Phosphore - Définition et Explications

Histoire

Phosphore en poudre dans l'obscurité.

Il est vraisemblable que l'alchimiste arabe Alchid Bechil ait identifié le phosphore dès le XII^e siècle.^{[réf. souhaitée]} La découverte de cet élément est attribuée à Hennig Brandt en 1669 en Allemagne à partir de l'urine (L'urine est un liquide biologique composé des déchets de l'organisme. L'urine est...). Il obtint un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir...) qui luisait dans l'obscurité, et brûlait en produisant une lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) éclatante.

Les premières allumettes utilisaient du phosphore blanc (Le phosphore blanc (aussi appelé phosphore jaune) est un allotrope commun de...) dans leur composition : la toxicité (La toxicité (du grec τοξικότητα...) du phosphore (Le phosphore est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole P et...) les rendait d'ailleurs assez dangereuses : leur usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) entraîna des meurtres, des suicides et des empoisonnements accidentels (une légende populaire raconte qu'une femme tenta d'empoisonner son mari avec du phosphore blanc, mais celui-ci s'en aperçut du fait de la lumière émise par son ragoût).

De plus, l'inhalation des vapeurs de phosphore entraînait, chez les ouvriers des fabriques d'allumettes, une nécrose des os de la mâchoire, connue sous le nom de nécrose phosphorée.

Lorsque le phosphore rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait...) fut découvert, son inflammabilité et sa toxicité plus faibles poussèrent à son adoption comme une alternative moins dangereuse pour la fabrication des allumettes.

Gisements

Les phosphates sont des minéraux assez fréquents, dont la concentration a généralement une origine animale (guano d'oiseaux ou de chauve-souris accumulés durant des milliers ou millions d'années sur des sites dortoirs ou de reproduction).

Les roches phosphatées exploitables se concentrent cependant en peu d'endroits : Maroc (plus du tiers des réserves mondiales), Chine (un peu plus du quart des réserves mondiales), Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles,...) du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.), États-Unis. De plus les réserves actuelles correspondent à moins d'un siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui...) de consommation.

Propriétés

Les phosphores blanc et rouge ont une structure quadratique.

Il existe un phosphore noir allotrope, ayant une structure similaire à celle du graphite : les atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...) sont arrangés en couches hexagonales, et il est conducteur électrique.

Le phosphore blanc est constitué de molécules tétraédriques P4. C'est un corps toxique qui s'oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins...) lentement à l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) à température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) ambiante. On le conserve toujours sous l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...). Le phosphore blanc se transforme en phosphore rouge sous l'influence de la lumière.

Le phosphore rouge est constitué de molécules de longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus...) indéterminée (En mathématiques, une indéterminée est le concept permettant de formaliser des...), mais très grande. On peut lui donner à titre d'exemple la formule P2000. Il n'est ni toxique ni facilement inflammable. Le phosphore rouge se transforme en phosphore blanc (gazeux) sous l'influence de la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...), soit 280 °C.

Utilisation

Phosphore

• Allumettes et pyrotechnie : le phosphore sous sa forme rouge est l'élément igniteur des allumettes et d'un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de dispositifs pyrotechniques.
• Alliage : involontaire dans l'acier (L’acier est un alliage métallique utilisé dans les domaines de la construction...), car étant présent dans le coke de fonderie (La fonderie est l'un des procédés de formage des métaux qui consiste à couler...), il provoque un effondrement des caractéristiques mécaniques, notamment une chute des résiliences ayant des effets dramatiques (le cas du RMS Titanic (Le RMS Titanic est un paquebot transatlantique britannique de la White Star Line, construit sous...) est un très bon exemple) et parfois un alliage (Un alliage est une combinaison d'un métal avec un ou plusieurs autres éléments...) volontaire est réalisé avec le bronze (Le bronze est le nom générique des alliages de cuivre et d'étain. Le terme airain...), où il permet une usinabilité améliorée. Par contre les pièces en bronze phosphoreux soudées ou brasées donnent une très mauvaise tenue mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...).

Usages militaires

Explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un...) d'un obus au phosphore (Première Guerre mondiale).

L'USS Alabama (BB-8) touché par une bombe incendiaire au phosphore, septembre 1921.

Les bombes incendiaires au phosphore ont été largement utilisées pendant et depuis la Seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...) Guerre mondiale.

Le protocole III de la Convention sur certaines armes classiques (CCWC), entré en vigueur en 1983, interdit les armes incendiaires contre des civils, et même contre des bases militaires situées « à l’intérieur d’une concentration de civils ».

L'armée américaine aurait cependant utilisé du phosphore blanc lors de l'attaque contre Falloujah, le 8 mars 2004. Cependant, le Département de la Défense des États-Unis se défend de s'être servi de Willie Pete pour des usages incendiaires. Si les États-Unis sont signataires de ce protocole additionnel aux Conventions de Genève, ils n'ont par contre pas signé le protocole III de la convention de 1983 régissant l'usage des armes conventionnelles, dont Willie Pete - le phosphore blanc peut aussi bien être utilisé comme éclairage que comme arme incendiaire et chimique. Mais, en raison de cette ambiguïté, il reste classé dans les armes conventionnelles.

Phosphate (Un phosphate, en chimie inorganique, est un sel d'acide phosphorique résultant de l'attaque...)

De loin l'utilisation la plus répandue du phosphore :

• Engrais : monohydrogénophosphate CaHPO₄ ou dihydrogénophosphate Ca(H₂PO₄)₂
• Pâte dentifrice : agent polisseur sous forme de dihydrogénophosphate et comme apporteur de fluor (Le fluor est un élément chimique de symbole F et de numéro atomique 9. Il s'agit du...) Na₂PO₃F
• Additif stabilisant (E339, E340) : des phosphates de sodium (Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un...) ou de potassium (Le potassium est un élément chimique, de symbole K (latin : kalium, de...), substances « tampon » ont un effet stabilisateur dans des compositions alimentaires.

Acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions...) phosphorique : H₃PO₄

L'acide phosphorique (L'acide phosphorique est un oxacide à base de phosphore de formule H3PO4. C'est un triacide....) a de nombreuses applications :

• Détartrants : On utilise une solution d'acide phosphorique comme détartrant pour les appareils sanitaires et ménagers, tels les cafetières électriques.
• Additif alimentaire (E 338) : agent acidifiant dans les boissons gazeuses
• Nutriment : Dans le traitement des eaux, le phosphore est ajouté à un réacteur (Un réacteur peut désigner :) biologique pour assurer la survie et la croissance des bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées...).
• Protection contre la corrosion des aciers par trempage des pièces dans cet acide (opération dite de phosphatation). Il en résulte une pellicule noire, fine, stable et poreuse qui est une excellente base dans l'accrochage des peintures anti-rouille.