Phosphor
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© stu 2011/05/22

Phosphor ist ein Nichtmetall, hat 5 Außenelektronen (Oxidationszahlen +V, +III und -III) und kommt in drei Modifikationen (Erscheinungsformen) vor:

Weisser Phosphor ("gelber", "farbloser" Phosphor) entzündet sich an der Luft von selbst (daher Aufbewahrung unter Wasser), giftig (0,05 g tödlich), besteht aus P4-Tetraedern

Roter Phosphor dunkelrotes Pulver, brennt über 260°C, unlöslich, ungiftig, bildet mit starken Oxidationsmitteln wie KClO3 (Kaliumchlorat) leicht explosive Mischungen (Zündholzkopf)
Schwarzer Phosphor ähnliche Eigenschaften wie roter P, schwierig herzustellen

Reaktionsgleichungen:

1) Weißer Phosphor reagiert an der Luft zu P2O5
2) Phosphorpentoxid reagiert mit Wasser zu Phosphorsäure


P kommt in der Natur hauptsächlich in Phosphaten vor, Calciumphosphat ist ein wichtiger Bestandteil von Knochen und Zähnen, der Mensch benötigt täglich ca. 1 g Phosphor in Form von Verbindungen.

Gewinnung von Phosphor:

Bei ca. 1400°C entsteht aus Calciumphosphat, Siliziumdioxid (Quarzsand) und Koks (C) Calciumsilikat, Kohlenmonoxid und weißer Phosphor. 
Durch Erhitzen lässt sich der weiße Phosphor in roten Phosphor umwandeln. 
...Ca3(PO4)2 + ...SiO2 + ...C => ...CaSiO3 + ...CO + ...P4

siehe 3) Lösungsseite
Phosphor wird unter anderem für die Produktion von Halbleitern und die Zündholz-Herstellung verwendet.

Zündhölzer

Durch Reibungswärme zerfällt Kaliumchlorat (KClO3) in Kaliumperchlorat (KClO4), Kaliumchlorid und Sauerstoff. Dieser reagiert mit Phosphor (von der Reibfläche) und entzündet den Schwefel. Schließlich entzündet sich das Holz. Das Holz ist mit Paraffin (= Kerzenwachs) imprägniert, damit es gleichmäßig abbrennt (wie eine Kerze). 

In "Sicherheitszündhölzern" ist  P in der Reibfläche. Wenn P im Zündholzkopf enthalten ist, lassen sich die Zündhölzer auch ohne Reibfläche entzünden.


Reaktionsgleichungen:
4) Kaliumchlorat zerfällt in Kaliumperchlorat, Kaliumchlorid und Sauerstoff
5) Kaliumperchlorat zerfällt in Kaliumchlorid und Sauerstoff

Phosphorsäuren und Phosphate

Orthophosphorsäure H3PO4 ist eine mittelstarke Säure, sie bildet 3 Reihen von Salzen: 
Na2HPO4
.....Name?....
NaH2PO4
.....Name?....
Na3PO4
.....Name?.....
Siehe auch Säuren und Laugen
Phosphorsäure kann aus Phosphorpentoxid und Wasser hergestelltwerden oder durch Reaktion von Schwefelsäure mit Calciumphosphat.

Phosphorsäuremoleküle können unter Wasserabspaltung zu Di-, Tri-phosphorsäure, etc. reagieren (wichtig in der Biochemie und bei der Herstellung von Polyphosphaten).

Phosphorsäure (E338) wird als Säuerungsmittel in der Lebensmittelindustrie verwendet (z.B. Cola-Getränke) sie wirkt durch den niedrigen pH-Wert auch konservierend. 
Aus Phosphorsäure werden Phosphate und Polyphosphate hergestellt. 
Phosphate haben nicht nur große Bedeutung als Düngemittel, sondern auch in Waschmitteln und als Lebensmittelzusatzstoffe.

Calciumphosphat und ähnliche Verbindungen kommen in der Natur vor. Sie sind allerdings nicht wasserlöslich und daher nicht als Dünger brauchbar. Bei der Umsetzung von Calciumphosphat mit Schwefelsäure entsteht das wasserlösliche "Superphosphat".

Reaktionsgleichungen:

7) Aus Calciumphosphat und Schwefelsäure entsteht Phosphorsäure und .....
8) Aus Calciumphosphat und Schwefelsäure wird Calciumdihydrogenphosphat und Calciumsulfat hergestellt
9) Bei der Reaktion von Ammoniak und Phosphorsäure entsteht Diammoniumhydrogenphosphat
10) Aus 2 Orthophosphorsäure-Molekülen entsteht unter Wasserabspaltung Orthodiphosphorsäure
11) Aus Calciumhydroxid und Phosphorsäure entsteht.....


Polyphosphate

Polyphosphate werden zur Wasseraufbereitung, in Waschmitteln, als Dünger und als Lebensmittelzusatzstoffe verwendet. 
Polyphosphate verstärken die Waschwirkung und binden Ca- und Mg-Ionen (Wasserhärte). 
In der Lebensmittelindustrie werden sie als Schmelzsalze (Schmelzkäseherstellung), zum Stabilisieren von Kondensmilch und bei der Wurst-Herstellung als Kutterhilfsmittel (erhöhen das Wasserbindevermögen des Fleisches) eingesetzt. Auch gepökeltes Fleisch wird durch Phosphate saftiger (enthält mehr Wasser).

In Backpulvern ist Dinatriumdihydrogenorthodisphosphat oder Calciumdihydrogenphosphat als saures Salz enthalten. Bei Wasserzusatz reagieren diese Salze mit dem Natriumhydrogencarbonat unter Bildung von Kohlendioxid.

E 339 a,b,c: Natriumphosphate 
E 340 a,b,c: Kaliumphosphate 
E 341 a,b,c: Calciumphosphate
E 450 bis E 452: Natrium- bzw. Kalium -di-, -tri- und -polyphosphate (Stabilisatoren und Emulgatoren)

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