Phosphor

P, chemisch einfacher Körper, findet sich nicht im freien Zustand in der Natur, sehr verbreitet aber in Verbindung mit Sauerstoff und Metall in der Form von Phosphorsäuresalzen, besonders als phosphorsaurer Kalk (Apatit, [* 2] Phosphorit), dann als phosphorsaure Magnesia mit Fluormagnesium (Wagnerit), als phosphorsaure Ammoniakmagnesia (Struvit), als phosphorsaure Thonerde (Wavellit, Kalait), mit Magnesia- und Eisenoxydulphosphat (Lazulit), als phosphorsaures Bleioxyd mit Chlorblei (Pyromorphit) oder mit Thonerde (Bleigummi), als Eisenphosphat (Vivianit, Phosphoreisensinter), auch mit andern Phosphaten (Eisenpecherz, Zwiselit, Triphyllin, Childrenit etc.), als Kupferphosphat (Lunnit, Tagilit), als Uranphosphat mit Kalk- und Kupferphosphat (Uranit, Kupferuranit), in vielen Arsensäuresalzen als teilweiser Ersatz der Arsensäure etc. Geringe Mengen von Phosphaten finden sich in den wichtigsten Gesteinsarten, durch deren Verwitterung sie in die Ackererde, in Quell-, Fluß- und Meerwasser gelangen.

Die Pflanzen bedürfen des Phosphors als wichtigen Nahrungsmitteln. Er begleitet in denselben besonders die Eiweißkörper und findet sich daher am reichlichsten in Samen; [* 3] in den Tieren finden sich Phosphorverbindungen im Blut, Fleisch, Gehirn, [* 4] in Eiern, in der Milch, im Harn und in den festen Exkrementen; phosphorsaurer Kalk bildet die Hauptmasse der Knochen, [* 5] und phosphorreiche Exkremente finden sich als Guano und Koprolithen. Viele Eisenerze enthalten Phosphor und besitzen infolgedessen eine beschränkte Verwertbarkeit. Kann der Phosphorgehalt dieser Erze in die Schlacken übergeführt werden, so ist es möglich, ihn der Landwirtschaft zuzuführen.

Zur Darstellung des Phosphors dienen hauptsächlich Knochen, welche nachdem Weißbrennen, d. h. nach der Zerstörung ihrer organischen Substanz, 20 bis 25 Proz. Phosphor enthalten. Man verkohlt auch die Knochen, um als Nebenprodukte brennbare Gase, [* 6] Teer und kohlensaures Ammoniak zu gewinnen. Die Knochenkohle findet in der Zuckerfabrikation Verwendung, und oft werden nur Abfälle derselben auf Phosphor verarbeitet. Man entzieht den Knochen auch den phosphorsauren Kalk durch Salzsäure oder schweflige Säure und kann dann den ungelöst bleibenden Knochenknorpel auf Leim verarbeiten.

Aus der sauren Lösung wird der phosphorsaure Kalk durch Ammoniak oder durch Erhitzen, um die schweflige Säure auszutreiben, wieder abgeschieden. Auch Sombrerit, ein aus unreinem phosphorsauren Kalk bestehendes Gestein von der westindischen Insel Sombrero, wird auf Phosphor verarbeitet. Die gebrannten Knochen oder den aus den sauren Lösungen abgeschiedenen basisch phosphorsauren Kalk behandelt man mit Schwefelsäure, [* 7] trennt die dabei entstehende Lösung von saurem phosphorsaurem Kalk vom ausgeschiedenen schwefelsauren Kalk, verdampft, mischt den Rückstand mit Kohle u. destilliert aus thönernen Retorten (s. Figur, S. 9). Aus dem sauren phosphorsauren Kalk entsteht hierbei zuerst metaphosphorsaurer Kalk, welcher bei der Destillation [* 8] 66 Proz. seines Phosphorgehalts abgibt und phosphorsauren Kalk zurückläßt. Man erhält also theoretisch nur ⅔ des in den Knochen enthaltenen Phosphors, in der Praxis höchstens ⅓. Die entweichenden Phosphordämpfe werden durch Röhren [* 9] a in mit Wasser gefüllte Bottiche b geleitet und hier bei 40° verdichtet. Der so erhaltene Phosphor wird durch ¶

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sämischgares Leder oder durch Kohle filtriert, häufiger von neuem destilliert oder mit chromsaurem Kali und Schwefelsäure behandelt, schließlich in Stangen oder Sektoren gegossen, auch gekörnt und unter Wasser verpackt. Gegenwärtig wird der Gesamtbedarf an Phosphor, wie es scheint, nur von drei Fabriken (in Oldbury bei Birmingham, [* 11] in Lyon [* 12] und in Schweden) [* 13] geliefert.

Gewöhnlicher Phosphor ist farblos oder gelblich, durchscheinend, wachsglänzend, vom spez. Gew. 1,83, Atomgewicht 30,96; er ist bei niedriger Temperatur spröde, bei mittlerer knetbar, schmilzt bei 44,3,° siedet bei 290°, bildet farblosen Dampf, [* 14] verflüchtigt sich langsam, aber schon bei gewöhnlicher Temperatur. Er ist unlöslich in Wasser, wenig löslich in Alkohol und Äther, fetten und flüchtigen Ölen, leicht in Schwefelkohlenstoff, Chlorschwefel und flüssigem Schwefelphosphor und kann aus diesen Lösungen und durch Sublimation in farblosen, diamantglänzenden Kristallen erhalten werden. An feuchter Luft oxydiert sich Phosphor über 0° langsam zu phosphoriger Säure, dabei leuchtet er im Dunkeln und entwickelt knoblauchartigen Geruch; zugleich wird ein Teil des Sauerstoffs ozonisiert, und es entstehen Nebel von salpetrigsaurem Ammoniak, welche durch beigemengten Phosphordampf leuchten.

Eine Spur von Terpentinöl- oder Ätherdampf und Schwefelwasserstoff in der Luft verhindert das Leuchten und die langsame Oxydation. Die bei dieser langsamen Oxydation entwickelte Wärme [* 15] reicht hin, gehäuft liegenden Phosphor zu schmelzen, worauf derselbe sich entzündet und mit weißer, leuchtender Flamme [* 16] zu Phosphorsäureanhydrid verbrennt. Deshalb muß Phosphor stets unter Wasser aufbewahrt werden. Auch durch Salpetersäure, Chromsäure etc. wird Phosphor zunächst zu phosphoriger, dann zu Phosphorsäure oxydiert. Er verbindet sich direkt mit Schwefel, Chlor, Brom, Jod und vielen Metallen.

Aus vielen Metallsalzlösungen fällt Phosphor Metall oder Phosphormetall unter Bildung von Phosphorsäure, und beim Kochen mit alkalischen Laugen entstehen Unterphosphorigsäuresalz und Phosphorwasserstoff. Beim Aufbewahren des Phosphors unter Wasser überzieht er sich mit einer weißen, allmählich abspringenden Rinde, die aus gewöhnlichem Phosphor besteht; bei Einwirkung des Sonnenlichts, beim Erhitzen auf 240-250°, schneller in geschlossenen luftleeren Gefäßen bei 300° verwandelt sich der gewöhnliche Phosphor in eine allotropische Modifikation.

Zur Darstellung dieses amorphen oder roten Phosphors erhitzt man den gewöhnlichen Phosphor in einem geschlossenen eisernen Kessel, durch dessen Deckel ein langes, enges, an beiden Seiten offenes Rohr geht, auf 240°. Das Produkt muß wegen eines Gehalts an weißem Phosphor unter Wasser aufbewahrt oder zerrieben und mit Natronlauge gekocht werden, um den weißen Phosphor zu entfernen. Der amorphe Phosphor ist in kompakten Stücken rotbraun, auf der Bruchfläche eisenschwarz, spröde, unvollkommen metallglänzend, undurchsichtig, geruch- und geschmacklos, nicht giftig, vom spez. Gew. 2,1; er verändert sich nicht an der Luft, leuchtet also auch nicht, entzündet sich nicht durch Reiben, ist unlöslich in allen Lösungsmitteln, schmilzt nicht beim Erhitzen, entzündet sich bei 240° und verwandelt sich bei 260° wieder in gewöhnlichen Phosphor. Der rote Phosphor erscheint viel indifferenter als der letztere, wenn er auch wegen größerer Zerteilbarkeit von Salpetersäure leichter oxydiert wird.

Mit Chlor verbindet er sich erst beim Erwärmen; mit chromsaurem Kali zusammengerieben, entzündet er sich; mit chlorsaurem Kali verpufft er leicht und heftig. Um gewöhnlichen Phosphor fein zu zerteilen, schmelzt man ihn in einem verkorkten Fläschchen unter Wasser durch vorsichtiges Erwärmen und schüttelt dann heftig bis zum vollständigen Erkalten. Am Licht [* 17] oberflächlich rot und undurchsichtig gewordener Phosphor wird durch Erhitzen mit Wasser und etwas Salpetersäure oder mit alkoholischer Kalihydratlösung wieder farblos und durchscheinend. Phosphor ist dreiwertig und bildet mit Sauerstoff unterphosphorige Säure H₂PO₂ , Phosphorigsäureanhydrid P₂O₃ , phosphorige Säure H₃PO₃ , Phosphorsäureanhydrid P₂O₅ , Phosphorsäure H₃PO₄ .

Der gewöhnliche Phosphor ist höchst giftig. Beim Menschen kann eine Dosis von 0,1 g tödlich wirken. Schleunige ärztliche Hilfe ist unbedingt nötig (vgl. Phosphorvergiftung). Verwundungen durch brennenden Phosphor sind gefährlich und heilen schwer. Phosphor dient namentlich zur Darstellung von Zündhölzchen (in neuerer Zeit mehr und mehr der rote), ferner als Ratten- und Mäusegift, zu Brandgeschossen, zur Bereitung gewisser Teerfarben, der Phosporbronze ^[richtig: Phosphorbronze] und Phosphorsäure, des Jodäthyls, Jodmethyls und der Jodwasserstoffsäure, mit chlorsaurem Kali gemischt als explosive Armstrongsche Mischung, selten als Arzneimittel bei Schwächezuständen der Harnblasenmuskeln, verschiedenen Nervenleiden, Wurstvergiftung, äußerlich als Reizmittel. Er wurde 1669 von Brandt in Hamburg [* 18] und zum zweitenmal 1678 von Kunckel entdeckt und zuerst aus Harn dargestellt; den Namen Phosphor (griech., »Lichtträger«) erhielt er von seiner Eigenschaft; im Dunkeln zu leuchten Gahn wies 1769 nach, daß die Knochen aus phosphorsaurem Kalk bestehen, und seitdem wurde die Darstellung des Phosphors in größerm Maßstab [* 19] möglich. Schrötter entdeckte 1845 den amorphen Phosphor. Die jährliche Produktion in England und Frankreich beträgt etwa 65,000 Ztr.

[* 10] ^[Abb.: Ofen zur Destillation des Phosphors.] ¶

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