فسفر

مشخصات فسفر :

عدد اتمی فسفر : ۱۵ ۳۰٬۹۷۳۸ g.mol -۱: جرم اتمی حالت اکسایش: ± ۳، ۴، ۵ الکترونگاتیوی (بر اساس قرارداد :pauling): ۲٬۱ چگالی: ۱٬۸۲ g/ml at 20 °C نقطه ذوب: ۴۴٬۲ °C نقطهٔ جوش: ۲۸۰ °C شعاع اتمی: ۱٬۲۸ Å شعاع یونی: ۰٬۳۴ Å آرایش الکترونی: [Ne]3s23p۳ انرژی نخستین یونش: ۱۰٬۱۱۸ eV انرژی دومین یونش: ۱۹٬۷۲۵ eV انرژی سومین یونش: ۲۹٬۱۴۱ eV کشف شده بوسیله: Hennig Brandt in ۱۶۶۹

فسفر یکی از اعضای نافلز چند ظرفیتی گروه نیتروژن می‌باشد. این عنصر به چندین شکل آلوتروپی در طبیعت یافت شده‌است و یکی از عناصر حیاتی برای زندگی ارگانیسم‌های طبیعی (ترکیب موجودات زنده) می‌باشد. چندین شکل فسفر وجود دارند که عبارت اند از:فسفر سفید، قرمز، سیاه؛ اگر چه رنگ‌های آن‌ها تا حد زیادی به نظر می‌رسد تفاوت کمی با هم داشته باشد. فسفر سفید یکی از شکل‌های فسفر است که به‌طور صنعتی تولید می‌شود که در تاریکی می‌تابد؛ و بی‌اختیار شعله‌ور می‌شود در زمانی که در معرض هوا گیرد و سم مهلکی است. فسفر قرمز می‌تواند به خاطر تغییرات اندک در ساختار شیمیایی اش از رنگ نارنجی تا ارغوانی تغییر داشته باشد. شکل سوم، یعنی فسفر سیاه، که در زیر فشار بالا ساخته می‌شود شبیه به گرافیت بوده و مانند گرافیت توانایی هدایت الکتریکی را دارد.

به غیر از آب و غذا بدن انسان برای بقا نیاز ویتامین‌های مشخص و مواد معدنی دارد. کلسیم و فسفر دو ماده معدنی مهم در بدن انسان هستند که با کمک همدیگر دندان‌ها و استخوانها را می‌سازند. فسفر ۱ درصد کل وزن بدن را تشکیل می‌دهد، بنابراین اگر فردی ۱۵۰ پوند وزن داشته باشد یک و نیم پوند فسفر در بدن دارد.

بیشتر فسفر بدن (در حدود ۸۵ درصد) در استخوانها و دندانها (جایی که با کلسیم برای ساختن استخوان قویتر و سخت‌تر ترکیب می‌شود) وجود دارد. بقیه فسفر در سلول‌ها و بافتهای دیگر وجود دارد. در کلیه‌ها، فسفر از نظیر تصفیه مهم است. فسفر همچنین به تعادل اسید-باز درخون کمک می‌کند. فسفر جریان انرژی در بدن را تنظیم کرده باعث کاهش درد عضلانی، بعد از یک کار سخت، می‌شود. بدن شما برای رشد، نگهداری و ترمیم همه بافتها و یاخته‌های بدن و همچنین برای جذب سایر ویتامین‌ها و مواد معدنی از جمله ویتامین دی، کلسیم، ید، منیزیومو روی نیاز به فسفر دارد.

کاربردها در کشاورزی :

از کاربردهای فسفر می‌توان در اسید فسفریک غلیظ شده که در کودها برای کشاورزی و سموم دفع آفات اشاره کرد.

کودهای فسفاته :

غالباً درصد فسفر کودهای شیمیائی را بصورت درصد اکسید فسفر ذکر می نمایند. اسید فسفریک که از تجزیه مواد آلی خاک حاصل می شود قابل جذب گیاه است، اما بصورت کود شیمیائی مصرف نمی شود. قسمت اعظم کود فسفره ای که به خاک داده می شود. بوسیله کلسیم در خاک های قلیائی و بوسیله آهن و آلومینیم در خاکهای اسیدی تثبیت می گردد. معمولاً کود فسفره ای که به خاک داده می شود در سال اول بصورت قابل جذب گیاه باقی می ماند و بخش کمی نیز طی سالهای آینده قابل جذب گیاه می گردد. میزانهای فوق الذکر با روش کوددهی، بافت و ترکیب خاک ، سوابق مصرف کود فسفره در خاک و مقدار کود فسفری که مصرف می شود بستگی دارد. چون میزان محلول بودن و حرکت کود فسفره در خاک بسیار محدود است می بایستی کودهای فسفره را قبل از کاشت به صورت نواری به خاک داد و آنها را مستقیماً در ناحیه توسعه ریشه قرار داد. حداکثر میزان محلول فسفر در pH معادل ۶ تا ۶٫۵ مشاهده می شود. بنابراین رساندن pH خاک به این حدود می تواند در افزایش محلول بودن و جذب فسفر موثر باشد.

تغییر pH خاک در خاکهای اسیدی با اضافه کردن آهک و در خاکهای قلیائی با اضافه کردن گوگرد یا کودهای اسیدی انجام پذیر است. مصرف مقدار زیادی کود حیوانی نیز می تواند در نقصان pH خاک مفید باشد. میزان محلول بودن کودهای فسفره نیز متغیر است

شکل قابل جذب فسفر در گیاهان، بصورت آنیون می باشد و به یکی از دو صورت زیر است:

• مونو فسفات H₂PO^-₄
• دی فسفات HPO₄^-2

باکتری های حلال ساز فسفات و مایکوریزای موجود درخاک باعث افزایش جذب فسفر توسط گیاهان می شوند.

کودهای فسفر رایج :

1. مونو فسفات آمونیوم- حاوی ۴۸% فسفر (P2O5) - حاوی ۱۱% نیتروژن - مونو فسفات آمونیوم، کودی است حلال در آب و می توان در سیستم آبیاری قطره ای، همراه با آبیاری از آن استفاده نمود.
2. سوپر فسفات ساده- حاوی ۲۰% فسفر (P2O5)
3. سوپر فسفات تریپل- حاوی ۴۶% فسفر (P2O5)

نقش فسفر در گیاه :

فسفر برخلاف نیتروژن و گوگرد، در گیاه کاهش نمی یابد بلکه در بالاترین سطح اکسیداسیون قرار دارد. فسفر بعد از جذب توسط گیاه به استرهای ساده فسفات نظیر قندهای فسفات دار تبدیل شده یا از طریق پیوند پیروفسفات به یک فسفات دیگر متصل میشود (نظیر ATP).

• فسفر برای تولید بذر و میوه از عناصر اصلی است و در صورت کمبود فسفر، تشکیل میوه متوقف می شود مخصوصاً اگر میزان ازت بالا باشد.
• فسفر گسترش ریشه را تقویت می کند.
• فسفر باعث انتقال انرژی و تقسیم سلولی می شود.
• در کربن گیری گیاه نقش دارد.
• باعث گلدهی گیاه و جلو انداختن بلوغ در گیاه می شود.

علائم کمبود فسفر در گیاه :

به طور کلی علائم کمبود فسفر به روشنی کمبود ازت نیست و شامل موارد زیر می شود:

1. رشد قسمت های هوایی و ریشه در گیاه کند و یا متوقف می گردد.
2. رشد طولی گیاه افزایش می یابد و تولید ساقه ی جانبی به ندرت ظاهر می شود.
3. رنگ حاشیه برگ ها، قرمز یا ارغوانی شده و پایین ترین برگ گیاه زرد شده و این زردی به دمبرگ منتقل شده و برگ ریزش می کند. به نظر می رسد یکی یکی برگ ها از پایین زرد شده و ریزش می کند. (در کمبود ازت، فقط پهنک زرد می شود و با یک ضربه ی دست به برگ ،برگ می افتد.)
4. کمبود فسفر باعث می گردد که فعل و انفعالات و سوخت و ساز نظیر تبدیل قند به نشاسته کاهش یابد. تبدیل قند به نشاسته در سیب زمینی بسیار زیاد است و سیب زمینی با مزه شیرین خوب نیست.
5. در کمبود فسفر، تعداد برگ ها کاهش می یابد و جوانه ها از بین می روند. همچنین تعداد شکوفه ها و میوه ها کاسته می شود.
6. در کمبود فسفر در بعضی از میوه ها، گوشت میوه نرم و شیره میوه خیلی ترش و خاصیت انبارداری آن کاهش می یابد.

[caption id="attachment_987" align="alignright" width="300"] فسفات[/caption]

فسفر در محیط زیست :

در جهان طبیعت فسفر به شکل خالص دیده می‌شود. مقدار فسفر ی که به‌طور طبیعی در غذا وجود دارد به‌طور قابل ملاحظه‌ای تفاوت دارد اما می‌تواند به عنوان بیشترین مقدار در جگر (mg/100 g 370) یا کمترین مقدار در روغن گیاهی باشد. غذاهای غنی از فسفر عبارت اند از :تن ماهی، ماهی قزل آلا، ماهی ساردین، کبد، بوقلمون، جوجه مرغ، تخم مرغ و پنیر (۲۰۰ g/100 g).. کانی‌های فسفات دار زیادی وجود دارند بیشترین آن‌ها به شکل apatite هستند.

Fluorapatite بیشترین ذخیرهٔ استخراج شدهٔ معدنی فسفر را داراست. مناطق مهم و عمده استخراج معدنی این ماده در روسیه، مراکش، تانزانیا، توگو و Nauru (کشور ایسلند قرار گرفته در اقیانوس آرام (قلمرو قدیم استرالیا))هستند. تولید جهانی ۱۵۳ میلیون تن در سال است. نگرانی‌هایی در مورد اینکه تا چند سال دیگر این منابع فسفر باقی خواهند ماند، وجود دارد.

در صورت کمبود این ماده می‌تواند مشکلات جدی در تولید غذای جهانی به وجود آید، به خاطر اینکه فسفر یکی از اجزای مهم در کودها می‌باشد. در اقیانوس‌ها، تجمع فسفر مخصوصاً در سطح آن‌ها خیلی کم است به این دلیل که آلومینیم فسفات و کلسیم فسفات بر روی سطح آب باقی می‌مانند. لی در موارد دیگر، در اقیانوس‌ها، فسفات به سرعت کامل مصرف می‌شوندو به اعماق اقیانوس‌ها به عنوان organic debris می‌روند. مقادیر بیشتری از فسفات‌های می‌توانند در رودخانه‌ها و دریاچه‌ها وجود داشته باشند که رشد بیش از اندازهٔ خزه‌ها را موجب می‌شود.

اشکال دیگر : 

فسفر غیرفلزی که یک ماده مومی زرد یا سفید است و در تماس با هوا قابل اشتعال است سمیت زیادی دارد و به عنوان دارو استفاده نیم شود. علاوه بر این پزشکان یک یا چند تا از فسفات‌های غیر آلی را که در زیر نامبرده شده‌است و سمی نیست، توصیه می‌کنند:

• فسفات پتاسیم دی بازیک
• فسفات پتاسیم مونوبازیک
• فسفات سدیم دی بازیک
• فسفات سدیم مونوبازیک
• فسفات سدیم تری بازیک