Photpho (P) là chất rắn tồn tại dưới nhiều dạng thù hình khác nhau, photpho tồn tại trong tự nhiên dưới dạng 2 khoáng vật chính là Apatit và Photphorit với nhiều vai trò quan trọng trong nông nghiệp, sức khỏe hay trong các ngành công nghiệp. Cùng Vietchem tìm hiểu thêm về phi kim này ở bài viết dưới đây

1. Photpho là gì

Phosphor hay Photpho là một phi kim có các đặc tính sau:

• Nguyên tử khối của photpho là 30, đứng vị trí thứ 15 trong bảng tuần hoàn, nhóm VA, chu kì 3 trong bảng tuần hoàn
• Cấu hình e của photpho: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
• Hóa trị của photpho: Do lớp ngoài cùng có 5 electron nên trong các hợp chất hóa trị của photpho có thể là 5. Ngoài ra trong một số hợp chất photpho còn có hóa trị 3
• Photpho kí hiệu là gì: Kí hiệu P

Hình 1: Nguyên tố Phosphorus

2. Phân loại photpho

Photpho nguyên chất có nhiều hình dáng và màu sắc như trắng, tím, đỏ, đen, hồng… phụ thuộc vào sự sắp xếp của các nguyên tố. Dưới đây là một số loại photpho phổ biến

2.1. Photpho đỏ

Là chất bột màu đỏ, dễ hút ẩm và chảy rữa, phi kim này bền trong không khí ở nhiệt độ thường và không phát quang trong bóng tối, chỉ bốc cháy ở nhiệt độ trên 250 độ C, không tan trong các dung môi thông thường

Khi đun nóng photpho đỏ trong không khí, phi kim này chuyển thành hơi khi làm lạnh thì hơi đó ngưng tụ lại và chuyển thành photpho trắng

Để bảo quản photpho đỏ cần đảm bảo các nguyên tắc sau:

• Khi vận chuyển chắc chắn phải sử dụng găng tay, kính mắt và áo chống hóa chất. Vận chuyển cẩn thận tránh va chạm mạnh có nguy cơ rò rỉ hay bốc cháy
• Lưu trữ ở nhiệt độ từ 2-8 độ C, đảm bảo không vượt quá 40 độ C để tránh bốc cháy
• Tránh ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng mạnh chiếu trực tiếp
• Đáp ứng đầy đủ các quy định về an toàn hóa chất

2.2. Photpho trắng

Đây là chất rắn trong suốt, màu trắng hoặc hơi vàng, trong như sáp và có cấu trúc mạng tinh thể phân tử. Trong tinh thể, những phân tử P4 nằm ở nút mạng và liên kết với nhau bằng lực tương tác yếu

Photpho trắng dễ nóng chảy, không tan trong nước, tan trong một số dung môi hữu cơ như CS2, C6H6…, rất độc và gây bỏng nặng khi rơi vào da. Phi kim này có thể bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ trên 40 độ C  nên được bảo quản bằng cách ngâm trong nước. Ở nhiệt độ thường, photpho trắng phát quang có màu lục nhạt trong bóng tối. Khi đun nóng đến nhiệt độ 250 ở môi trường không có không khí thì photpho trắng chuyển thành photpho đỏ là dạng bền vững hơn

2.3. Photpho đen

Photpho đen là dạng photpho ổn định nhiệt động tại nhiệt độ và áp suất phòng. Khi nung nóng photpho trắng dưới áp suất cao khoảng 12.000 atm ta thu được photpho đen với ngoại hình, tính chất và cấu trúc rất giống than chì.

Photpho đen được ứng dụng để chế tạo những transistor có hiệu suất rất tốt giúp giải quyết một trong những thách thức lớn nhất của ngành điện tử trong tương lai: tăng số lượng bán dẫn truyền tải trên một con chip và giảm thiểu kích thước bán dẫn.

Hình 2: Photpho đen

4. Tính chất hóa học của photpho

Photpho tác dụng với oxi

Phi kim này tác dụng với một số kim loại hoạt động tạo ra photphua kim loại. 

Ví dụ:

2P + 3Ca -> Ca3P2 (điều kiện nhiệt độ)

Photpho có tính khử

Tác dụng với các phi kim hoạt động như oxi, halogen, lưu huỳnh… và các hợp chất khác có tính oxi hóa mạnh

Ví dụ:

4P + 3O2 -> 2P2O3 (điều kiện nhiệt độ, thiếu oxi)

4P + 5O2 -> 2P2O5 (điều kiện nhiệt độ, dư oxi)

5. Trạng thái tự nhiên và điều chế

Nguồn chứa nhiều photpho trong tự nhiên là các quặng apatit và Photphorit 

Trong công nghiệp, photpho đỏ được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp quặng photphorit hoặc apatit, than cốc và cát ở 1200 độ C trong lò điện. Khi hơi photpho thoát ra được ngưng tụ và làm sạch sẽ thu được P trắng ở dạng rắn

Hình 3: Quặng Apatit

6. Chu trình photpho trong tự nhiên

Trong chu trình tự nhiên, phosphor di chuyển qua nhiều môi trường như đá, nước, đất, trầm tích và sinh vật. Mưa và phong hóa theo thời gian làm cho phosphat vô cơ rời khỏi đá và tồn tại trong môi trường đất và nước. Cây cối hấp thụ photphat vô cơ từ đất thông qua quá trình chuyển hóa từ dạng vô cơ khó tiêu thành dễ tiêu nhờ vi sinh vật, trong khi động vật lấy photpho từ thực vật hoặc thức ăn của chúng. Khi ở trong cơ thể của sinh vật, phosphat được tích hợp vào các phân tử hữu cơ. Những phosphat này sau đó được mô động vật hấp thụ qua việc tiêu thụ thức ăn, rồi cuối cùng trở lại đất qua quá trình bài tiết nước tiểu và phân bón. Khi cây cối hoặc động vật chết và phân rã, phosphat hữu cơ được trả về đất.

Hình 4: Chu trình Phosphorus

Chu trình photpho tự nhiên cũng bao gồm việc tạo sẵn các dạng phosphat hữu cơ trong đất cho cây trồng, thông qua quá trình khoáng hóa, do vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ thành phospho vô cơ. Ngoài ra, phosphor có thể đi vào các hệ thống nước thông qua phân bón, nước thải, cặn khoáng tự nhiên và chất thải từ các quy trình công nghiệp khác. Lượng phosphor này có thể tập trung ở khu vực lưu vực sông trước khi đi vào đại dương, nơi nó có thể được lưu trữ trong trầm tích theo thời gian.

7. Ứng dụng của photpho

Nông nghiệp: Là một thành phần chính của phân bón, photpho là yếu tố cần thiết để thúc đẩy sự phát triển của cây trồng. Nó giúp cải thiện sự phát triển của rễ và quá trình sinh sản, đồng thời tăng cường sức đề kháng của cây trước các bệnh tật.

Hình 5: P ứng dụng trong phân bón

Dược phẩm: Photpho và các hợp chất của nó được sử dụng trong sản xuất thuốc, bao gồm cả việc tạo ra các hợp chất phosphate để làm thuốc bổ sung khoáng chất và cung cấp năng lượng cho cơ thể.

Công nghiệp: Photpho được sử dụng trong sản xuất phụ gia, chất làm cứng kim loại, và là một thành phần chính trong việc sản xuất photphat, một loại hóa chất quan trọng trong nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau.

Đèn và điện tử: Trong các ứng dụng như các loại đèn huỳnh quang, các hợp chất photpho được sử dụng để tạo ra ánh sáng.

Photpho dùng để sản xuất lửa pháo và chất nổ: Do khả năng tạo ra năng lượng khi cháy mạnh mẽ, photpho được sử dụng trong sản xuất thuốc nổ và lửa pháo.

Hình 6: Ứng dụng trong sản xuất diêm

Chất xử lý nước: Phosphat được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước để loại bỏ chất dinh dưỡng dư thừa như nitơ và phát triển quá mức của tảo và rêu trong môi trường nước.

Dinh dưỡng và thức ăn gia súc: Photpho được sử dụng trong sản xuất thức ăn gia súc và thức ăn chăn nuôi để cung cấp khoáng chất cần thiết cho sự phát triển và sức khỏe của động vật.

8. Vai trò của photpho trong cơ thể người

Đóng vai trò kết nối giữa việc hấp thu canxi vào cơ thể và chuyển canxi vào xương, góp phần làm cho xương và răng chắc khỏe.

Là thành phần quan trọng của các phân tử ADN, ARN, tham gia vào việc xây dựng gen trong cơ thể.

Hỗ trợ quá trình tạo năng lượng cho cơ thể thông qua việc sản xuất ATP trong các tế bào.

Đóng vai trò quan trọng trong quá trình lọc chất thải của thận.

Tham gia vào việc điều chỉnh hoạt động co bóp cơ và truyền dẫn tín hiệu thần kinh, có ảnh hưởng đến hoạt động thần kinh cũng như sự đều đặn của cơ tim.

Hỗ trợ quá trình hoạt động của hệ thống miễn dịch bằng cách tham gia vào việc hoạt hóa bạch cầu tại các khu vực viêm.

Các thực phẩm giàu photpho mà chúng ta có thể bổ sung hàng ngày:

Hình 7: Thực phẩm giàu P

• Gan bò cân nặng khoảng 85 gram chứa 422 mg phốt pho. 
• Một cốc đậu lăng nấu chín (tương đương khoảng 198 gram) chứa khoảng 356 mg phốt pho. 
• Một phần đùi gà nướng chín (chỉ thịt, khoảng 137 gram) cung cấp 315 mg. 
• Một cốc hạt hướng dương khô (tầm 46 gram bao gồm cả vỏ) chứa 304 mg phốt pho. 
• Một cốc phô mai tươi với hàm lượng chất béo sữa 1% (tương đương 226 gram) chứa khoảng 303 mg. 
• Một cốc sữa chua Hy Lạp nguyên chất không đường (khoảng 200 gram) cung cấp khoảng 274 mg. 
• Một cốc sữa dê (khoảng 244 gram) cung cấp 271 mg. 
• Một khẩu phần cá hồi tự nhiên nấu chín (tầm 85 gram) chứa 218 mg phốt pho.

9. Đơn vị cung cấp hóa chất tinh khiết, thuốc thử nồng độ Photpho

Nếu Quý khách hàng đang cần tìm đơn vị cung cấp Hóa chất Photpho tinh khiết hay thuốc thử nồng độ phục vụ cho chức năng nghiên cứu, chẩn đoán xét nghiệm trong phòng thí nghiệm thì Vietchem là đơn vị uy tín hàng đầu. Với hơn 20 năm hoạt động trong ngành kinh doanh hóa chất với các đối tác lớn như Samsung, Vincom, Nestle, TH, NSRP…

∗∗∗ Xem thêm thông tin chi tiết về sản phẩm ngay dưới đây:

Thuốc Thử Đo Photpho HI93706-01 (100 lần) Hanna

Thuốc thử Photpho Reactive (50 lần) HI93758A-50 Hanna

Thuốc thử Photpho thủy phân axit (50 lần) HI93758B-50 Hanna

Thuốc thử Photpho tổng 0.00 - 3.50 mg/l (50 lần) HI93758C-50 Hanna

Photpho red Trung Quốc

Photphoric Acid Trung Quốc

Vietchem đã giải đáp cho quý độc giả về phi kim Photpho, những tính chất, phân loại, ứng dụng và các vai trò quan trọng đối với sức khỏe con người. Hãy thường xuyên theo dõi Vietchem, chúng tôi hứa hẹn đem lại cho bạn những thông tin hữu ích và cập nhật nhất.