موضوع مقاله: فسفر | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # فسفر | مقدمه: اما از آنجا که بسیار واکنش‌پذیر است، فسفر هرگز به عنوان یک عنصر آزاد در زمین یافت نمی‌شود. | ## بخش 1: فسفر | غلظت آن در پوسته زمین حدود یک گرم در هر کیلوگرم است (با غلظت مس که در حدود ۰٫۰۶ گرم در کیلوگرم است مقایسه کنید). کیمیاگران عرب قرن ۱۲ میلادی ممکن است به‌طور تصادفی فسفر خالص را جدا کرده باشند، اما سوابق آن مشخص نیست. به نظر می‌رسد که فسفر در سال ۱۶۶۹ توسط هنیگ برند، تاجر آلمانی که سرگرمیش کیمیاگری بود، کشف شده‌است. او در ادرار به دنبال طلا بود و اقدام به جوشاندن ادرار کرد تا با حذف آب، به طلا برسد، اما به جامد خمیری سفید رنگی رسید که به راحتی با ایجاد نور بسیار، می‌سوخت. فسفر خالص ابتدا از ادرار انسان جدا شد (توسط براند) و خاکستر استخوان یک منبع مهم فسفات اولیه بود. معادن فسفات حاوی فسیل است زیرا فسفات در رسوبات فسیل شده بقایای حیوانات و فضولات حیوانات وجود دارد. کود فسفات برای جایگزینی فسفر جذب شده توسط گیاهان از خاک لازم است و تقاضای سالانه آن تقریباً دو برابر سریعتر از رشد جمعیت انسانی افزایش می‌یابد. سایر کاربردها شامل ترکیبات ارگانوفسفر در مواد شوینده، سموم دفع آفات و عوامل عصبی است. مشخصات فسفر با عدد اتمی ۱۵ و نماد P یکی از اعضای نافلز چند ظرفیتی گروه نیتروژن (نیکتوژن‌ها) 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، فسفر بنفش و فسفرسیاه؛ 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 در زمانی که در معرض هوا قرار گیرد به سرعت شعله‌ور می‌شود 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. کاربردها کود فسفر یک ماده مغذی ضروری برای گیاه است (بیشترین ماده مغذی محدود کننده بعد از نیتروژن)، و عمده تولید فسفر در اسیدهای فسفریک غلیظ برای کودهای کشاورزی است که حاوی ۷۰ تا ۷۵٪ فسفر پنتوکسید P2O5 است. استفاده از کود فسفات در کشاورزی الزامی است زیرا فسفر برای همه موجودات زنده ضروری است. این ماده در انتقال انرژی، مقاومت ریشه و ساقه‌ها، فتوسنتز، گسترش ریشه گیاهان، تشکیل دانه‌ها و گل‌ها و سایر عوامل مهم مؤثر بر سلامت کلی گیاه و ژنتیک نقش دارد. 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).. 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. | ## بخش 2: فسفر | 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. مقادیر بیشتری از فسفات‌های می‌توانند در رودخانه‌ها و دریاچه‌ها وجود داشته باشند که رشد بیش از اندازهٔ خزه‌ها را موجب می‌شود. فهرست مواد غذایی بر پایه اندازه فسفر نام ماده غذایی[Nutrients: Phosphorus, P(mg) ] nal.usda.gov میلی‌گرم (mg) در ۱۰۰ گرم تصویرنوشیدنی‌های بر پایه پودر سویا۱۲۷۲-مغز تخمه بوداده و نمکی کدو تنبل و کدو۱۱۷۴40px|بی‌قاب|وسطمغز تخمه آفتابگردان برشته بدون نمک۱۱۵۸40px|بی‌قاب|وسطمغز تخمه آفتابگردان با روغن بو داده شده بدون نمک۱۱۳۹-شیر خشک بدون چربی و کلسیم کاهش‌یافته۱۰۱۱-شیر خشک بدون چربی معمولی بدون افزودگی ویتامین آ و ویتامین د۹۶۸-آب دوغ (پس‌آب کره) خشک‌شده۹۳۳-پودر آب پنیر (سرم شیر) شیرین و خشک‌شده۹۳۲- 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 می‌شود. 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 نحوه مصرف اگر زیر ۲۴ سال سن دارید یا اینکه حامله یا شیرده هستید روزانه به ۱۲۰۰ میلی‌گرم فسفر نیاز دارید. چون اغلب نیاز بدن به فسفر از طریق رژیم غذایی تأمین می‌شود، جای هیچ گونه نگرانی در مورد مصرف مکمل‌های فسفر وجود ندارد. مسئله مهم‌تر این است که شما بر روی غذایی که می‌خورید دقت کنید تا تعادل مناسبی از کلسیم و فسفر در رژیم غذایی شما وجود داشته باشد. کم کردن گوشت و جایگزین کردن با نوشابه‌های سبک می‌تواند عدم تعادل بین کلسیم و فسفر را اصلاح کند. در همین زمان شما باید دقت کنید که کلسیم کافی مورد نیاز بدن را در رژیم غذایی جای دهید که اغلب کار مشکلی است. مصرف زیاد فسفر می‌تواند منجر به اسهال و کلسیفیکاسیون (سخت شدن) اعضا و بافت نرم شده و توانایی جذب آهن، کلسیم، منیزیوم و روی را توسط بدن کاهش دهد. اگر شما ورزشکار هستید و از مکمل‌های حاوی فسفات استفاده می‌کنید، باید دقت کنید که از این مکمل‌ها فقط باید به صورت گاه گاهی استفاده کنید. متخصصین تغذیه یک میزان مساوی از کلسیم و فسفر را در رژیم غذایی توصیه می‌کنند، اما رژیم غذایی تیپیک آمریکایی حاوی کلسیم کم و فسفر زیاد (میزان فسفر ۲ تا ۴ برابر کلسیم) است. گوشت قرمز و مرغ و بوقلمون حاوی فسفر به میزان ۱۰ تا ۲۰ برابر میزان کلسیم آن است، و آشامیدنی‌های حاوی کربنات مانند «کولا» حدود ۵۰۰ میلی‌گرم فسفر در هر بار مصرف دارد. وقتی در سیستم شما فسفر بیشتر از کلسیم باشد، بدن کلسیم ذخیره شده داخل استخوان‌ها را برداشت می‌کند تا عملکرد طبیعی بدن انجام شود. این امر منجر به کاهش توده استخوانی و در نتیجه شکنندگی استخوان یا مشکلات لثه و دندان‌ها می‌شود. پایین بودن نسبت کلسیم به فسفر همچنین باعث افزایش خطر فشار خون بالا و سرطان کولورکتال می‌شود. یک تعادل مناسب بین کلسیم و فسفر رژیم غذایی می‌تواند باعث کاهش تنیدگی (استرس)، کاهش خطر پوکی استخوان و بهبود علایم آرتروز و دیگر مشکلاتی شود که مرتبط با توانایی بدن در استفاده از کلسیم است. تداخل‌های احتمالی موارد زیر می‌تواند به کمبود فسفر کمک کند: آلبومین آنتی اسید آهن منیزیوم ناکافی بودن ویتامین «دی» تأثیرات فسفر بر روی سلامتی فسفر در محیط زیست بیشتر به صورت فسفات یافت می‌شود. فسفات‌ها مواد مهمی در بدن انسان‌ها می‌باشند، به خاطر اینکه آن‌ها قسمتی از مواد تشکیل دهندهٔ DNAها بوده و در توزیع انرژی کمک می‌کنند. انسان تأمین فسفات طبیعی را به‌طور اساسی با اضافه کردن کودهای غنی شده با فسفات به خاک و با استفاده از detergents (ماده‌ای که ناخالصی‌ها را جدا می‌کند) محتوی فسفات تغییر داده‌اند. | ## بخش 3: فسفر | کمبود فسفر نیز می‌تواند اتفاق بیفتد؛ که مصرف زیاد دارو می‌تواند عامل ایجاد آن باشد. زمانی که فسفر سفید در طبیعت قرار می‌گیرد می‌تواند خطر جدی برای سلامت ما تلقی گردد. علت مرگ مردمی که معمولاً در اثر قرارگیری در معرض فسفر سفید جان خود را از دست داده‌اند، به خاطر بلعیدن به‌طور اتفاقی زهر موش بوده‌است. قبل از اینکه مردم به خاطر قرارگیری در معرض فسفر سفید بمیرند، آن‌ها اغلب استفراغ و درد شکم و خواب آلودگی را تجربه می‌کنند. در عین سوزاننده بودن، فسفر سفید ممکن است موجب آسیب به کبد، قلب و کلیه شود آلوتروپ‌های فسفر فسفر سفید زمانی فسفر سفید وارد محیط زیست می‌شود که صنایع از آن برای ساختن مواد شیمیایی دیگر استفاده کنند و ارتش از آن به عنوان مهمات استفاده کند. از طریق تخلیهٔ فاضلاب، فسفر سفید وارد آب‌های سطحی نزدیک کارخانه‌هایی می‌شود که از آن استفاده می‌کنند. وقتی فسفر سفید در هوا تمام می‌شود، معمولاً با اکسیژن ناگهانی واکنش می‌دهد تا به کم خطرترین ذره تبدیل شود. اگر چه زمانی که ذرات فسفر در هوا باشند، آن‌ها ممکن است نقش پوشش محافظتی داشته باشند که از واکنش‌های شیمیایی جلوگیری می‌کند. در آب، فسفر سفید به همان سرعت با مواد دیگر واکنش نمی‌دهد که موجب انباشته شدن در بدن ارگانیسم‌های جانوران آبزی می‌شود. در خاک فسفر برای چند روز قبل از اینکه تبدیل به کم خطرترین ماده تبدیل گردد، باقی می‌ماند. اما در اعماق خاک و در کف رودخانه‌ها و دریاچه‌ها فسفر ممکن است برای هزاران سال یا بیشتر یا کمتر باقی بماند. در ترمودینامیک، شکل مرجع فسفر را فسفر سفید در نظر می‌گیرند، گرچه حالت پایدار ترمودینامیکی فسفر نیست و به همین دلیل آنتالپی استاندارد تشکیل فسفر قرمز و مشکل عددی منفی است. ساختار بلوری به درستی آشکار نیست؛ اما به نظر می‌رسد که شبیه جامدهای کووالانسی است؛ از این رو، نقطه ذوب آن ۵۸۵ تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد است. برای تهیهٔ فسفر سرخ؛ فسفر سفید را در حدود ۳۰۰ درجه سانتیگراد در ظرف‌های سربسته حرارت می‌دهند. فسفر سرخ در تهیه فسفریک اسید و ترکیب‌های فسفر، نیمه رساناها، کبریت بی خطر (برای تهیه این کبریت‌ها، فسفر قرمز را با سنباده ترکیب می‌کنند)، کود شیمیایی، برنز فسفردار، در صنایع و در لوازم آتش بازی کاربرد دارد. این تأثیرات عمدتاً نتیجهٔ بیرون دان مقادیر زیادی از فسفات به محیط زیست به خاطر استخراج معدن و زراعت است. در حین تصفیهٔ آب فسفات‌ها اغلب به‌طور کامل از آب جدا نمی‌شوند تا اینکه آن‌ها می‌توانند در یک مسافت طولانی منتشر شوند و در آب‌های سطحی یافت شوند. به خاطر اضافه شدن دائمی فسفات بوسیلهٔ انسان و افزایش بیش از حد تجمع طبیعی، چرخهٔ فسفری شدیداً منقطع گردیده‌است. افزایش تجمع فسفر در آب‌های سطحی رشد ارگانیسم‌های وابسته به فسفر مانند خزهٔ دریایی و عدس آبی (duckweed)را بالا می‌برد. | ## جمع‌بندی | این ارگانیسم‌ها مقدار زیادی از اکسیژن را استفاده می‌کنند و از وارد شدن نور خورشید به داخل آب جلوگیری می‌کنند.