ফসফরাস

Question: কার্বনের কয়টি রূপভেদ ?


ফসফরাস একটি মৌল, এর প্রতীক  P ও পারমানবিক সংখ্যা 15।
আবিষ্কার
ফসফরাস আবিষ্কৃত মৌলগুলোর মধ্যে ১৫ তম। একারনে এবং বিস্ফোরক, বিষ ও নার্ভ এজেন্ট তৈরিতে এটি ব্যবহারের কারনে একে প্রায়ই শয়তানের মৌল নামে ডাকা হয়। ফসফরাস আবিস্কারের কৃতিত্ব জার্মান আলকেমিস্ট হেনিগ ব্রান্ডকে দেয়া হয় যিনি ১৬৬৯ সালে এটি আবিস্কার করেন, যদিও অন্যান্য কেমিস্টরাও কাছাকাছি সময়ে হয়ত ফসফরাস আবিস্কার করে থাকতে পারেন। ব্রান্ড মূত্র নিয়ে পরিক্ষা-নিরীক্ষা করছিলেন যাতে বেশ কিছু পরিমান দ্রবীভুত বিপাকীয় ফসফেট ছিল। হামবুর্গে কাজ করার সময়, ব্রান্ড মুত্রকে পাতন করে কিছু লবন তৈরির মাধ্যমে পৌরানিক কাহিনীর ফিলসফার স্টোন তৈরির চেষ্টা করছিলেন, কিন্তু পরিবর্তে এমন একটি পদার্থ পেলেন যা অন্ধকারে জ্বলে আর চমৎকার ভাবে পোড়ে। এই পদার্থের নাম দেয়া হল ফসফরাস মিরাবিলিস বা অলৌকিক আলোর ধারক।
যৌগসমূহ
ফসফরাস প্রকৃতিতে মুক্ত অবস্থায় পাওয়া যায় না। কিন্তু এটি অনেক খনিজ পদার্থে প্রচুর পরিমাণে পাওয়া যায়, বিশেষ করে ফসফেট। অজৈব ফসফেট রক যা কিনা আংশিকভাবে অ্যাপাটাইট দিয়ে তৈরী এটাই এখন প্রধান উৎস ফসফরাসের।
US Geological Survey (USGS) এর মতে,প্রায় ৫০% ফসফরাস মধ্যপ্রাচ্যে আছে। বৃহৎ অঙ্কের অ্যাপাটাইটগুলো চিহ্নিত করা হয়েছে চীন,রাশিয়া, মরক্কো,ফ্লোরিডা ইত্যাদি স্থানে। যুক্তরাজ্যের Albright and Wilson এবং নায়াগ্রা জলপ্রপাতেও প্রচুর পরিমাণে আকরিক বিদ্যমান।
মূত্রঃ
মানবদেহে উৎপন্ন ইউরিন বেশীরভাগ NPK ধারণ করে। ইউরিনকে সার হিসেবে ব্যবহারের সবথেকে সাধারণ পদ্ধতিগুলো নির্ভরশীল অতিরিক্ত নাইট্রোজেন দ্বারা সৃষ্ট বিভব এবং রেনাল পদ্ধতি দ্বারা সৃষ্ট অজৈব লবণ যেমন..(NaCl) এর উপর।
ইউরিনে নাইট্রোজেনের পরিমাণ ৭০% এবং অর্ধেকেরও বেশি ফসফরাস ও পটাশিয়াম পাওয়া গেছে প্রাচীন অব্যবহৃত জলপ্রপাতগুলোতে।
উৎপাদনঃ
যৌগসহ ফসফরাসের বেশীরভাগ উৎপাদিত হয় সার হিসেবে ব্যবহার করার জন্য। এই উদ্দেশ্যে ফসফেট আকরিককে ফসফরিক এসিডে রূপান্তরিত করা হয়। প্রথমে ফসফেট আকরিককে সালফিউরিক এসিডের সাথে বিক্রিয়া ঘটানো হয়। এভাবে নিচু মানের ফসফরাসের উৎস থেকে শ্বেত ফসফরাস উৎপাদন করা যায়।তারপর, শ্বেত ফসফরাসকে ফসফরিক এসিডের সাথে বিক্রিয়া ঘটিয়ে বিশুদ্ধ ফসফরাস উৎপাদন করা হয়। শ্বেত ফসফরাস থেকে উৎপাদিত ফসফরিক অ্যাসিড ডিটারজেন্ট ও অন্যান্য কাজে ব্যবহারের মূল উৎস হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
উপাদানমূলক ফসফরাস:
বর্তমানে,, বছরে প্রায় ১,০০০,০০০ টন উপাদানমূলক ফসফরাস উৎপাদিত হয়। ক্যালসিয়াম ফসফেট(ফসফেট রক) বেশীরভাগই খনন করা হয় উত্তর আফ্রিকাও ফ্লোরিডায়। এটাকে প্রথমে ১২০০-১৫০০ ডিগ্রী তাপে মৃত্তিকা, যার বেশীরভাগই SiO2 এবং কোক কার্বনসহ উত্তপ্ত করা হয় ফসফরাসের বাষ্প উৎপাদনের জন্য। এটি বিশেষ ধরনের এক সাদা পাউডার ও পানিগাহে মিশ্রিত করা হয় যাতে বায়ুর সাথে কোন বিক্রিয়া না ঘটতে পারে। এমনকি,পানির নিচেও শ্বেত ফসফরাসের কিছু অংশ পরিবর্তিত হয়ে অধিক স্থিতিশীল লোহিত ফসফরাসে রূপান্তরিত হয়।
4 Ca5(PO4)3F + 18 SiO2 + 30 C → 3 P4 + 30 CO + 18 CaSiO3 + 2 CaF2
সবথেকে সমস্যার ব্যাপার হল শ্বেত ফসফরাসের একটা বড় অংশ জুড়েই থাকে মৃত্তিকা। তবে,,শক্তির অক্ষুণ্ন থাকে বলে এটি উৎপাদনে অনেক সুবিধাও পাওয়া যায়।
উচ্চ তাপমাত্রা প্রয়োগে আকরিক থেকে নিষ্কাশনের আরেকটি পদ্ধতি নিম্নে দেওয়া হল:
2 Ca3(PO4)2 + 6 SiO2 + 10 C → 6 CaSiO3 + 10 CO + P4
ঐতিহাসিকভাবে,, প্রযুক্তির মাধ্যমে নিষ্কাশনের পূর্বে যখন হাঁড়ের ভস্ম থেকে ফসফরাস উৎপাদন করা হত তখন হাঁড়ের ভস্মে থাকা ট্রাইক্যালসিয়াম ফসফেটকে সালফিউরিক এসিডের উপস্থিতিতে মনোক্যালসিয়াম ফসফেটে রূপান্তর করা হয়।
Ca3(PO4)2 + 2 H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2 CaSO4
তারপর,মনো ক্যালসিয়াম ফসফেটকে আর্দ্রতা শূণ্য করে মেটা ফসফেটে রূপান্তর করা হয়।
Ca(H2PO4)2 → Ca(PO3)2 + 2 H2O
রাসায়নিক বিক্রিয়া
উত্‍স
ফসফরাস খুবই সক্রিয় মৌল তাই প্রক্ তিতে এটিকে মুক্ত অবস্থায় পাওয়া যায় না ফসফরাসের তিনটি উত্‍স হল
১।ফসফরাইট
২। ফ্লোর এপাটাইট
৩। ক্লোর এপাটাইট
রূপভেদ
ফসফরাস একটি বহুরূপী মৌল এর দুইটি প্রধান রূপ হল লোহিত ফসফরাস শ্বেত ফসফরাস
এছাড়া কালো ফসফরাস নামক আরেকটি রূপভেদ আছে। সব অবস্থায় লোহিত ফসফরাস অধিক সুস্থীত বা স্থায়ী
ফসফরাস জীবনধারনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। আমাদের জীবনধারনের অত্যাবশ্যকীয় উপাদান DNA,RNA ও ATP এর কম্পোনেন্ট হিসেবে কাজ করে ফসফেট। আবার,,কোষ ঝিল্লির অন্যতম উপাদান ফসফোলিপিড হিসেবেও এটির গুরুত্ব অপরিসীম। জীবন ও ফসফরাসের মধ্যে সংযোগ খুঁজতে গিয়ে সর্বপ্রথম এটি #ইউরিনে পাওয়া যায়।একসময়   #হাড়ের_ভস্ম ছিল গুরুত্বপূর্ণ ফসফেটের উৎস।
ফসফেট খনিজগুলো মূলত জীবাশ্ম। গাণিতিকভাবে বলা যায় যে,সুবিশাল ফসফেট যৌগের বেশীরভাগই #সার হিসেবে ব্যবহৃত হয়। ফসফরাসকে অপসারিত করতে ফসফেটের প্রয়োজন যা উদ্ভিদ মাটি থেকে অপসারণ করে আর এর বার্ষিক চাহিদা জনসংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে দ্বিগুণ হয়ে যাচ্ছে। এটি ডিটারজেন্ট, কীটনাশক তৈরিতে  ও স্নায়ুর প্রতিনিধি হিসেবেও কাজ করে।
ফসফরাসের সাধারণত দুইভাবে পাওয়া যায় ...
১)সাদা ফসফরাস
২)লাল ফসফরাস 
এটির আরেকটি গঠন হল #স্কারলেট_ফসফরাস।এটি প্রখর সূর্যালোকের উপস্থিতিতে শ্বেত ফসফরাস ও কার্বন ডাইসালফাইড সংযুক্ত করে উৎপন্ন করা হয়। #কালো_ফসফরাসও উৎপন্ন হয় শ্বেত ফসফরাসকে প্রখর তাপে রেখে। আরেকটি গঠন হল #ডাইফসফরাস যা খুবই সক্রিয়।
শ্বেত ফসফরাস
ফসফরাসের সকল গঠনগুলোর মধ্যে বিভিন্ন ক্ষেত্রে এমনকি রসায়ন শিল্পেও সবথেকে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে শ্বেত ফসফরাস। এটি চারটি ফসফরাস নিয়ে গঠিত যার প্রত্যেকটি ফসফরাস অন্য তিনটি ফসফরাসের সাথে একক বন্ধন বা সিগমা বন্ধন দ্বারা আবদ্ধ হয়। কঠিন শ্বেত ফসফরাসকে আবার দুইভাগে ভাগ করা যায়। নিম্ন তাপমাত্রায় এর β রূপ ও উচ্চ তাপমাত্রায় এর α রূপ বিদ্যমান।
শ্বেত ফসফরাস,ফসফরাসের সকল গঠনগুলোর মধ্যে সবচেয়ে স্থিতিশীল, বিষাক্ত ও সক্রিয়। শ্বেত ফসফরাস ধীরে ধীরে লোহিত ফসফরাসে পরিণত হয়। এই রূপান্তরকে আলো,তাপমাত্রা গতিশীল করে এবং শ্বেত ফসফরাসের মূল গঠনে লোহিত ফসফরাস মিশ্রিত থাকে বলে  এটিকে হলুদ দেখায়। তাই,একে হলুদ ফসফরাসও বলা হয়। এই কারণে এটিকে সবসময় অবিশুদ্ধ অবস্থায় পাওয়া যায়।
শ্বেত ফসফরাস অক্সিজেনের উপস্থিতিতে জ্বলে উঠে এবং এসময় এর বর্ণ কিছুটা পরিবর্তিত হয়ে সবুজ ও নীল হয়ে যায়। এটি খুবই প্রজ্বলনীয় ও বিষাক্ত। P4O10 যৌগটির রসুনের মত গন্ধ থাকে। 
তাপপ্রয়োগে এটি কঠিন বা তরল হিসেবে থাকে না। অনেকটা নাইট্রোজেনের সদৃশ হয়ে যায়।
লোহিত ফসফরাস
লোহিত ফসফরাস গঠনের দিক থেকে একাধিক ফসফরাস নিয়ে গঠিত হয়। প্রায় ২৫০ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় শ্বেত ফসফরাসকে উত্তপ্ত করে অথবা প্রখর সূর্যালোকে রেখে দিলে লোহিত ফসফরাস পাওয়া যায়। এমনভাবে বিক্রিয়ার পর এটি নিরাকার হয়ে যায়। আবার উত্তপ্ত করলে এটি #স্ফটিকে পরিণত হয়। এসব বিবেচনা করলে এটিকে ফসফরাসের গঠন বলা যায় না। তবে,শ্বেত ফসফরাসের প্রাথমিক দশা ও বেগুনি ফসফরাসের মধ্যবর্তী সতয় এর আধিক্যের কারণে একে ফসফরাসের অন্যদিকে গঠন হিসেবে বিবেচনা করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, উজ্জ্বল ও ফ্রেশলি প্রস্তুত একটি লোহিত ফসফরাস অনেক সক্রিয় ..এমনকি  ৩০ ডিগ্রী সেলসিয়াস তাপমাত্রায় এটি শ্বেত ফসফরাসের থেকেও #স্থিতিশীল। এটি বায়ুর সাথে দহনে শ্বেত ফসফরাসের মত জ্বলে উঠে না।
বেগুনি ফসফরাস
বেগুনী ফসফরাস, ফসফরাসের একটি গঠন। লোহিত ফসফরাসকে প্রায় ৫৫০ ডিগ্রী সেলসিয়াস তাপমাত্রার উপরে উত্তপ্ত করলে এটি বেগুনি ফসফরাস হয়ে যায়। ১৮৬৫ সালে,হিট্রোফ আবিষ্কার করেন যে,যখন ফসফরাসের স্ফটিককে তাপ দেওয়া হয় তখন এটি লাল/রক্তবর্ণ হয়ে যায়। এটিকে তাই অনেকসময় #হিট্রোফ_ফসফরাসও বলা হয়।
কালো ফসফরাস
কালো ফসফরাস সবথেকে নিষ্ক্রিয় ফসফরাসের অন্য গঠনগুলো থেকে। এটিকে β-metallic ফসফরাসও বলা হয়। সাধারণত এটি উৎপন্ন করতে উচ্চ তাপের প্রয়োজন হলেও এটিকে ধাতব লবনের থেকে স্ফটিক হিসেবে উৎপন্ন করা যায়।
আইসোটোপ
প্রায় ২৩টার মত ফসফরাস সম্পর্কে জানা গেছে। 24∧P থেকে 46∧Pপর্যন্ত আইসোটোপ পাওয়া গেলেও এদের মধ্যে ফসফরাস  সবচেয়ে স্থিতিশীল।
ব্যবহার
ঘর্ষন দিয়াশলাই প্রস্তুতিতে শ্বেত ফসফরাস ব্যবহার করা হয়।
যুদ্ধকালে ধুম্রজাল, হাতবোমা ও আগুনে বোমা তৈরীতে শ্বেত ফসফরাস ব্যবহার করা হয়
ফসফর ব্রোন্জ নামক সংকর ধাতু ও কীটনাশক তৈরীতে ফসফরাস ব্যবহার করা হয়।
তথ্যসূত্র

বহিঃসংযোগ
 at The Periodic Table of Videos (নটিংহ্যাম বিশ্ববিদ্যালয়)
Further warnings of toxic effects and recommendations for treatment can be found in 




বিষয়শ্রেণী:রসায়ন
বিষয়শ্রেণী:মৌলিক পদার্থ