umsetzung mit Koks und Sand im elektrischen Lichtbogen bei 1400-1500 °C erhalten. Die ablaufenden Reaktionen lassen sich in der folgenden Gleichung zusammenfassen:

2 Ca 3 ( PO 4 ) 2 + 6 SiO 2 + 10 C 6 CaSiO 3 + 10 CO + P 4 ( ΔrH° = 3060 kJmol-1 )

Der technisch erzeugte weiße Phosphor ist Ausgangsstoff für die Darstellung aller Phosphormodifikationen. In Wasser ist weißer Phosphor nur in Spuren löslich (0,00033 Gew.-%). Er löst sich im Unterschied zu den anderen Modifikationen in Kohlenstoffdisulfid.

Darstellung von rotem Phosphor: Erhitzt man weißen Phosphor auf etwa 250 °C unter Ausschluss von Sauerstoff, so entsteht roter Phosphor. Bei dieser Umwandlung wird eine nicht unerhebliche Wärmemenge frei (-29 kJ je Mol P4 ). Der Zusatz geringer Mengen von Iod katalysiert diese Umwandlung außerordentlich. Der Phosphorkuchen wird nach dem Abkühlen zermahlen und durch Kochen mit NaOH von nicht umgewandeltem weißen Phosphor abgetrennt.

Darstellung von schwarzem Phosphor: Schwarzer Phosphor ist eine weitere Modifikation des Phosphors, die entweder unter hohem Druck (1200 MPa) bei 200 °C oder durch lang dauerndes Erhitzen des weißen Phosphors in Anwesenheit von Katalysatoren (z. B. feinverteiltes metallisches Quecksilber) und Impfkristallen hergestellt werden kann.

Darstellung von violettem Phosphor: Der violette Phosphor (Hittorfscher Phosphor) entsteht durch ein- bis zweiwöchiges Erhitzen von weißem Phosphor auf 550 °C. Die roten Kristalle sind in Kohlenstoffdisulfid unlöslich.

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