§ 26. Фосфор

Фосфор — елемент 3 періоду VA групи. Він є електронним аналогом Нітрогену, на зовнішньому енергетичному рівні його атомів також п’ять електронів, із яких три — неспарені. Завдяки цьому Фосфор реалізує валентність III та ступені окиснення -3 та +3:

Але, на відміну від Нітрогену, на зовнішньому рівні Фосфору є вільні d-орбіталі, які заповнюються розпарованими електронами під час переходу атома у збуджений стан. У цьому стані Фосфор реалізує валентність V і ступінь окиснення +5:

Усі сполуки Фосфору доволі стійкі. Багато з них трапляється у природі.

Алотропні модифікації Фосфору

Фосфору, як і багатьом елементам, властива алотропія — він утворює декілька простих речовин. Сьогодні достеменно не відомо, скільки існує алотропних модифікацій Фосфору, але зазвичай виділяють чотири: білий, червоний, чорний і металічний фосфор. Перші три речовини існують за звичайних умов, а остання — лише за надвисокого тиску. Іноді їх ще називають головними модифікаціями, припускаючи, що всі інші є різновидами цих чотирьох.

• Безбарвний, воскоподібний, на світлі швидко жовтіє і втрачає прозорість;

• м’який, можна розрізати ножем;

• має молекулярні кристалічні ґратки з тетраедричними молекулами P₄ у вузлах;

• нерозчинний у воді, розчиняється в органічних розчинниках;

• густина 1,82 г/см 3 ;

• вогненебезпечний, займається навіть від теплоти людського тіла, тому його зберігають під шаром води;

• на повітрі повільно окиснюється, майже вся енергія цієї екзотермічної реакції виділяється у вигляді світла, яке видно в темряві;

• отруйний, смертельна доза для дорослої людини близько 0,05-0,1 г;

• утворюється з червоного фосфору під час тривалого нагрівання за температури 240-250 °С в інертній атмосфері.

• Аморфний червоно-фіолетовий порошок залежно від ступеня подрібнення може бути від пурпурово-червоного до фіолетового кольору, тому червоний фосфор іноді називають фіолетовим;

• крихкий, має атомні кристалічні ґратки;

• температури плавлення не має, за температури 240-250 °С сублімує і перетворюється на випари білого фосфору;

• густина 2,4 г/см 3 ;

• хімічно менш активний за білий, його можна зберігати на повітрі;

• під час зберігання на повітрі поступово окиснюється з утворенням гігроскопічного оксиду, поглинає воду з повітря і відволожується, тому його необхідно зберігати в герметичному посуді;

• утворюється з білого фосфору під час несильного тривалого нагрівання.

• Чорна речовина з металічним блиском, жирна на дотик (схожа на графіт);

• має атомні кристалічні ґратки, що складаються із шарів атомів Фосфору;

• t_пл. = 1000 °С за тиску 18 атм.;

• не розчиняється в жодному розчиннику і важко вступає в хімічні реакції;

• густина 2,69 г/см 3 ;

• виявляє напівпровідникові властивості;

• утворюється за високого тиску (20 тис. атм.) із білого й червоного фосфору.

• Сіра речовина з металічним блиском;

• густина 3,56 г/см 3 ;

• проводить електричний струм;

• утворюється з чорного під тиском близько 1 млн атм.

Поширеність та біологічне значення Фосфору

На відміну від Нітрогену, Фосфор стійкий у вищому ступені окиснення +5 і нестійкий у простій речовині. Тому в природі він трапляється виключно у вигляді солей ортофосфатної кислоти — ортофосфатів. У нашій країні розробляють великі родовища фосфориту Ca₃(PO₄)₂ (Придніпров’я, Прикарпаття, Придністров’я, Донбас, Харківська та Сумська області) та апатиту Ca₅(PO₄)₃OH (Приазов’я).

Фосфор є незамінним біогенним елементом. В організмі дорослої людини міститься близько 700 г атомів Фосфору. Ця маса зосереджена переважно в кістках, які на 60 % складаються з гідроксиапатиту. Флуорапатит зумовлює міцність зубів.

Фосфор міститься також у складі нуклеїнових кислот, фосфоліпідів, ферментів та коферментів. Похідні ортофосфатної кислоти (АТР та АДР) забезпечують накопичення клітинами енергії. Щодня організм людини втрачає близько 1-2 г Фосфору, тому ця кількість має поповнюватися з їжею. Багаті на Фосфор молоко й молочнокислі продукти, горіхи і насіння, печінка, квасоля та риба (мал. 26.1).

Мал. 26.1. Продукти, що поповнюють уміст Фосфору в організмі людини

Особливості ортофосфатної кислоти

З-поміж кислот, які ви вивчаєте в шкільному курсі хімії, ортофосфатна кислота — єдина трьохосновна. Вона дисоціює за трьома стадіями:

За першою стадією ортофосфатна кислота є кислотою середньої сили (дисоціює ≈15 % молекул), а за двома іншими — слабкою (дисоціює мільйонна частка відсотка молекул).

Завдяки ступінчастій дисоціації вона утворює три види солей (середні та кислі):

Усі солі ортофосфатної кислоти піддаються гідролізу, їх розчини мають лужне середовище.

Застосування фосфору

Червоний фосфор використовують у сірниковому виробництві. На сірникову голівку наносять суміш із бертолетової солі KClO₃, сірки та деяких інших речовин, а на бік коробки — суміш червоного фосфору зі скляною крихтою. Під час тертя сірника об коробку фосфор запалюється внаслідок реакції: 5KClO₃ + 6P = 3P₂O₅ + 5KCl.

Білий фосфор — горюча речовина, тому його використовують для виготовлення запалювальних бомб. Із червоного фосфору виготовляють запалювальні суміші, тверде паливо, а також деякі мастильні матеріали.

Великих кількостей червоного фосфору потребує виробництво ортофосфатної кислоти та фосфатних добрив. Також на виготовлення мінеральних добрив витрачаються майже всі фосфоровмісні мінерали, що добувають у світі.

Чисту ортофосфатну кислоту використовують у харчовій промисловості як регулятор кислотності безалкогольних напоїв (добавка Е338).

Кальцій ортофосфат є складовою зубних паст, матеріалів для пломбування зубів, вітамінних добавок для домашніх тварин.

Натрій ортофосфат застосовують для захисту залізних виробів від корозії, він міститься у складі миючих засобів, вогнетривких фарб.

Ключова ідея

Разом із Нітрогеном та Карбоном Фосфор є елементом життя.

Контрольні запитання

369. Схарактеризуйте валентні стани та можливі ступені окиснення Фосфору.

370. Які існують алотропні модифікації Фосфору? Як вони відрізняються за хімічною активністю?

371. Схарактеризуйте поширеність та біологічне значення Фосфору.

372. Які види солей утворює ортофосфатна кислота?

Завдання для засвоєння матеріалу

373. Визначте ступені окиснення елементів у сполуках: PCl₅, PO₂F, POCl₃.

374. Запишіть рівняння реакцій одержання трьох різних солей з ортофосфатної кислоти та кальцій оксиду. Назвіть ці солі.

375. Складіть формули середнього і двох кислих ортофосфатів Алюмінію.

376. Складіть рівняння реакцій взаємодії ортофосфатної кислоти: а) з металом; б) основним оксидом; в) основою; г) сіллю.

377. Складіть рівняння реакцій:

378. Під час згоряння білого фосфору за нестачі кисню утворюється фосфор(ІІІ) оксид. Взаємодіючи з водою, він утворює фосфітну кислоту H₃PO₃. Запишіть рівняння реакцій.

379. Під час нагрівання фосфору із сіркою утворюється сульфід P₂S₅. Запишіть рівняння реакції, складіть для нього електронний баланс.

Комплексні завдання

380. Обчисліть масу P₂O₅, що утвориться під час спалювання фосфору масою 9,3 г.

381. У кисні спалили червоний фосфор масою 9,3 г. Обчисліть масу розчину ортофосфатної кислоти з масовою часткою 24,5 %, який можна приготувати, використовуючи продукт згоряння.

382. Із фосфор(V) оксиду масою 42,6 г одержали ортофосфатну кислоту масою 55,86 г. Обчисліть відносний вихід продукту реакції.

383. Для одержання фосфору використовують фосфоритне борошно, що містить 15 % інертних домішок. Обчисліть масу атомів Фосфору в такому борошні масою 77,5 кг.

Завдання з розвитку критичного мислення

384. Які фізичні властивості алотропних модифікацій Фосфору доводять: а) молекулярну будову білого фосфору; б) атомну будову червоного та чорного фосфору?

385. Фосфор(V) оксид використовують у лабораторії як осушувач. Які властивості є підґрунтям для цього? Який із наведених газів — азот, водень, амоніак, вуглекислий газ — не можна осушувати в такий спосіб?

386. Якщо ґніт свічки змочити розчином білого фосфору в сірковуглеці, то через певний час свічка самозайметься. Запропонуйте пояснення цьому явищу.

387. Деякі люди вважають, що циферблат годинника й інші речі, які світяться в темряві, покриті фосфором чи сполуками Фосфору. Так само і у творі Конан Дойля «Собака Баскервілів» написано, що собака виглядав жахливо завдяки сполукам Фосфору, які світилися в темряві. Як ви вважаєте, чи можливо це насправді?

Міні-проекти

388. У додаткових джерелах знайдіть інформацію про відкриття фосфору Хенінгом Брандтом. Які, на вашу думку, хімічні перетворення можуть бути основою такого способу його одержання?

§ 34. Розрахункові задачі: виведення найпростіших формул речовин за даними кількісного аналізу

Найпростіші формули показують відносне (а не істинне) найменше співвідношення чисел атомів різних елементів у певній речовині. Щоб знайти істинну формулу цієї речовини, потрібно знати її молярну масу.

Розглянемо декілька прикладів виведення найпростіших формул на підставі даних кількісного аналізу. Нагадаємо, що під кількісним аналізом слід розуміти кількісне визначення вмісту атомів будь-яких елементів, що входять до складу речовини, або співвідношення чисел атомів цих елементів.

Приклади розв’язування задач

Приклад 1. Масові частки Сульфуру й Оксигену в оксиді дорівнюють 40 % і 60 % відповідно. Виведіть формулу оксиду.

Приклад 2. Масові частки Гідрогену, Нітрогену й Оксигену в кислоті дорівнюють відповідно 2,13 %, 29,79 % і 68,08 %. Визначте найпростішу формулу кислоти та її молярну масу.

Запитання та завдання

°1. Що розуміють під кількісним аналізом речовини?

°2. На що вказує найпростіша формула речовини?

°3. Що обов’язково потрібно знати, щоб на підставі найпростішої формули речовини знайти її істинну формулу?

°4. Якою буквою позначають масову частку елемента в речовині? На що вказує масова частка?

5. Найпростішу формулу сульфіду лужного елемента, у якому масова частка Сульфуру становить 15,76 %, можна подати таким чином:

6. Найпростішою формулою речовини, у якій масові частки Сульфуру та Флуору дорівнюють 21,9 % і 78,1 %, є:

7. Елемент Е із масовою часткою 18,42 % входить до оксиду, склад якого має найпростішу формулу Е₂О₃. Цей елемент має назву:

• а) Бор;
• б) Ферум;
• в) Нітроген;
• г) Манган.

8. Найпростішою формулою нітроген оксиду, у якому масова частка Нітрогену в 1,75 раза більша за масову частку Оксигену, є:

*9. Узято порцію речовини масою 100 г, у якій масова частка Феруму становить 72,4 %, решта — Оксиген. Скільки атомів Феруму містить формульна одиниця речовини?

*10. Складіть найпростіші формули двоелементних сполук складу Е_xВ_y та обчисліть їхні молярні, а де потрібно — формульні маси за такими даними:

Варіант

Як фосфор впливає на організм людини

У 1669 гамбурзький купець і за сумісництвом алхімік Хенниг Брандт в черговий раз намагався здійснити мрію всіх середньовічних алхіміків – знайти легендарний філософський камінь, нібито перетворює все метали в золото і дарує безсмертя. На жаль, філософський камінь і в цей раз знайти не вдалося, але, тим не менш, Хенніг пощастило зробити інше не менш важливе відкриття в хімії.

До слова, саме слово «фосфор» з давньогрецької перекладається як «несучий світло». Саме таку назву він отримав за свою дивовижну здатність світитися в темряві. Першовідкривач фосфору алхімік Хенниг Брандт швидко зрозумів свою вигоду від цього відкриття і за великі гроші показував світиться фосфор різним знатним і багатим панам, нажив при цьому великі статки (розваг в той час в Європі було не так вже й багато, так що науково-популярні уявлення підприємливого алхіміка користувалися великим попитом).

Втім, Хенінг Брандт був не першим, хто здобув фосфор дослідним шляхом. Ще до нього, в XII столітті це вдалося зробити арабському алхімікові Алхіду Бехілу, все також завдяки хімічним маніпуляціям з сечею і глиною, але його відкриття загубилося, і саме повторне відкриття фосфору німецьким алхіміком принесло широку популярність цього хімічному елементу.

Перший час після відкриття фосфор викликав лише цікавість своїм світінням і тільки в кінці XIX століття вчені зрозуміли, що фосфор також є надзвичайно важливим корисним мікроелементом для життєдіяльності людського організму.

Надлишок фосфору в організмі людини

Фосфор не тільки входить до складу живих клітин у вигляді будівельного матеріалу, він ще бере участь у багатьох життєво важливих біологічних процесах, що протікають в організмі людини:

• Розподіл клітин. Фосфор бере участь в процесах розподілу живих клітин і їх росту. Він входить до складу нуклеїнових кислот, а також структуру мембран клітин у вигляді фосфоліпідів і фосфопротеинов.
• Синтез енергії. Фосфор бере участь у формуванні та транспортування молекул аденозин трифосфату (АТФ), що запасають енергію в нашому організмі.
• Обмін речовин. Фосфор бере участь в метаболізмі і продукування вуглеводів і білків.
• ЦНС.Фосфор бере участь в біологічних процесах, що забезпечують передачу електричних імпульсів по волокнам нервів і тканин головного мозку.
• Баланс фосфору і кальцію . Фосфор і кальцій тісно взаємодіють в організмі людини і беруть участь у формуванні одних і тих же біологічних структур. В організмі людини, за допомогою гормонів паращитовидної залози, підтримується певний баланс між вмістом фосфору і кальцію в тканинах і органах. Цей баланс становить – 2 до 1, дві частини кальцію на одну частину фосфору.
• Інші функції. Фосфор знаходиться у взаємодії з багатьма ферментами, активує роботу вітаміну D і вітамінів групи B.

Причини нестачі фосфору:

• порушення обміну фосфору
• незадовільний кількість надходження макроелементи в організм (низька кількість споживання білка)
• надлишковий рівень в організмі з’єднань магнію, кальцію, барію, алюмінію
• надмірне споживання синтетичних напоїв (газованих і ін.)
• тривалі хронічні хвороби
• отруєння, наркозалежність, алкоголізм
• патології щитовидної залози, паращитовидних залоз
• хвороби нирок
• вигодовування немовляти штучними сумішами

Симптоми нестачі фосфору:

• загальна слабкість, втрата апетиту, виснаження
• болю в м’язах і кістках
• знижується опірність до інфекцій, простудних захворюваннями;
• зменшується синтез білка печінкою
• з’являються дистрофічні зміни міокарда, геморагічні висипання на слизових оболонках і шкірі
• в ряді випадків – порушення психіки
• рахіт, пародонтоз

Коли в організмі більше фосфору, ніж кальцію, організм людини буде використовувати кальцій, який зберігається в кістках.

Фосфор і фосфати є нетоксичними. Летальною дозою для людини вважається 60 мг фосфору. Високою токсичністю володіє ряд сполук фосфору (фосфін). Отруєння сполуками фосфору провокують порушення роботи нирок і печінки, серцево-судинної системи, шлунково-кишкового тракту, а також інших систем і органів.

Причини надлишку фосфору:

• надмірна кількість надходження фосфору (надлишок білків в продуктах)
• вживання великої кількості консервованої продукції, лимонадів
• тривалий взаємодія з фосфорорганічними сполуками
• порушення обміну фосфору

Симптоми надлишку фосфору:

• відкладення малорозчинних фосфатів в тканинах
• ураження травного тракту і печінки
• декальцинація кісток (остеопороз)
• крововиливи і кровотечі
• лейкопенія, анемія

У харчовій промисловості застосовуються фосфати в продуктах в наступних цілях:

• Як підкислювача в газованих напоях
• Фосфати зберігають воду в продуктах харчування, підвищуючи його вага і обсяг, попереджаючи формування бульйонно-жирових набряків, в процесі зберігання запобігають висиханню. В основному застосовуються в продукції з риби, птиці і м’яса (варені, варено-копчені ковбаси, сардельки)
• Фосфати додаються в згущене молоко, допомагаючи запобігти кристалізацію продукту.
• Додаються в сухі сипучі продукти, не допускаючи злежування і формування грудок в порошку. Застосовується в сухих вершках, сухому молоці, порошках, що містять какао в сухому вигляді.
• Додаються в плавлені сирки, забезпечуючи їх консистенцію
• Використовуються при температурній обробці молока і молочних продуктів
• При виготовленні морозива та інших продуктів з сухих сумішей фосфати підвищують швидкість їх розчинення при виробництві.
• Застосуються для збільшення терміну придатності вершкового масла і маргарину

На етикетках можна знайти такі позначення:

• Е 340 – фосфати калію
• Е 338 – ортофосфорна кислота (або просто фосфорна)
• Е 343 – фосфати магнію
• Е 341 – фосфати кальцію
• Е 342 – фосфати амонію

Наслідки шкідливого впливу фосфатів:

• Надмірне надходження фосфатів в організм людини, порушує баланс в тканинах між фосфором і кальцієм, що призводить до порушення структури кісткової тканини і порушення обмінних процесів в організмі людини. Надлишок фосфору призводить до захворювань кісткової тканини у вигляді остеопорозу.
• Надлишок фосфору призводить до підвищення ризику серцево-судинних захворювань, підвищення ризику інфарктів. Це відбувається за рахунок відкладення кальцію на внутрішніх стінках судин, що призводить до їх закупорці. Все це відбувається через порушення Кальцева-фосфорного балансу.

Фосфор в чистому вигляді є хімічно стійким елементом, тому легко вступає у взаємодію з іншими речовинами. У природі і в нашому організмі фосфор міститься в основному у вигляді хімічних сполук з іншими речовинами.

На вміст фосфору та його сполук в нашому організмі, можуть впливати різні зовнішні чинники і інші речовини, що надходять з їжею.

Розглянемо речовини, які можуть надати значущий вплив на вміст фосфору в організмі людини:

• Алкоголь може вилуговувати фосфор з кісток і знижувати його загальний рівень в організмі
• Антациди (знижують кислотність шлунка), що містять алюміній, кальцій або магній, можуть пов’язувати фосфати в кишечнику. При довгостроковому використанні, ці лікарські препарати можуть призвести до зниження вмісту фосфору в організмі людини (гипофосфатемии).
• Протисудомні препарати можуть знизити рівень фосфору і збільшення рівня лужної фосфатази, ферменту, який допомагає видалити фосфат з організму.
• Препарати жовчної кислоти знижують рівень холестерину в крові. Вони можуть зменшити пероральну абсорбція фосфатів з їжею або добавками. Оральні добавки фосфату повинні бути прийняті, принаймні, за 1 годину до або через 4 години після цих препаратів.
• Кортикостероїди, в тому числі підвищують рівень фосфору в сечі
• Калій або препарати з його високі вмістом , можуть привести до дуже великого рівня калію в крові (гіперкаліємія). Гіперкаліємія може викликати небезпечні порушення серцевого ритму (аритмії). Замінники солі, в яких також міститься високий рівень калію і фосфору, можуть привести до зниження їх рівня при використанні в довгостроковій перспективі.
• Інгібітори АПФ (ліки від кров’яного тиску). Це препарати, звані ангіотензин-перетворює ферментом (АПФ), що використовуються для лікування високого кров’яного тиску, вони можуть знизити рівень фосфору.
• Інші медикаменти також можуть теж знижувати рівень фосфору. До таких препаратів належать: циклоспорин (використовується для придушення імунної системи), серцеві глікозиди (дигоксин або Lanoxin), гепарини (розріджують кров препарати), а також нестероїдні протизапальні препарати (наприклад, ібупрофен).

Фосфор (Р) – мікроелемент, незамінний для повноцінного функціонування організму. Він відіграє основну роль у формуванні кісткової тканини, нормалізації кислотно-лужної рівноваги і допомагає підтримувати енергетичний баланс. В організмі фосфор присутній у вигляді різних сполук, які отримали назву фосфати.

З грецької мови фосфор перекладається як «несучий світло». Обумовлено таку назву унікальними властивостями світіння білого фосфору в природі. Варто відзначити, що в природі фосфор автономно не існує, оскільки має високу хімічну активність, створюючи з іншими елементами різні сполуки.

Вперше про фосфор заговорили ще в XVII столітті, коли гамбурзький алхімік по імені Хеннінг Брант зумів виділити дана речовина з людської сечі. Сталося це в 1669 році. Примітно, що метою проведених експериментів було не виявлення якісного складу сечі, а спроба виділити з неї золото в гонитві за створенням міфічного філософського каменю.

Незамінним для формування кісток і клітинного енергетичного обміну є такий мікроелемент як фосфор. Всім відомо, що фосфор незамінний для мозку, і що найбільша його кількість міститься в рибі. І це дійсно так. Даний мікроелемент, утворюючи такі сполуки як фосфоліпіди, виступає основним матеріалом для будови клітин головного мозку.

Також фосфор є одним з найбільш важливих аніонів, які беруть участь у багатьох фізіологічних процесах. За кількісним вмістом в кісткових тканинах фосфор займає друге місце після кальцію. Причому саме за допомогою фосфору відбувається засвоєння кальцію в кісткових тканинах. Крім того, він забезпечує регулювання кислотно-лужної рівноваги в організмі.

Фосфор в організмі присутній в неорганічних і органічних сполуках. Перші представлені сполуками фосфору з такими найбільш важливими для здоров’я і повноцінної роботи багатьох систем мікроелементами, як кальцій (Са), натрій (Na), магній (Mg), калій (K). Другі – це зберігаючі та передають генетичні дані і іменовані нуклеїновими кислотами, ліпіди, вуглеводи і т.д.

Органічні сполуки фосфору (фосфати) присутні в клітинах крові. Неорганічні фосфорні сполуки містяться в сироватці крові. Також в людському організмі виділяють Кислоторозчинні і ліпідний фосфор. Фосфор присутній в складі багатьох незамінних для організму ферментів і білків. Також він входить до складу АТФ, що забезпечує вироблення і використання енергії.

Зміст і засвоєння фосфору в організмі багато в чому залежить від роботи щитовидної залози і розташованих біля неї паращитовидних залоз, а також від функцій нирок. Так, щитовидною залозою синтезується гормон кальцитонін, а паращитовидні залози виробляють паратгармон, які надають на організм гіпофосфатемічному вплив.

Хімічні властивості фосфору

Як і азот, фосфор здатний утворювати двоатомних молекули Р2 .. Однак подібні молекули фосфору можуть бути стійкими лише при дуже високій температурі – близько 1000 С. У звичайних же умовах атоми фосфору з’єднуються в молекули інших складів. Наприклад, білий фосфор складається з четирехатомних молекул Р4. Між собою атоми білого фосфору з’єднані у вигляді найпростішого багатогранника тетраедра.

Так схематично виглядає будова молекули білого фосфору, що складається з чотирьох атомів.

Сам білий фосфор являє собою практично безбарвне твердокрісталліческое речовина, моментально окислюється киснем повітря, при цьому під час окислення фосфору йде дим, а в повітрі з’являється явний часниковий запах. Своїм зовнішнім виглядом білий фосфор схожий на віск, такий же м’який і легкоплавкий, при цьому світиться в темряві і є надзвичайно небезпечним, так як дуже отруйний і вогненебезпечний.

Крім білого фосфору фізики також розрізняють червоний фосфор, чорний фосфор, жовтий фосфор і металевий фосфор, кожен з них має свої особливі фізичні властивості.

Так якщо білий фосфор нагрівати до температури 300 С без доступу повітря і в присутності каталізаторів (ними може бути йод або натрій), то він перетвориться в червоний фосфор. На відміну від білого фосфору його червоний побратим не світиться в темряві і не є отруйним і небезпечним, до слова саме його використовують при виробництві сірників.

Червоний фосфор це аморфне речовина, що складається з полімерних молекул Px, він не розчиняється у воді і інших органічних розчинниках, а при нагріванні без доступу повітря не займається.

Якщо білий фосфор помістити під дуже великий тиск (в сотні атмосфер) то з нього вийде чорний фосфор, який своїми властивостями нагадує метал: він блищить і проводить електричний струм. Якщо ще більше збільшити тиск, то чорний фосфор перетвориться в металевий, його кристалічна решітка буде такою ж щільною як у металів. Металевий фосфор дуже добре проводить електричний струм.

Так виглядають різні види фосфору.

Хоча фосфор і є одним з найбільш поширених хімічних елементів на нашій планеті, в чистому вигляді в природних умовах його не буває, добути чистий фосфор можливо лише в хімічній лабораторії. Однак фосфор входить до складу багатьох важливих хімічних і біологічних сполук: фосфоліпідів, фосфидов (сполуки фосфору і металів), фосфінів (з’єднань водню з фосфором), фосфорної кислоти і так далі.

Як ми писали вище, фосфор займає 15 місце в періодичній таблиці Менделєєва і входить в одну групу з азотом, миш’яком і сурмою. Хоча на валентном рівні він і має цілих 5 електронів, однак 5 зв’язків утворюються досить рідко.

Фосфор – дуже хімічно активний елемент, особливо білий фосфор. Як наслідок він може вступати в найрізноманітніші хімічні реакції, виступаючи як в якості окислювача (з елементами, розташованими нижче і лівіше в таблиці Менделєєва), так і відновника (з елементами, розташованими вище і правіше в таблиці Менделєєва).

4P 3O2 gt; 2P2O3

4P 5O2 gt; 2P2O5

2P 3Cl2 gt; 2PCl3

2P 5Cl2 gt; 2PCl5

При взаємодії з металами фосфор проявляє властивості окислювача, продукти реакції називають фосфіду.

2P 3Ca gt; Ca3P2

2P 3Mg gt; Mg3P2

Взаємодія фосфору з іншими речовинами

Ефективність фосфору втрачається при надмірному надходженні в організм заліза, алюмінію і магнію. При цьому надлишок фосфору порушує засвоєння магнію, сприяючи розвитку мігрені, аритмії та інших розладів з боку різних систем.

Рівень фосфору регулюється за допомогою взаємодії ПТГ і вітаміну D. Такий «тандем» забезпечує всмоктування мікроелемента в кишці, його транспорт з кісткових тканин і переробку в нирках. Метаболізм фосфору може порушуватися внаслідок патологічних процесів в паращитовидних залозах, кісткових тканинах і нирках.

застосування фосфору

Навчившись добувати фосфор в чистому вигляді людина знайшла йому найрізноманітніше застосування, причому не тільки творче, але часом і дуже руйнівний. Так ще під час першої світової війни німецькими хіміками був використаний жовтий фосфор як начинку запальних боєприпасів і отруйних газів.

Згодом застосування таких газів на поле бою було заборонено Женевською конвенцією. На жаль, така наша дурна людська природа – використовувати наукові відкриття в руйнівних цілях, як втім, і відкриття енергії розщеплення атома було застосовано для створення атомної бомби, і лише потім для атомної енергетики.

Але повернемося до фосфору, в мирних цілях цей хімічний елемент активно використовується в сільському господарстві для створення ефективних добрив для рослин. Фосфор входить до складу деяких лікарських препаратів, наприклад, в антибіотик фосфоміцин, до складу миючих засобів, нарешті, з безпечного червоного фосфору роблять сірники.

Фосфор має своє застосування і в металургії, в якості надміцних і антикорозійного покриття (чорний і металевий фосфор). А багато Фосфіди (сполуки фосфору і металів) мають відмінні напівпровідниковими властивостями і активно задіюються в мікроелектроніці.

Добова норма фосфору

Крім кісток і зубів фосфор має вплив і на найголовніше – розумове діяльність людини, адже він міститься в нашій мозкової тканини і нервах. Від фосфору залежить робота нервової системи, з його допомогою здійснюється метаболізм ліпідів і протеїнів, біосинтез всіх необхідних органічних речовин. Нарешті фосфор входить до складу ДНК і РНК, бере участь в ферментівних процесах, що підтримують кислотно-лужний баланс в організмі.

Добова норма фосфору для дорослої людини складає 1200-1600 мг. Також варто врахувати, що для людей займаються інтенсивними фізичними навантаженнями, а також для вагітних і годуючих матерів добова норма фосфору вище і становить приблизно 3000-3800 мг.

Дітям потрібно від 300 до 1800 мг фосфору кожен день, в залежності від їх віку.

• Нормалізація енергетичного обміну, перешкоджає розвитку ожиріння, подагри і цукрового діабету.
• Регуляція кислотно-лужного балансу – надходять в достатку макроелементи захищають тканини і рідини від закислення, що сприяє підвищенню стійкості до інфекційних захворювань і системним патологій.
• Розподіл клітин – без P загоєння ран і відновлення пошкоджених ділянок епітелію неможливо. Елемент входить в найважливіші молекулярні сполуки, які відповідають за клітинну структуру різних органів, обмін речовин, передачу генетичної інформації, міжклітинний метаболізм, розчинення різних компонентів.
• Прискорює метаболізм – достатнє надходження вітамінів, що містять фосфор, поряд з іншими компонентами допомагає організму легше «відпускати» запаси, призначені на «чорний день».
• Забезпечення всіма необхідними речовинами дозволяє всім процесам в тілі здійснюватися злагоджено, без затримок і труднощів, що сприяє нормальному темпу стоншування підшкірного жиру, а значить здоровому схудненню.
• Діяльність центральної нервової системи – P є важливим учасником у передачі електричних імпульсів по нервових волокнах, від чого залежить рухова активність і психологічний стан.

Така ситуація, як правило, «б’є» по нирках, а саме зростає ризик утворення каменів в органі. Крім того, підвищується ймовірність появи остеопорозу, так як основний компонент кісткової тканини calcium вимивається з кісток і відправляється в кров. Тут його надмірна концентрація також шкодить – розвивається кальцифікація, при якій на внутрішній поверхні судин утворюються щільні бляшки. Тривалий дисбаланс може призвести до інфаркту.

Страждають і інші органи, зокрема, печінку, кишечник. Знижується рівень лейкоцитів, розвивається анемія.

• 0-6 місяців – 100 мг;
• 7-12 місяців – 275 мг;
• 1-3 роки – 460-3000 мг;
• 4-8 років – 500-3000 мг.

Для підлітків і дорослих норма добового споживання фосфору, що надходить в організм разом з їжею, значно зростає:

• 9-18 років – 1250-4000 мг;
• 19-70 років – 700-4000 мг;
• більше 70 років – 700-3000 мг.

Варто відзначити, що при значних фізичних навантаженнях організм вимагає підвищеного вмісту фосфору. У таких випадках рекомендована добова норма надходження в організм даного мікроелемента збільшується приблизно в 1,5-2 рази. Також необхідно пам’ятати, що для більш ефективного засвоєння фосфору в організмі необхідний кальцій. Споживати такі мікроелементи разом з їжею необхідно в співвідношенні 3: 2 (Р: Са).

Кальцій, фосфор, магній і багато інші мікроелементи, які беруть участь в різних фізіологічних процесах, в період виношування малюка просто необхідні. Так, отримання організмом достатньої кількості життєво важливих мікроелементів забезпечує повноцінний розвиток плоду на будь-якому етапі вагітності. Обов’язковою в харчуванні вагітної жінки повинен бути комплекс з таких речовин, як кальцій, фосфор в поєднанні з білками і вітамін D.

Приблизно 900 г фосфору міститься в жіночому організмі. При вагітності потреба в фосфорі зростає в рази. Обумовлено це тим, що:

• фосфор бере участь у формуванні кісткових тканин і внутрішніх органів в процесі внутрішньоутробного розвитку плода;
• величезне значення даний мікроелемент має для розвитку нервової системи і забезпечення фортеці м’язових тканин;
• достатній вміст фосфору в організмі забезпечує повноцінне формування РНК і ДНК плоду.

Крім того, надходження необхідної кількості фосфору в організм нормалізує роботу травного тракту, контролюючи секреторну функцію шлунка і печінки. Також необхідний фосфор для активного засвоєння інших мінеральних компонентів, що надходять в організм вагітної жінки.

Жінкам в період виношування малюка необхідно не тільки більше фосфору, а й кальцію. Ці два мікроелементи взаємозалежні і впливають на якість засвоєння один одного. Також не варто забувати, що величезну роль в засвоєнні організмом і фосфору і кальцію відіграє вітамін D. Основним джерелом таких корисних для організму речовин є харчування.

Саме тому раціон вагітних жінок повинен складатися з натуральних продуктів, багатих, як фосфором, так кальцієм, залізом і іншими незамінними мікроелементами. Але при цьому варто пам’ятати, що більше фосфору – не означає краще для організму. Всі мікроелементи, що надходять в організм, повинні міститися в межах допустимого, адже як їх недолік, так і надлишок може привести до різних порушень.

При нестачі фосфору в організмі вагітної жінки з’являється ризик виникнення різних порушень в роботі нервової системи. Дефіцит даного мікроелемента також негативно позначається на загальному самопочутті, стає причиною швидкої стомлюваності і різких перепадів настрою. Кісткові тканини і зуби страждають від нестачі фосфору не менше нервової системи. І відбувається це в той період, коли з організму жінки активно вилучаються всі корисні речовини, необхідні для повноцінного розвитку плоду.

Надлишковий вміст фосфору також не обіцяє здоров’ю майбутньої матері нічого хорошого. При надлишку, як і при нестачі фосфору можливі різні розлади з боку нервової системи. Крім того, порушення фізіологічних процесів, що відбуваються за участю фосфору, створює сприятливі умови для утворення каменів в нирках.

При надлишку фосфору можуть часто виникати головні болі і розвинутися серцева аритмія. Для розвитку плода такий стан загрожує порушенням обміну магнію і кальцію. Також експериментальним шляхом доведено, що при надлишку фосфору в організмі вагітної жінки високий ризик неправильного формування і розвитку печінки і легенів у плода.

Щоб уникнути нестачі фосфору при вагітності, жінкам необхідно щодня споживати до 3500 мг даного мікроелемента. Кращим варіантом стане включення в раціон збільшеної кількості морської риби і морепродуктів, наприклад, креветок, мідій або ікри. Не меншу користь організму вагітної жінки принесе куряча грудка (бажано, варена, тушкована або запечена), а також деякі м’ясні субпродукти, наприклад, серце, печінку чи нирки (рекомендується телячі або яловичі).

Для отримання достатньої кількості фосфору і кальцію, і, відповідно, для збереження повноцінного балансу цих двох мікроелементів рекомендовано включати в раціон вагітних такі молочні продукти, як сири, кефір і сир. Справжнє джерело корисних мікроелементів, включаючи фосфор, зберігається в кедрових і волоських горіхах, бобових, злаках, гарбузовому насінні. Не варто забувати і про рослинній їжі, а саме про свіжої зелені, селері, часнику, капусті, кукурудзі, моркві та буряку.

Приблизний раціон вагітної жінки повинен включати приблизно 300 г зернових, 200 г м’яса або риби. Таке включення в щоденне харчування дозволить забезпечити свій організм і організм плоду, що розвивається достатньою кількістю фосфору. Щоб підвищити якість засвоєння фосфору в злакових кашах, фахівці радять перед приготуванням попередньо замочувати зерна в воді.

Фосфор в продуктах

Основними джерелами служать продукти тваринного походження: сир, м’ясо, яєчний жовток. Також присутній і в зернових, бобових культурах, гарбузі (м’якоть і насіння), кунжуті, фісташках, кедрових горіхах, але людині складно його засвоїти, так як в кишечнику немає потрібного ферменту для розщеплення фітінових з’єднань, у вигляді яких макроелемент надходить з рослинної їжі.

Тому засвоюється не більше 20%. Найбільш висока засвоюваність P характерна для морепродуктів, в цьому випадку всмоктується 99%. Якщо ви відчуваєте дефіцит фосфору, доповніть раціон рибою сімейства тріскових або лососевих, скумбрія і короп теж підійдуть.

На щастя фосфор міститься в багатьох доступних продуктах харчування: горіхах, морепродуктах (особливо в рибі), в сирі, капусті, моркві, часнику, курячих яйцях (особливо в жовтку). Особливо багато фосфору є в яблуках, волоських горіхах, яловичої печінки, гречці і ікрі риб сімейства осетрових.

Тепер ви знаєте, які продукти можуть збільшити вміст фосфору в вашому організмі і організмі ваших дітей.

У складі майже всіх продуктів присутній фосфор. Але найбільшу кількість фосфору спостерігається в продуктах тваринного походження. До них відноситься, як м’ясо, риба і птиця, так і яйця, молоко і приготовлені на їх основі йогурти, сири та ін. Поступаючи в організм разом з їжею, даний мікроелемент в більшій частині засвоюється у вигляді неорганічних сполук.

За кількістю найбільше фосфору міститься в сухих дріжджах. Тут на 100 г продукту припадає 1 290 мг фосфору. Приблизно така ж кількість мікроелемента відзначається в пшеничних висівках, гарбузовому насінні і ряді інших рослинних продуктів. Другими за обсягом міститься фосфору є молочні продукти.

Так, в 100 г сиру міститься приблизно 600 мг мікроелемента. Такий показник може варіюватися в залежності від сорту сиру. Разом зі 100 г сиру організм отримує 500 мг фосфору, з кефіром – 140 мг, а з молоком 90 мг. Варто відзначити, що включення в щоденний раціон молочних продуктів є найкращим рішенням, оскільки крім фосфору в них міститься велика кількість кальцію. Третє місце за кількісним вмістом фосфору займають риба і морепродукти. У рибі є високий відсоток фосфору, кальцію, заліза.

• найбільше фосфору організм отримує з молочних продуктів;
• приблизно 60-70% мікроелемента надходить при вживанні в їжу м’ясних і морепродуктів;
• із загального вмісту фосфору в рослинній їжі організмом засвоюється лише близько 20%.

При складанні свого раціону необхідно враховувати не тільки присутність в ньому достатньої кількості фосфору. Не можна також забувати про кальцій. Важливо, щоб обсяг що надходить в організм кальцію не перевищував обсяг фосфору. Щоб в оптимальному обсязі в організм надходив кальцій і фосфор, необхідно правильно підбирати продукти для свого раціону.

Харчова промисловість сьогодні також активно використовує фосфор. Багато його сполуки дозволяють надати продуктам більш привабливий зовнішній вигляд. Фосфати, наприклад, використовуються в ковбасному виробництві. З їх допомогою виробники пов’язують зайву рідину в продукції, забезпечують однорідну її структуру, щільність і соковитість.

• замінювати фосфатами підкислювачі в складі солодких газованих напоїв, слабоалкогольних напоїв та кондитерської продукції;
• уникати утворення твердих кристалів в згущеному молоці;
• виключати ймовірність утворення грудок в таких порошкових добавках, як сухе молоко, какао, вершки і ін .;
• домагатися однорідної м’якої консистенції при виробництві плавлених сирків;
• прискорювати розчинення сухих сумішей при виготовленні морозива і інших такого плану продуктів;
• збільшувати збереження маргарину і вершкового масла;
• підвищувати щільність консервованих овочів-фруктів;
• освітлювати цукор і т.д.

Фосфор в продуктах сучасної промисловості міститься в надмірній кількості. І це здатне завдати істотної шкоди здоров’ю. У нормі кількість що надходить в організм фосфору і кальцію повинно бути приблизно однаковим. Максимально допустимою вважається споживання 1,5 частини Р і 1 частини Са. Щоб уникнути вживання надмірної обсягу фосфору, склад продуктів необхідно вивчати найбільш уважно. При цьому слід звертати особливу увагу на присутність у складі:

• ортофосфорної (фосфорної) кислоти, що позначається кодом Е338;
• фосфатів натрію – Е339;
• фосфатів калію, які подаються як добавка Е340;
• фосфатів кальцію, що вказуються на етикетках як Е341;
• фосфатів амонію – Е342;
• і, нарешті, фосфатів магнію під кодом Е343.

Норма фосфору на добу – 800 мг, максимально допустима кількість споживання – 1600 мг.

Біодоступність (здатність засвоюватися організмом) фосфору, що надходить з продуктами харчування, не більше 70%. Тільки фосфор риби всмоктується в кишечнику фактично повністю.

Фосфор міститься в продуктах:

• молоко, молочні продукти (сири)
• м’ясо, субпродукти (яловича печінка), птиця, яйця
• риба, ікра осетрових
• хліб, вівсяна і гречана крупи
• горіхи волоські, насіння
• овочі, зелень (гарбуз, петрушка, капуста, шпинат, часник, морква).

Причиною надмірного вмісту хімічного елемента є зловживання білковою їжею, а також продуктами, штучно насичені фосфатами (натрію Е339, калію Е340, кальцію Е341) і фосфорною кислотою (Е338). Ці сполуки часто використовуються у випічці (як стабілізатор), виробництві цукру (в якості освітлювача), масла (збільшується термін зберігання), плавлених сирів (для потрібної консистенції).

Надлишковий вміст фосфору в організмі проявляється таким чином:

• головними болями;
• блювотою;
• слабкістю;
• частими неприємними відчуттями в стравоході, палінням;
• підвищенням схильності до пневмонії.

У сучасному світі більш актуально перенасичення P, ніж недолік макроелементи. Це пов’язано з тим, що багато на прилавках супермаркетів зроблено з використанням фосфатів. Вони дозволені ВООЗ, не приносять шкоди в обмеженій кількості, роблять їжу більш привабливою – перешкоджають злежуванню, втрати красивого кольору.

Але все ж необхідно обмежити обсяг такої продукції на своєму столі. Рекомендується збільшити частку фермерських екологічних продуктів. Вони менш зручні, так як швидше псуються і втрачають зовнішній вигляд. Але допомагають зберегти правильний баланс макро- і мікроелементів, тим самим позитивно впливаючи на здоров’я і самопочуття.

Наслідки перенасичення хімічним елементом можуть бути дуже серйозними. Знижується імунітет, погіршується здатність згущуватися крові, відкладаються солі в тканинах і органах, часто відбуваються крововиливи.

Вікові і статеві відмінності в дозуванні

Дорослій здоровому чоловіку, який не відчуває виснажливих фізичних навантажень, слід щодня споживати 1000-1500 мг макроелементи (нормальна концентрація в крові 0,81-1,40 ммоль / л). Жінці – на 200 мг менше. Під час вагітності та лактації – 3000-3800 мг.

Якщо відзначаються постійні проблеми з зубами – вразливість до карієсу, пародонтозу – необхідно збільшити частку фосфоровмісних продуктів в меню. На окрему увагу заслуговують ситуації, коли діагностовано остеопороз, а також при підвищеній активності (фізична праця, нервова робота у високому темпі) – при таких обставинах добова норма фосфору для людини повинна бути збільшена. Її корекція здійснюється тільки за участю лікаря, нерідко за допомогою лікарських препаратів і вітамінно-мінеральних комплексів.

Скільки потрібно дітям:

• новонародженим – 120 мг;
• до півроку – 400 мг;
• до року – 500 мг;
• до 3 років – 800 мг;
• до 8 років – 1000 мг;
• до 18 – 1300 мг.

Кращий спосіб забезпечити оптимальну кількість необхідних нутрієнтів для немовляти – грудне вигодовування. У материнському молоці ідеально збалансовані макро- і мікроелементи, його склад змінюється в міру зростання малюка. Саме тому ВООЗ рекомендує продовжувати ГВ не менше 2 років. Якщо добова потреба у фосфорі не задовольняється, то дитина може страждати від частих кровотеч, млявості, нудьгувати під час навчання. Інтелектуальні здібності знижуються, нормальний розвиток особистості ускладнюється. Також зростає ризик остеопорозу та інших захворювань кісток.

Як засвоюється і з чим взаємодіє

P найкраще засвоюється разом з макроелементом Кальцієм (Ca). Оптимальний баланс металлоидов характерний для твердого сиру з коров’ячого молока і для фундука. Але правильне співвідношення успішно встановлюється і з переважанням інших продуктів в раціоні, так як обмін координується гормонами паращитовидної залози.

На заваді для phosphorus є надлишок таких хімічних елементів, як барій, алюміній, і кальцій. Вони швидко формують такі сполуки, які не здатні брати участь в обмінних процесах.

висновок

Безсистемні дієти, нерозумні обмеження в їжі, екстремальні системи харчування (веганство, сироїдіння) можуть нашкодити. Постійно піддаючи своє тіло подібним до стресів, ви позбавляєте його необхідних макроелементів. Якщо ви хочете схуднути і при цьому зберегти міцне здоров’я і життєлюбність, складайте раціон з дієтологом.

Перетворюється без ризиків і дискомфорту – фахівці клініки Олени Морозової допомогли тисячам жінок знайти бажану фігуру завдяки комплексній програмі з урахуванням всіх важливих особливостей вашого тіла. Скористайтеся і ви нашими рекомендаціями, щоб досягти результату, про який давно мрієте.

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.