Fosfor Nedir, Nerelerde Kullanılır?

Fosfor; dünyada en çok bulunan elementlerden sağlık için önemli bir maddedir. Vücudumuzda en fazla bulunan ikinci mineraldir.

Fosfor, insan sağlığı için çok önemli bir mineral, endüstri ve tarım için de aranan elementlerdendir. Dünyada yaygın olarak bulunan fosfor, karanlıkta parıldayan özelliği ile dikkat çeken bir maddedir. Yunanca “ışık saçan” anlamındadır. Havai fişeklerin de ana maddesi olan fosforla ilgili önemli notları makalemizde okuyabilirsiniz.

Fosforun Tarihçesi 

Fosforun geçmişiyle ilgili net kayıtlar olmasa da 12. yüzyılda Arap simyacıların fosfor elde ettiği yönünde bazı bilgiler var. Fosfor, ilk olarak 1669 yılında Alman simyager Hennig Brand tarafından keşfedildi. Brand, hayatını “felsefe taşı”nı bulmaya adayan ve insanda altın olabileceğini iddia eden bir kişi. İnsanda altın arama çalışmalarında yaptığı deneyler sırasında 50 kova insan idrarını uzun süre ısıtarak çeşitli karışımlarla işlemlerden geçiren Brand, sonunda fosfor elementini keşfetmiş. Bulduğu fosfor ile insandan altın sentezlemeyi düşünmüş; ama başaramamış. Uzun süre fosfor keşfini saklamış. Alman matematikçi Gottfried Leibniz’e bir mektup yazarak keşfini bildiren Brand, fosforun karanlıkta parıldama özelliğinden bahsetmiş. Öğrenildiğinde bilim çevrelerinde büyük heyecana yol açan bu keşif, birçok gelişmenin de önünü açmış. 1775’te İsveçli kimyager Scheele, kemikten fosfor elde etti. 1840’ta kırmızı fosfor elde edildi. 19. yüzyılın sonlarında James Readman, elektrikli fırında fosfor üretimi yöntemini geliştirdi.

Kimyasal Özellikleri

Fosfor kelimesi, Yunanca “ışık taşıyan veya saçan” anlamındaki “phosphoros” sözcüğünden türemiştir. Kimyasal sembolü “P” olan ametal ve aktif bir elementtir. Atom numarası 15, atom ağırlığı 30,9’dur. Periyodik element cetvelinde 5-A grubunda yer alır. Azot dışında birçok elementle bileşik oluşturabilir. Doğada genellikle puslu beyaz ve yarı saydam haldedir. Serbest olarak nadiren bulunur. En bol bulunan elementler arasında 11. sıradadır.

Güneş ışığına maruz bırakılan fosforun enerji seviyesi artar; ancak enerji seviyesini sabit tutma eğilimi gösterir. Sıcak havayla temasında aniden alev alması belirgin ve önemli bir özelliğidir. Bunun nedeni oksijenle kolay birleşebilmesidir. Başka bir deyişle; oksijene karşı kimyasal yakınlığı olan ve oksitleri, silikatları oluşturan “litofil” elementler arasında yer alır.

“Lüminesans” adı verilen ve ısısı değişmeden elektromanyetik ışınım yayma olayı ile açıklanan “ışıldama” özelliği vardır. Fosforun uyarılma enerjisi kimyasal enerjiden kaynaklanır. Buna da, “kemilüminesans” adı verilir. Bu özelliği sebebiyle fosfor, karanlıkta parıldar.

Fosfor, en çok fosforik asidin tuzları halinde bulunur. Fosfat içeren minerallerden elde edilir. Yaklaşık 200 farklı mineralde fosfor bulunur. Bu minerallerden en önemlisi “apatit” mineralidir. Apatit minerali, magmatik kayaların büyük bir bölümlünde aksesuar mineral olarak bulunur. Pegmatitlerde ve hidrotermal damarlarda bol miktarda oluşabilmektedir. Diğer fosfat içeren mineraller ise şunlardır: Viviyanit, piromorfit, vavellit, variskit… Yerkabuğunun yaklaşık yüzde 0,12’sini fosforun oluşturduğu tahmin edilmektedir. Hemen hemen bütün volkanik ve tortul kayaçlarda bulunur.

Fosfor Allotropları

Fosforun 6 adet radyoaktif izotopu, 4 allotropu vardır. Allotrpları; beyaz, kırmızı, mor ve siyah fosfordur.

Beyaz fosfor: Balmumu görünüşlü, saydam ve sarımtrak bir rengi vardır. Yağ kıvamındadır. 44 derecede erir, 280 derecede parlar. Oldukça zehirlidir. Havayla temasında alevlenir. Buharı hava ile hemen oksitlenir ve mavi bir ışık verir. Bu sebeple su dolu şişelerde saklanır. Sarımsak kokusuna benzeyen bir kokusu vardır. Suda çözünmez, karbondisülfür gibi organik çözücülerde çözünür. Allotroplar içinde en reaktif ve en uçucu olanıdır. Karanlıkta ışıldar. Elektrik iletkenliği yoktur. Oksijenle temasında alev alır. Yanma etkisi oldukça fazladır. İnsan kemiğini bile yakabilir. Bu özelliği sebebiyle bombalarda kullanılır.

Kırmızı fosfor: Beyaz fosforun havasız ortamda 250 derecede ısıtılması ve güneşte bırakılmasıyla elde edilir. Küçük kristallerden oluşur. Yüksek sıcaklıklarda erir, 610 derecede buharlaşır. Zehirsiz bir polimerdir. Kolay tutuşmaz ve ışıldamaz. Beyaz fosfora göre daha az tehlikeli bir madde olduğu için kibrit ve havai fişeklerde kullanılan fosfor formudur.

Siyah fosfor: Beyaz fosfora yüksek basınç uygulanması ile elde edilir. Çözünürlüğü çok azdır ve kullanımı sınırlıdır. Metalik fosfor olarak da bilinir. Elektrik iletkenliği sebebiyle yarı iletkenlerin yapımında kullanılır. 550 derecede kırmızı fosfora dönüşür.

Mor fosfor: Beyaz fosfordan elde edilir. 300-400 derecede tutuşur, 5300 derecede erir. Kullanımı sınırlıdır. Çözücüsü yoktur. Kristaller halindedir.

Fosfor Bombası

Fosfor bombası, beyaz fosfor kullanılarak üretiliyor. Suriye ve Gazze’deki savaşlarda kullanılan fosfor bombaları birçok insanın ölümüne ve yaralanmasına yol açmıştır. Havaya atılan fosfor bombası oksijen ile temas ettiğinde yanıyor ve yerdeki insanlara temas ettiğinde yapışarak öldürücü yanıklara yol açıyor. İnsan kemiklerini bile yakabilen fosfor bombası yanıklarını su durdurabiliyor; ancak sudan çıkıldığında yakma işlemi tekrar başlıyor. Çünkü beyaz fosfordaki yanma işlemi başladığında durdurmak imkânsız. Yanma süresi ise çevredeki ısıya ve neme bağlı olarak değişiyor. Fosfor bombası insana temas etmese bile yaydığı gazlar da öldürücü olabiliyor. Fosfor bombasında kullanılan beyaz fosforun solunması halinde zehirlenmelere ve solunum yollarında yanıklara yol açıyor.

Nerelerde Kullanılır?

Fosfor, birçok üründe kullanılırken, kimyasal özellikleri sebebiyle ışık veren ürünlerin önemli bir hammaddesidir. Lamba ve ampullerde kullanımı yaygındır. Havai fişek ve kibrit üretiminde fosfor kullanılır. Önemli bir fosfor bileşiği olan fosforik asit, tarım ve hayvancılıkta tercih edilen bir maddedir. Fosforik asidin tuzu veya esteri olan fosfat da gübrelerde yaygın olarak kullanılan bir maddedir. Fosfat kayasının yaklaşık yüzde 90’nı gübre üretiminde kullanılmaktadır.

Fosfor ve bileşiklerinin kullanıldığı alan ve ürünlerden bazıları şunlardır; diş macunu, karbonat, boyalı içecekler, tarım ilaçları, işaret fişekleri, izli mermiler, çeşitli cam uygulamaları, su yumuşatıcısı, temizlik ürünleri, sinir gazı, nükleer fizik, tıp ürünleri, ilaçlar, sis ve yangın bombaları, barut, haşere zehirleri…

Fosfor ve Sağlık

Fosfor, canlıların yaşamı için önemli bir maddedir. Ölen canlılardaki fosfor, bakteriler tarafından emilerek yaşam döngüsüne katılır. Fosfor, insan vücudunda en fazla bulunan mineraller arasında yer alır. İnsan vücudu ağırlığının yüzde 1’ini fosfor oluşturur. Kalsiyumdan sonra insan vücudunda en fazla bulunan mineraldir. B vitamini ile birlikte çalışır. Temel hayati fonksiyonların gerçekleşmesine yardımcı olur. DNA ve RNA moleküllerinin yapıtaşıdır.

Hücre ve dokuların büyümesi ve onarılmasında rol oynar. Sinirlerin sinyal iletmesine yardımcı olur. Diş yapısı ve kemik oluşumu için gereklidir. Vücudun enerji depolamasını ve kullanmasını sağlar. Hücrelerdeki enerji döngüsünü sağlar. Kalp ritmine katkısı vardır.

Yetişkin bir insanın günlük 700 mg fosfora ihtiyacı vardır. 0-1 yaş arası bebeklerde bu miktar 100-275 mg arasındadır. 1-13 yaş arası çocuklar ise, 450-1250 mg arasında fosfora ihtiyaç duyar. Vücutta gereğinden fazla bulunan fosfor, böbrek fonksiyonlarında sorunlara, kireçlenmelere yol açar ve bazı organlara zarar verebilir, iltihaplı hastalıklara sebep olabilir. Gereğinden az fosfor ise, mide bulantısı, kaslarda ağrı, ishal ve kabızlık gibi şikâyetler ortaya çıkarır.

En fazla süt ve süt ürünlerinde fosfor bulunur. Fosforun bulunduğu bazı besinleri şöyle sayabiliriz; yumurta, kırmızı et, badem, fıstık, mercimek, susam, deniz ürünleri, sarımsak…

Nerelerde Üretilir? 

Dünyadaki fosfat yataklarının toplam rezervinin 50 milyar ton olduğu tahmin edilmektedir. Fosfor minerallerinin üretimi ise yılda 150-200 milyon ton arasında değişmektedir.

ABD, Rusya, Fas, Tunus, Cezayir, Ürdün, İsrail, Senegal, Togo, Gabon, Güney Afrika, Hint ve Pasifik adalarında fosfat yatakları bulunmaktadır.

Türkiye’de ise Güneydoğu Anadolu bölgesinde fosfat yataklarına rastlanmaktadır. Mazıdağı ve Mardin bölgeleri başta olmak üzere Bingöl (Genç, Ünaldı), Adıyaman (Çelikhan, Tut, Besni), Hatay (Yayladağı), Kilis ve Şanlıurfa (Bozora) yörelerinde fosfat yatakları bulunuyor.