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Phosphore

DéfinitionClassé sous :chimie , tableau périodique des éléments , phosphore
Le phosphore est principalement utilisé sous forme de phosphate dans les engrais minéraux répandus en agriculture. © Alex B., AgriParisPictures, Flickr, CC by-sa 2.0

Moins célèbre que l'oxygène, le phosphore n'en est pas moins indispensable à la vie. L'Homme utilise cet élément chimique de la famille des pnictogènes en abondance dans ses engrais, menaçant les réserves disponibles à moyen terme.

Généralités

  • Symbole : P
  • Numéro atomique : 15
  • Électrons par niveau d'énergie : 2, 8, 5
  • Masse atomique : 30,9738 u
  • Isotopes les plus stables : 31P stable avec 16 neutrons (100 %)
  • Série : non-métaux
  • Groupe, période, bloc : 15 (VA), 3, p
  • Densité : 1,82 (blanc), 2,16 (rouge), entre 2,25 et 2,69 (noir)
  • Point de fusion : 44,15 °C (blanc)
  • Point d'ébullition : 280,5 °C

Historique du phosphore

On attribue la découverte du phosphore à l'Allemand Hennig Brandt, en 1669, qui l'obtint à partir de l'urine au cours de ses recherches sur la pierre philosophale. Pelletier, Lavoisier, Dulong et Davy ou encore Berzélius en ont étudié les combinaisons avec d'autres éléments et composés.

Son nom vient du grec phos et pherein signifiant respectivement lumière et porter. En effet, le phosphore blanc émet de la lumière visible dans l'obscurité quand il est exposé à l'air.

Propriétés du phosphore

Le phosphore peut être blanc, rouge ou noir — ce sont les trois formes allotropiques du phosphore solide. Les deux premiers ont une structure quadratique. Le phosphore noir possède une structure identique à celle du graphite. Le phosphore blanc, tétraédrique et de formule P4, est un corps toxique qui s'oxyde lentement à l'air. Quant au phosphore rouge, il forme de très grandes molécules, dont on ignore la longueur.

Le phosphore blanc devient du phosphore rouge sous l'effet de la lumière ; la chaleur (280 °C) provoque la transformation inverse.

Utilisation du phosphore

Le phosphore n'est souvent pas désiré dans les alliages car il dégrade les propriétés mécaniques. Certains bronzes en contiennent, ce qui leur confère une usinabilité améliorée. Le phosphore blanc est l'un des composants principaux des bombes incendiaires. Le phosphore rouge est quant à lui employé dans les feux d'artifice.

Sous forme de phosphate, le phosphore forme des engrais minéraux (c'est sa principale application) et est utilisé dans la fabrication de détergents. C'est aussi un agent polisseur dans les dentifrices ainsi qu'un additif stabilisant dans certains aliments. Quelques protéines contiennent du phosphore.

L'acide phosphorique s'utilise comme détartrant, agent acidifiant, support de peinture antirouille ou encore nutriment dans des réacteurs biologiques.

On s'en sert aussi dans les feux d'artifice, les allumettes et les armes incendiaires. Il est utilisé pour la production d'acier, de bronze et d'autres produits. On s'inquiète de l'épuisement de ses ressources d'ici un siècle. Les roches phosphatées exploitables se concentrent en peu d'endroits : Maroc (plus du tiers des réserves mondiales), Chine (un peu plus du quart des réserves mondiales), Afrique du Sud, États-Unis.

Effets du phosphore sur la santé

Sous forme de phosphate, le phosphore est essentiel à l'Homme car il est présent dans l'ADN. Le phosphore est présent dans les cellules où il sert de support à l'énergie (Adénosine triphosphate). On trouve aussi fréquemment des phosphates dans les plantes.

Cependant, l'excès de phosphore peut être à l'origine de problèmes rénaux ou de l'ostéoporose. Le phosphore blanc est la forme la plus dangereuse du phosphore que l'on connaît. Il est extrêmement toxique et, dans beaucoup de cas, l'exposition est fatale. En grande quantité, il est létal (mort-aux-rats). Par contact, il peut brûler la peau et endommager d'autres organes.