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Fósforo

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Fósforo

Fluorapatita, fonte de fósforo.
Fluorapatita, fonte de fósforo.

Numa das tentativas de encontrar a pedra filosofal, o alquimista alemão Hennig Brand isolou pela primeira vez, em 1669, fósforo elementar a partir de resíduos de urina evaporada. O brilho emitido pela substância no escuro está na origem de sua denominação: do grego phós, “luz”, e phóros, “transportador”.

Fósforo é um elemento químico não-metálico, de símbolo P e número atômico 15, incluído no grupo Va do sistema periódico, que corresponde ao dos nitrogenóides, muito inflamável, luminoso na obscuridade.  Encontra-se na natureza em combinações de fosfatos e outros sais. Como componente orgânico, encontra-se nos nos organismos vivos sob as formas de fosfatos de cálcio nos ossos e nos dentes (metabolismo fosfocálcio), de ésteres ortofosfóricos (associado a ossos, a ácidos aminados, a bases), de ésteres difosfóricos (adenosina difosfórica ou A.D.P., que desempenham um papel importante na reserva genética), de nucleotídeo no ácido desoxirribonucléico (A.D.N.), faz parte da urina, do sangue e de outros humores ou líquidos corporais.

Propriedades físicas e químicas:

O estado fundamental do átomo de fósforo apresenta uma estrutura de elétrons representada na configuração 1s22s22p63s23p3. Isso implica uma camada externa de cinco elétrons sobre os quais o núcleo exerce intensa atração. Conseqüentemente, as ligações do átomo de fósforo com outros átomos próximos mostram uma natureza covalente, isto é, compartilham elétrons em suas uniões.

O fósforo apresenta dez variedades alotrópicas — manifestações diversas de composições químicas análogas — das quais as três mais importantes são o fósforo branco, o vermelho e o negro. O primeiro, fortemente tóxico, apresenta-se sob duas formas: alfa, de estrutura cristalina cúbica (embora exista uma variedade hexagonal) e estável à temperatura ambiente; e beta, de estrutura hexagonal e estável apenas a temperaturas inferiores a -78º C. De molécula tetratômica (P4), é instável, muito reativo e, em contato com o ar, se inflama espontaneamente e experimenta oxidação lenta, que ocasiona formação de anidrido fosfórico P4O10 e emissão de luminosidade, fenômeno conhecido como fosforescência.

Exposto à luz, o fósforo branco passa à forma vermelha, com estrutura em camadas alternadas entre as quais se dispõem outras moléculas P4 do estado branco. O fósforo vermelho não é venenoso nem fosforescente e apresenta uma reatividade muito inferior. Nesse estado alotrópico é utilizado para sua aplicação mais comum: a fabricação de palitos de fósforo. Mais raro que as variedades anteriores, o fósforo negro é o mais estável do ponto de vista termodinâmico. Sua estrutura consiste de camadas em ziguezigue de átomos de fósforo.

Estado natural e obtenção:

O fósforo não se encontra livre na natureza em nenhuma de suas variedades mas, em combinações como os fosfatos, constitui 0,12% da composição da crosta terrestre e, em ordem quantitativa, é o duodécimo elemento químico na Terra. As matérias-primas a partir das quais se extrai o fósforo são fundamentalmente os fosfatos de metais alcalino-terrosos encontrados em depósitos de rochas de fosfato, como a clorapatita, Ca5(PO4)3Cl, a fluorapatita, Ca5(PO4)3F ou a vivianita, Fe3(PO4)2.8H2O.

Quanto a seu papel biológico, o fósforo encontra-se nos organismos vivos em combinação oxigenada, geralmente como anidrido P2O5, como suporte de reações metabólicas. A presença desse elemento em níveis adequados é especialmente importante nos ossos, em que atua como suporte dos compostos de cálcio. Especial interesse apresentam as fosfatases, enzimas contidas na maior parte das secreções e células do organismo humano, que intervêm em processos fisiológicos das mais diversas índoles, como a precipitação de fosfato de cálcio no tecido ósseo, a síntese de proteínas nos tecidos e a absorção de fosfatos no intestino.

Para a bioquímica, o fósforo também constitui elemento básico, já que faz parte da composição do ATP, trifosfato de adenosina, e do ADP, difosfato de adenosina, nucleotídeos presentes nos tecidos, que desempenham função essencial tanto no metabolismo molecular como na regulação entre absorção e liberação energéticas.

Aplicações:

Tanto o fósforo elementar como suas combinações apresentam amplo espectro de aplicações. Por ser essencial aos processos vitais, esse elemento é o constituinte básico, por exemplo, de muitos preparados farmacêuticos utilizados como reconstituintes e fixadores de cálcio. Uma de suas primeiras e mais generalizadas aplicações foi a fabricação dos palitos de fósforo, chamados fósforos de segurança. O fósforo branco inicialmente empregado para esse fim foi progressivamente substituído, em razão de sua toxicidade, por um de seus compostos, o trissulfureto fosfórico, P4S3.

É precisamente o efeito venenoso do fósforo branco que o tornou útil como substância ativa de diversos inseticidas e raticidas, mas para esse uso também foi substituído para evitar riscos de envenenamento dos aplicadores. Os compostos fosforados se empregam industrialmente como aditivos da gasolina e dos plásticos, na fabricação de detergentes e, em metalurgia, como protetores. Boa parte do fósforo usado na indústria é obtida em forma de fosfatos, extraídos de diferentes minerais e utilizados como fertilizantes.

As reservas brasileiras de fosfatos são dos seguintes tipos: jazidas de apatita ligadas a rochas graníticas; jazidas de apatita ligadas a rochas eruptivas; jazidas de fosfatos sedimentares em camadas de origem marinha; jazidas de aluminofosfatos de origem organomineral e depósitos de guano. Exploram-se as do segundo e do terceiro tipos. A principal reserva é a de Araxá, em Minas Gerais, com cem milhões de toneladas de apatita; seguem-se as de Olinda, em Pernambuco, e Jacupiranga, em São Paulo.

 

 

 

 

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