Фосфор тыңайтқыштары

Фосфор (лат. Phosphorus), P – элементтердің периодтық жүйесінің V тобындағы химиялық элемент, реттік нөмірі - 15, атомдық массасы 30,97. Бірнеше түрі бар: ақ фосфор – тығыздығы 1,828 г/см³; балқу температурасы – 44,14°С; қызыл фосфор – тығыздығы 2,31 г/см³; балқу температурасы – 593°С.Химиялық элементтердің периодтық жүйесінде фосфор III периодта, V топтың негізгі топшасында орналасқан. Салыстырмалы атомдық массасы 31, реттік нөмірі (ядро заряды) 15.

Атом құрылысы.Фосфордың соңғы энергетикалық қабатында бес электрон бар, оның үшеуі жұптаспаған. Фосфор атомындағы электрондардың орналасуы:

1s²2s²2р⁶3s²3f

Фосфор косылыстарында -3, +3, +5 тотығу дәрежесін көрсетеді. Фосфордың  ұшқыш сутекті қосылысы фосфин РН3 мен аммиак NH3 молекулалары формасы жағынан ұқсас болғанмен, фосфин молекуласы берік емес, улы, тұрақсыз газ, тез тотығып кетеді.

Табиғатта кездесуі.Табиғатта фосфор тау жыныстары мен минералдарда қосылыс түрінде кездеседі. Мысалы, фосфорит және апатитте кальций фосфаты Са₃(РO₄)₂ түрінде болады.Қазақстанда Жамбыл облысындағы Қаратау маңында фосфорит кенінің мол коры бар екені 1935 жылдан белгілі. Қазір Қаратау бассейні негізінде "Жаңатас байыту комбинаты" жүмыс істейді. Ақтөбе облысында фосфорит кен орнын (Шилісай, т.б.) игеру жоспарланып отыр. Осы кен орындары негізінде фосфорды өңдейтін зауыттарТаразда, Шымкентте және Ақтөбеде бар. Азот тәрізді фосфор да өсімдік пен жануар нәруызының негізгі құрам бөлігі. Фосфор өсімдіктердің дәнінде, жануарлардың сүтінде, қанда, ми мен жүйке ұлпаларында кездеседі. Мысалы, ересек адамдардың сүйегінде 600 г, ет ұлпасында 56 г, жүйке жүйесінде 5 г-ға дейін фосфор болады. Барлық сүтқоректілердің сүйегі құрамында фосфор Са₃(РO₄)₂ немесе ЗСа₃(РO₄)₂•СаСO₃•Н₂O түрінде болады. Осындай фосфаттар сүтқоректілер қаңқасына беріктік қасиет береді. Жануарлар мен адамдар фосфорды өсімдік арқылы қабылдайды. Фосфор қосылыстары тіршіліктегі барлық зат алмасу процестеріне қатысады.

Алынуы.Бос күйіндегі фосфорды алу үшін табиғи фосфатты электр пеште кремний (IV) оксиді мен көмірді косып қыздырады. Бөлінген фосфордың буын су астында ақ фосфор Р түрінде бөліп алады. Реакция теңдеуі:

Са₃(РО₄)₂+ 3SiО₂ + 5С = 3CaSiО₃+ 5CО↑ + 2Р

Физикалық қасиеттері.Фосфор элементі жай зат ретінде бірнеше аллотропиялық түрөзгерісін түзеді. Оның маңыздылары — ақ және қызыл фосфор. Ақ фосфор улы жөне тез тұтанатын болғандықтан аса ұқыптылықты қажет етеді. Оның буымен демалуға болмайды. Ақ фосфорды шыны ыдыста, су астында, сыртынан құм салынған металл банкаға орналастырып сақтайды. Ақ фосфор ауасыз кеңістікте қыздырғанда қызыл фосфорға, ал жоғары қысымда қара фосфорға айналады. Қара фосфор аз кездеседі (20-сурет). 6-кестеде ақ жөне қызыл фосфордың қасиеттері салыстырмалы түрде берілген.

Химиялық қасиеттері.Фосфор тотыктырғыш (азоттан темен) және тотықсыздандырғыш қасиет көрсетеді. Тотыксыздандырғыш ретінде оттекпен және белсенді бейметалдармен реакцияға түседі. 1. Фосфор оттекте жанып, пентаоксид түзеді:

 

Ақ және қызыл фосфордың  негізгі қасиеттері

Ақ фосфор	Қызыл фосфор
Ақ түсті кристалл зат, тығыздығы 1,83 г/см3. Қараңғыда жарқырайды. Кәдімгі жағдайда 30 — 40°С температурада ауадағы оттекпен тотығады. От алғыш кауіптілігіне байланысты су астында сақтайды. Суда ерімейді, күкірткөміртекте ериді. Өте қауіпті, улы! 44°С-та балқиды, 280°С-та қайнайды	Аморфты зат, кристалды емес, тығыздығы 2,20 г/см3. Қараңғыда жарқырамайды. Ауадаіъі оттекпен 260°С-та тотығады. Отқа қауіпті емес. Қыздырғанда оталады. Суда да, күкірткөміртекте де ерімейді. Улы емес. 400°С-та балқиды.

2. Фосфор металдармен фосфидтер түзе әрекеттеседі:

Мырыш фосфиді — зиянкес кемірушілермен күресуде қолданылатын препарат.

1. Реакция жағдайына байланысты фосфор хлормен (70°С) әрекеттесіп, фосфор трихлоридін РСІ3 және 300° С-та фосфор пентахлоридін РСІ5 түзеді:

2. Фосфор сутекпен әрекеттесіп,  фосфин РН3 түзеді:

Фосфин РН3 — түссіз, ерекше иісі бар, өте улы зат. Аммиакқа қарағанда негіздік қасиеті әлсіз. Шырпының басына жанғыш заттар — күкірт пен бертолле түзының қоспасы жағылады. Қораптың жақтауына қызыл фосфор мен шыны үнтағы желіммен отырғызылады. Шырпының басын қорапқа үйкегенде, қызыл фосфор бер- толле тұзынан от алып, тез тұтанады .

Химиялық қасиеттері:

1. 2Р + ЗСl₂ = 2РСl₃ галогендермен галогенидтер береді
2. 2Р + 3S = P₂S₃ күкіртпен сульфид түзеді
3. ЗСа + 2Р = Са₃Р₂ металмен фосфид түзеді

Фосфор өзінің аталуына сәйкес (грекшеден аударғанда “жарық шығарғыш” деген мағынаны білдіреді) ауада оттекпен жарық шығара отырып, қарқынды әрекеттеседі. Осы тәжірибені жасап көрейік. Әуелі шыны қалпақшының тығыны зат жағатын темір қасықшаны өткізеді.Себебі фосфор жанғанда, ақ түтін будақтап, оның оксиді түзіледі. Ол ауада шашылмас үшін қасыққа салынған фосфорды спирт шамы жалынында қыздырып, жана бастағанда шыны қалпақшаға кіргізіп тығындайды. Сонда түзілген фосфор (V) оксиді бірте-бірте төмен қонып, суда ериді. Енді реакция теңдеуін жазайық:

1. 4Р + 5O₂ = 2Р₂O₅ оттегімен оксид түзеді

]Қолданылуы.Қызыл фосфор сіріңке өндірісінде, пиротехникада және фосфор кышкылын алуға пайдаланылады. Фосфор ауыл- шаруашылык зиянкестерімен күресу үшін кажет улы химикаттар алу үшін қолданылады.

Фосфордың ақ және қызыл түрөзгерісі бар. Ақ фосфор химиялық белсенді болып келеді. Сондықтан  ақ фосфорды қараңғыда су астында  сақтайды. Ақ фосфорды ауасыз ортада қыздырса, қызыл фосфор алынады. Қызыл фосфор сіріңке өндіруде, пиротехникада  қолданылады. Фосфор жай және күрделі  заттармен өрекеттеседі. Қазақстанда фосфор шикізатының қоры Жамбыл (Қаратау) және Ақтөбе (Шилісай) облыстарында бар.

Фосфор сіріңке және улы химикаттар өндірісінде пайдаланылады.

Ақ, қызыл фосфор Н₃РО₄ алуда, жанғыш қоспалар дайындау үшін қолданылады.

P+5HNО₃конц = Н₃РО₄+5NО₂↑ +Н₂О

Тарихы.Фосфорды алғаш ашқан – Гамбургтік алхимик Геннинг Бранд(1669 ж). Басқа да алхимиктер тәрізді Бранд қарттарды жасартып, сырқаттарды жазатын өмір элексирі мен асыл емес металдарды алтынға айналдыратын философиялық тасты табуға әрекет жасады. Брандты алға жетелеген адамдардың қамы емес, оның байлыққа құмарлығы болды. Ол жайлы бұл алхимиктің жасаған нағыз, әрі жалғыз табысының тарихи дәйектері куәландырады. Бір тәжірибенің барысында ол зәрді буландырып, алынған қалдықты көмір және құм қосып, буландыруды жалғастырды. Кейін ретортада қараңғыда жарық шығаратын зат түзілді. Рас, kaltes Feuer (суық от) немесе «менің отым» деп Бранд атаған зат қорғасынды алтынға айналдырмады және қарттардың сырт келбетін өзгертпеді, бірақ алынған заттың қыздырусыз жарқырауы ерекше, әрі таңсық болды. Жаңа заттың бұл қасиетін пайдалануды Бранд көп созбады. Ол фосфорды беделді адамдарға көрсетіп, олардан сыйлықтар және ақша ала бастады. Фосфордың алыну құпиясын сақтау оңай болмағандықтан, ол оны дрездендік химик И. Крафтқа сатып жіберді. Фосфорды алудың әдістемесі И. Кункель мен К. Кирхмейерге белгілі болғаннан кейін оны көрсетушілер саны көбейді. 1680 жылы жаңа элементті, алдындағыларға тәуелсіз, ағылшын физигі әрі химигі Роберт Бойль алды. Бірақ көп кешікпей Бойль қайтыс болды, ал оның шәкірті А. Ганквиц таза ғылымға сатқындық жасап, «фосфор спекуляциясын» қайта жандандырды. Тек 1743 жылы А. Маркграф фосфорды алудың жетілген әдісін тауып, өз мәліметтерін көпшілік назарына жариялады. Бұл оқиға брандтық бизнеске нүкте қойып, фосфор және оның қосылыстарын тыңғылықты зерттеуге бастама болды.

Фосфор тыңайтқыштары.Фосфор — барлық тірі организмнің құрамына кіретін маңызды элемент. Фосфор ферменттердің, дәрумендердің кұрамында болады.

Фосфорсыз хлорофилл түзілмейді, онда өсімдік жапырағы көмірқышқыл газын сіңіре алмайды. Өсімдікте фосфор жетіспесе, жапырақта қара қошқыл жасыл, қара дақ пайда болып, өсімдіктің гүлденуі мен пісуі баяулайды. Фосфор тыңайтқышын топыраққа енгізу арқылы алынатын жемістің сапасы жақсарып, өнімі артады. Фосфор тыңайтқыштары суда еритін, ерімейтін болып бөлінеді .

Қазақстан жеріндегі бай фосфор қорын өңдеу жолын іздеу фосфорлы қосылыстар химиясын дамытуға негіз болды. Академик Ә.Б. Бектұров Қаратау фосфоритінен әртүрлі фосфор тыңайтқыштарын алудың ғылыми негізін қалады. Фосфор қосылыстары мен фосфор тыңайтқыштарын зерттеуде Ә.Б. Бектұров және оның шәкірттері көп еңбек сіңірді. Қаратау бассейнінің фосфорит кенінен Тараздың және Шымкенттің өндірістік бірлестіктері және басқа химия кәсіпорындары фосфор тыңайтқыштарын өндіреді.

 

«Тыңайтқыштардың  қауіпсіздігіне қойылатын талаптар» 
техникалық регламенті

1. Қолданылу  аясы

1. Осы «Тыңайтқыштардың қауіпсіздігіне  қойылатын талаптар» техникалық  регламенті (бұдан әрі - Техникалық  регламент) минералды, органикалық-минералды,  органикалық тыңайтқыштарға және  топырақ жақсартушы заттарға (бұдан әрі - тыңайтқыштар), сондай-ақ, олардың тіршілік циклы үдерістеріне қолданылады. 
      2. Осы Техникалық регламент қолданылатын тыңайтқыштардың тізбесі және Қазақстан Республикасының Сыртқы экономикалық қызметі тауар номенклатурасының (бұдан әрі - ҚР СЭҚ ТН) сыныптамасы бойынша олардың кодтары осы Техникалық регламентке қосымшада көрсетілген. 
      3. Тыңайтқыштармен байланысты қатерлер мынадай қауіпті факторларға негізделеді: 
      минералды тыңайтқыштар үшін: 
      1) жанғыштығы; 
      2) тотықтырғыштық әсері; 
      3) коррозиялық әсері; 
      4) уыттылығы; 
      5) көзді зақымдауы; 
      6) теріні жеуі; 
      7) көз бен теріні тітіркендіруі; 
      8) қоршаған сулы орта және топырақ үшін қауіптілігі; 
      9) қоршаған ауа ортасы және топырақ үшін қауіптілігі; 
      10) радиоактивті сәуле шығаруы (фосфорлы тыңайтқыштар және топырақ жақсартушы заттар үшін); 
      органикалық және органикалық минералды тыңайтқыштар үшін: 
      1) бактериологиялық; 
      2) паразитологиялық; 
      3) энтомологиялық.

2. Терминдер мен анықтамалар

 

      4. Осы Техникалық регламентте тиісті анықтамаларымен бірге мынадай терминдер қолданылады: 
      қауіптілік белгісі - қауіптің түрі мен сыныбына қарай тыңайтқыштардың қауіптілігі туралы нақты ақпаратты беретін стандартты графикалық кескін; 
      қауіптіліктің қысқаша сипаттамасы - тыңайтқыштардың қауіптілік санаты мен осы қауіптің деңгейін анықтауға мүмкіндік беретін стандартты тіркестер жиынтығы; 
      қорда - өсімдіктен немесе жануардан алынатын органикалық қалдықтардың ыдырауы нәтижесінде алынған органикалық тыңайтқыш; 
      қоректік элемент - өсімдіктің өсуі және дамуы үшін қажетті тыңайтқыштың элементі; 
      құрамында азоты бар тыңайтқыш - құрамында өсімдіктерге сіңетін нысандағы азоты бар тыңайтқыш; 
      минералды тыңайтқыш - минералды нысандағы қоректік элементтерді құрайтын өндірістік немесе қазып алынатын негіздегі тыңайтқыш; 
      органикалық минералды тыңайтқыш - бірыңғай технологиялық процесте немесе механикалық араластыру жолымен алынған органикалық және минералды тыңайтқыштардың қоспасы; 
      органикалық тыңайтқыш - өсімдіктерден немесе жануарлардан алынатын органикалық заттарды құрайтын тыңайтқыш; 
      сигналды сөз - тыңайтқыштардың қауіптілік деңгейіне назар аударту үшін пайдаланылатын сөз; 
      топырақ жақсартушы зат - топырақтың физикалық, химиялық қасиеттерін және (немесе) биологиялық белсенділігін жақсарту үшін топыраққа енгізілетін, органикалық және (немесе) органикалық емес негіздегі материал; 
      төселетін көң - төсемдік және азықтық қоспалары бар көң; 
      тыңайтқыш - өсімдіктердің қоректенуіне және топырақтың құнарлылығын арттыруға арналған зат; 
      фосфорлы тыңайтқыш - құрамында өсімдіктерге сіңетін нысандағы фосфоры бар тыңайтқыш; 
      химиялық өнімнің қауіпсіздік паспорты (бұдан әрі - қауіпсіздік паспорты) - химиялық өнімнің сипаттамалары және онымен жұмыс істеудің қауіпсіздігін қамтамасыз ету жөніндегі шаралар туралы мәліметтер қамтылған құжат.

3. Тыңайтқыштарды  сәйкестендіру

 

      5. Тыңайтқыштарды  сәйкестендіру кезінде мынадай әдістер қолданылады: 
      1) құжаттамалық; 
      2) көрнекі; 
      3) сынау. 
      6. Сәйкестендіру кезінде: 
      1) қауіпсіздік паспорттарын; 
      2) жеткізу шарттары мен келісім шарттарды; 
      3) тыңайтқыштардың таңбасында келтірілген ақпараттарды пайдаланады. 
      7. Тыңайтқыштарды сәйкестендіру мынадай белгілер, параметрлер және талаптар бойынша жүзеге асырылады: 
      сынамаларды іріктеу кезінде: 
      1) таңбалау мен буып-түюдің осы Техникалық регламентке сәйкестігі бойынша. Бұл ретте, қауіпсіздік паспортындағы ақпарат орамдағы ақпаратпен салыстырылады; 
      2) өнім атауының мәлімденген өнімге сәйкестігі бойынша; 
      3) лек көлемі бойынша; 
      сынақ жүргізу кезінде таңбада және қауіпсіздік паспортында келтірілген ақпараттың дұрыстығы: 
      1) сыртқы түрі (агрегаттық жай-күйі, конфигурациясы және өзге де белгілері) бойынша; 
      2) қоректік элементтер мен заттардың массалық үлесі, органикалық заттардың массалық үлесі (органикалық минералды тыңайтқыштар үшін) бойынша тексеріледі.