Nguyờn tố nitơ rất cần cho sự sống trờn Trỏi Đất. Trong tự nhiờn luụn luụn diễn ra cỏc quỏ trỡnh chuyển húa nitơ từ dạng này sang dạng khỏc theo một chu trỡnh tuần hoàn khộp kớn.
1. Cõy xanh đồng húa nitơ chủ yếu ở dạng muối nitrat và muối amoni, chuyển húa thành protein thực vật. Động vật đồng húa protein thực vật, tạo ra protein động vật. Cỏc chất hữu cơ do động vật bài tiết ra (phõn, nước tiểu,...) cũng như xỏc động vật lại chuyển thành hợp chất hữu cơ chứa nitơ. Nhờ những loại vi khuẩn khỏc nhau cú trong đất, một phần cỏc hợp chất này chuyển húa thành amoniac, rồi thành muối nitrat, phần cũn lại thoỏt ra ở dạng nitơ tự do bay vào khớ quyển. Khi cỏc chất hữu cơ (than gỗ, than đỏ, than bựn,...) bị đốt chỏy, nitơ tự do cũng được thoỏt ra. 2. Trờn thực tế, cú một số quỏ trỡnh tự nhiờn cho phộp bự lại một phần lượng nitơ bị mất. * Trong mưa giụng, khi cú sự phúng điện do sấm sột một phần nitơ tự do trong khớ quyển kết hợp với oxi tạo thành khớ NO, rồi chuyển húa thành HNO3 và theo nước mưa thấm vào đất. HNO3 chuyển thành muối nitrat khi kết hợp với muối cacbonat, thớ dụ canxi cacbonat cú trong đất.
* Một số loại vi khuẩn, đặc biệt là cỏc vi khuẩn cố định đạm sống ở rễ cõy họ đậu cú khả năng hấp thụ nitơ từ khớ quyển và chuyển húa thành cỏc hợp chất chứa nitơ.
3. Để tăng năng suất mựa màng, lượng nitơ chuyển từ khớ quyển vào đất vẫn khụng thể đủ. Người ta ước tớnh lượng nitrat tỏi sinh tự nhiờn chỉ bằng một nửa lượng nitrat bị hấp thụ. Do đú, cần phải bún vào đất những hợp chất chứa nitơ dưới dạng cỏc loại phõn bún hữu cơ và vụ cơ.
I - TÍNH CHẤT VẬT LÍ
Đơn chất photpho cú thể tồn tại ở một số dạng thự hỡnh, trong đú quan trọng nhất là photpho trắng và photpho đỏ.
1, Photpho trắng
* Photpho trắng là chất rắn trong suốt , màu trắng hoặc vàng nhạt, trụng giống như sỏp, cú cấu trỳc mạng tinh thể phõn tử: ở cỏc nỳt mạng là cỏc phõn tử hỡnh tứ diện P4 (hỡnh 2.11). Cỏc phõn tử P4 liờn kết với nhau bằng lực tương tỏc yếu. Do đú, photpho trắng mềm, dễ núng chảy (tnc=44,10C).
* Photpho trắng khụng tan trong nước nhưng tan nhiều trong cỏc dung mụi hữu cơ như benzen, cacbon đisunfua, ete,... ; rất độc, gõy bỏng nặng khi rơi vào da.
* Photpho trắng bốc chỏy trong khụng khớ ở nhiệt độ trờn 400C, nờn được bảo quản bằng cỏch ngõm trong nước. Ở nhiệt độ thường, photpho phỏt ra màu quang lục nhạt trong búng tối. Khi đun núng đến nhiệt độ 2500C khụng cú khụng khớ, photpho trắng chuyển dần thành photpho đỏ là dạng bền hơn.
2. Photpho đỏ
* Photpho đỏ là chất bột màu đỏ cú cấu trỳc polime nờn khú núng chảy và khú bay hơi hơn photpho trắng.
* Photpho đỏ khụng tan trong cỏc dung mụi thường, dễ hỳt ẩm và chảy rữa, bền trong khụng khớ ở nhiệt độ thường và khụng phỏt quang trong búng tối. Nú chỉ bốc chỏy ở nhiệt độ trờn 2500C. Khi đun núng khụng cú khụng khớ, photpho đỏ chuyển thành hơi, khi làm lạnh thỡ hơi của nú ngưng tụ lại thành photpho trắng. Trong phũng thớ nghiệm, người ta thường sử dụng photpho đỏ. II - TÍNH CHẤT HểA HỌC
Do liờn kết trong phõn tử photpho kộm bền hơn trong phõn tử nitơ nờn ở điều kiện thường photpho hoạt động húa học mạnh hơn nitơ, mặc dự độ õm điện của photpho (2,19) nhỏ hơn của nitơ (3,04).
Trong hai dạng thự hỡnh, photpho trắng hoạt động hơn photpho đỏ. Để đơn giản, trong cỏc phản ứng húa học người ta viết phõn tử photpho dưới dạng một nguyờn tử P. Khi tham gia phản ứng húa học, số oxi húa của photpho cú thể tăng từ 0 đến +3 hoặc +5, cú thể giảm từ 0 đến −3, nờn photpho thể hiện tớnh khử và tớnh oxi húa.
1. Tớnh oxi húa
Photpho chỉ thể hiện rừ rệt tớnh oxi húa khi tỏc dụng với một số kim loại hoạt động, tạo ra photphua kim loại.
Thớ dụ: 2P0+3Ca−→t0Ca3P2−3 canxi photphua 2. Tớnh khử
Photpho thể hiện tớnh khử khi tỏc dụng với cỏc phi kim hoạt động như oxi, halogen, lưu huỳnh,... cũng như với cỏc chất oxi húa mạnh khỏc.
a) Tỏc dụng với oxi
Khi đốt núng, photpho chỏy trong khụng khớ tạo ra cỏc oxit của photpho: Thiếu oxi: 4P0+3O2→2P2+3O3
điphotpho trioxit Dư oxi: 4P0+5O2→2P2+5O5
điphotpho pentaoxit
b) Tỏc dụng với clo
Khi cho clo đi qua photpho núng chảy, sẽ thu được cỏc hợp chất photpho clorua. Thiếu oxi: 2P0+3Cl2→2P+3Cl3
photpho triclorua Dư oxi: 2P0+5Cl2→2P+5Cl5
photpho pentaclorua
c) Tỏc dụng với cỏc hợp chất
Photpho tỏc dụng dễ dàng với cỏc hợp chất cú tớnh oxi húa mạnh như HNO3 đặc, KClO3,KNO3,K2Cr2O7,...
Thớ dụ: 6P+5KClO3−→t03P2O5+5KCl III - ỨNG DỤNG
Phần lớn photpho sản xuất ra được dựng để sản xuất axit photphoric, phần cũn lại chủ yếu dựng trong sản xuất diờm.
Ngoài ra, photpho cũn được dựng vào mục đớch quõn sự : sản xuất bom, đạn chỏy, đạn khúi,... IV - TRẠNG THÁI TỰ NHIấN. ĐIỀU CHẾ
1. Trong tự nhiờn khụng gặp phopho ở trạng thỏi tự do vỡ nú khỏ hoạt động về mặt húa học. Phần lớn photpho trong vỏ Trỏi Đất nằm ở dạng muối của axit photphoric. Hai khoỏng vật chớnh của photpho là apatit 3Ca3(PO4)2.CaF2 và photphorit Ca3(PO4)2
Nước ta cú mỏ apatit lớn ở Lào Cai, một số mỏ photphoric ở Thỏi Nguyờn, Thanh Húa.
Ngoài ra, photpho cũn cú trong protein thực vật (hạt, quả,...); trong xương, răng, bắp thịt, tế bào nóo,... của người và động vật.
2. Trong cụng nghiệp, photpho được sản xuất bằng cỏch nung hỗn hợp quặng photphorit, cỏt và than cốc
ở 12000C trong lũ điện:
Ca3(PO4)2+3SiO2+5C
−→t03CaSiO3+2P+5C
O
Hơi photpho thoỏt ra được ngưng tụ khi làm lạnh, thu được photpho
trắng ở dạng rắn