Портмоне P, Цикълът на фосфора в природата, сп. "Химия" № 9
Иисторията за „пътешествията“ на фосфора по Земята или, както казват геохимичните учени, миграцията му, е много интересна и поучителна. Фосфорните атоми, както всички останали елементи, участват постоянно в големия естествен кръговрат на веществата.
Не се среща в свободна форма в природата поради много силната си окисляемост, но се включва в много минерали (има до 120 от тях) и много органични вещества. Повечето минерали, съдържащи фосфор, са редки. Най-важните минерали (естествени фосфати) са апатит, вивианит, както и седиментна скала от фосфорит, състояща се от финокристален или аморфен калциев фосфат, смесен с някои други вещества.
Въпреки ниското си разпространение и разсейване, фосфорът обаче е изключително важен в живота на растителните и животински организми. Той е част от повечето растителни и животински протеини и протоплазма. Фосфорът е биогенен елемент. Академик Ферсман нарича фосфора елемент от живота и мисълта.
Апатитът - калциев фосфат, съдържащ променливи количества флуор и хлор - трябва да бъде признат за източник на всички фосфорни съединения в природата. В зависимост от преобладаването на флуор или хлор в апатита се образуват минералите флуорапатит Ca5F (PO4) 3 или хлорапатит Ca5Cl (PO4) 3. Те съдържат от 5 до 36% P2O5.
Световно находище на апатит
разположен в Хибини
В магматичните скали обикновено има малки кристали апатит. Основните му резерви са разположени в зоната на магмата, но се среща и на тези места, където магматичните скали образуват контакт с утаечните скали. Значителни запаси от апатит се намират в Норвегия и Бразилия. Наистина глобално находище на апатит се намира тук, на полуостров Кола, в Хибини, където е открито през 1925 г.
Под въздействието на жизнената активност на микроорганизмите, почвените киселини, както и киселините, секретирани от корените на растенията, апатитите постепенно претърпяват атмосферни влияния и участват в биохимичния цикъл, който за разлика от цикъла на азот, въглерод, кислород и сяра е ограничен само от био-, хидро- и литосферата и не улавя атмосферата.
Фосфорът се абсорбира от растенията само от разтворени фосфати под формата на аниони на фосфорната киселина. Следователно, фосфорното хранене на растенията е възможно само ако в почвения разтвор има соли на фосфорната киселина, например Ca (H2PO4) 2, CaHPO4, K2HPO4 и др. Натрупва се главно в хранителни части - семена, плодове. Най-богати на фосфор са бобовите растения и най-бедните зеленчуци. От растенията фосфорът постъпва в тялото на животните и хората заедно с храната.
Човешкото тяло съдържа над 1,5 кг фосфор (1,4 кг в костите, 130 г в мускулите и 12 г в нервните тъкани). Дневната нужда за възрастен във фосфор е от 1 до 1,2 г. Децата се нуждаят от повече фосфор, отколкото възрастните. Според учените с всяко парче хляб с тегло 100 g човек усвоява до 10 22 фосфорни атома, т.е. астрономическо число, което не само е невъзможно да си представим, но дори да се изрази с обикновени думи. Най-много се съдържа в костите (над 5%). Твърдостта на скелета се дава от калциевата сол на фосфорната киселина. В зъбите има много фосфор (в дентина - 13%, и в зъбния емайл - 17%). При липса на фосфор при животните се развива костна болест.
Физиологичните процеси, протичащи в животински организъм, са постоянно свързани с химични трансформации на фосфорсъдържащи вещества (разделянето им в храносмилателните органи, синтез на нови фосфорсъдържащи органични съединения). Минералните фосфорни съединения в кръвта и черния дроб също претърпяват сложни промени.
Разлагането на богати на фосфор органични съединения може да образува газообразни и течни вещества. По-специално, подобно на амоняка, може да се образува много токсичен газ, безцветен с мирис на чесън - фосфорен водород или фосфин, PH3. Този газ може да бъде получен в лабораторията чрез кипене на бял фосфор с разяждащ калий или чрез действието на солна киселина върху калциев фосфид:
Едновременно с фосфина, тази реакция често образува малко количество течен продукт от съединението на фосфора с водород - дифосфин P2H4, чиито пари се самозапалват при обикновени температури и възпламеняват газообразния фосфин.
Подобни процеси се случват и в природата, причинявайки появата на така наречените „скитащи светлини“ в гробищата. Проблясъци на фосфин през деня, разбира се, не се виждат, но през нощта те предизвикват суеверен страх у много хора, които не са запознати с научното обяснение на това явление. Описание на „блуждаещите светлини“ е дадено във „Вечери на ферма край Диканка“ от Н. В. Гогол в разказа „Омагьосаното място“.