15 Fósforo

Hoy toca aprender sobre el elemento de 15 protones y de símbolo P. El fósforo. Phosphorus en inglés (de ahí lo de la “P”).

Sus 15 electrones se distribuyen de manera que se completan las dos primeras capas quedando 5 de ellos en la Capa de Valencia. Esos 5 últimos electrones, y más concretamente, los 3 que le faltarían para completar esa tercera y última capa hacen que el fósforo no se encuentre en estado puro en la naturaleza. Es muy reactivo. A la vez, es muy importante para nosotros. Habrás oído hablar de algún alimento rico es fósforo, quizás. Vamos a ver si aprendemos algo.

En la naturaleza, el fósforo se encuentra en la corteza terrestre formando parte de las que se conocen como rocas fosfatadas. Éstas se erosionan y el fósforo pasa a formar parte de la tierra, de donde lo obtendrán las plantas y, por último, los animales como nosotros.

Los fosfatos son sales o restos orgánicos que contienen fósforo. Normalmente contienen un átomo de fósforo rodeado de 4 átomos de oxígeno.

Foto Apatita. Ca(PO4)3 (F, Cl, OH). El fosfato es el PO4. Hay una mina muy importante en Logrosán, Extremadura. 
Pero antes de hablar dónde encontrarlo, hablemos de su descubrimiento. Su nombre, para empezar, proviene de Phosphoros, que en griego significa “portador de la luz” y que es el nombre que le dieron los griegos al planeta Venus, puesto que tras él, salía el Sol. (Puedes aprender sobré Venus en el blog Astronomiaparatontos). Ese nombre fue el elegido por un alquimista alemán del siglo XVII, Henning Brand, porque mientras intentaba buscar la piedra filosofal (con la que convertir otros metales en oro), encontró algo que brillaba que daba gusto. Ese algo en cuestión era fosfato de sodio (Na3PO4), uno de los residuos de la orina. Quería Henning extraer las diversas sales de la orina, para lo cual, la hervía y se quedaba con el residuo. Siguió calentando el residuo y fue más o menos entonces cuando éste empezó a brillar. El caso es que el fosfato de sodio se une al carbono, que también forma parte de los residuos, y generando monóxido de carbono (CO) más fósforo puro, que se escapa en forma de gas. Ese gas de fósforo se une al oxígeno del aire formando dióxido de fósforo (P2O2) que son moléculas de corta vida que brillan al descomponerse. Como nota, decir que obtuvo unos 60 gramos de fósforo después de hervir unos 1100 litros de orina. Y fueron esos 60 gramos los que dieron el nombre de fosforito o fosforescente a todo lo que brilla en la oscuridad.

Resultado de imagen de henning brand
Henning en su laboratorio.

Obviamente, de esto Henning no tenía ni idea, y hubo que esperar 300 años para que se descubriera el secreto de ese brillo. Fue en 1974. Antes, en 1777, Lavoisier ya reconoció el fósforo como elemento y antes incluso, en 1769, se descubrió que el fósforo era un elemento importante de los huesos, con lo que se pasó a obtener fósforo a partir de huesos. En el siglo XX se supo que el fósforo blanco, que es lo que obtuvo Brand, brilla porque es tan reactivo que se quema con el aire. Brand no vio las llamas, pero porque obtuvo muy poquito, pero en grandes cantidades es muy peligroso.

Resultado de imagen de bomba fosforo
Estallido de una bomba de fósforo en la Segunda Guerra Mundial. 

El fósforo, aquel día en el laboratorio de Brand, se unió al oxígeno porque éste necesita electrones y el fósforo se los puede ceder. Pero el fósforo también se une a elementos que se quieran quitar electrones de encima, como por ejemplo el sodio, al que se une quitándole electrones.

Y además de unirse a multitud de otros elementos, también forma moléculas consigo mismo (alótropos), formando estructuras como la del fósforo blanco de Brand, que consta de cuatro átomos de fósforo colocados en forma de tetraedro. El caso es que esas moléculas de 4 átomos no se unen entre si (El carbono forma una parecida que sí se unen entre si, y muy fuertemente. Son los diamantes). Si acumulamos muchísimas de éstas moléculas, en una especie de sustancia pastosa, obtenemos algo muy peligroso que, en contacto con el oxígeno producirá fósforo rojo. Esa reacción es muy rápida, se acelera con la luz y la temperatura y, además, genera mucho calor. (Ver la imagen de antes).

Resultado de imagen de fosforo blanco estructura
Molécula con 4 átomos de fósforo. 

Afortunadamente para la reputación del fósforo, tiene otras aplicaciones más pacíficas. Casi todos lo tenemos en casa, en unos pequeños palitos de madera a los que llamamos cerillas. Desafortunadamente, hasta en esto ha hecho estragos, pues del fósforo que se utilizaba para fabricar las cerillas emanaban unos vapores que, a largo plazo, fueron muy perjudiciales: necrosis en los huesos de la mandíbula y daños cerebrales a los fabricantes de cerillas. Pero eso era antes, cuando se utilizaba fósforo blanco. Hoy en día se utiliza fósforo rojo (y en el raspador), que se obtiene a partir del blanco. Aunque el fósforo rojo también lo utilicen para hacer metanfetamina.

Para que quede claro, el fósforo blanco hoy en día no se obtiene a partir de la orina sino del fosfato tricálcico (Ca3(PO4)2), que se calienta para producir fósforo blanco. El fosfato tricálcico se utiliza por ejemplo como regulador de acidez, como mejorador del pan al hornearlo o en las pastas de dientes, para blanquearlos.

También existe, por cierto, el fósforo negro, que es parecido al grafito y conduce la electricidad. La lista de alótropos no se acaba ahí, puesto que también hay fósforo violeta y azul.

Además de utilizarlo por sus propiedades incendiarias, el fósforo se utiliza sobretodo en fertilizantes (Junto con nitrógeno y potasio). Es conocido su uso como dopante en los semiconductores (ver la entrada del silicio), también se utiliza en pesticidas (Que derivarían en gases mortíferos (Gas sarín o VX), prohibidos por las Naciones Unidas en 1993), detergentes o producción de algunos plásticos. Como detergentes, de nuevo, la mala reputación del fósforo sale a la luz, pues contamina mucho. En realidad, “fertiliza” las aguas haciendo que proliferen unos microrganismos que desplazan a las algas y al resto de fauna. Es un proceso llamado eutrofización y afecta a muchísimos lagos del mundo).

Hay muchos compuestos a base de fósforo, entre ellos, diferentes ácidos, uno de los cuales acabaría convirtiéndose en uno de los ingredientes básicos de la CocaCola.

Para los seres vivos es muy importante. Se encuentra en los huesos, en las cadenas de ADN, en las membranas celulares (fosfolípidos), las células lo utilizan para almacenar o transportar energía (Adenosín trifosfato o ATP, una molécula que es fundamental, porque gracias a ella se acumula la energía producida en la fotosíntesis de las plantas y podrá ser transferida a cualquier otro ser vivo). También regula la actividad de algunas proteínas, como las de los espermatozoides, que tienen mucho fosfato y es, de hecho, lo que brilla en las películas cuando investigan, por ejemplo, una violación. El fósforo supone más o menos el 1% de tu peso. Ahí es nada.

No hay comentarios:

Publicar un comentario