ฟอสฟอรัส

ฟอสฟอรัสอยู่ในกลุ่มไนโตรเจน ^[1] มีวาเลนซ์ได้มาก ปรากฏในหลายอัลโลโทรป พบทั้งในหินฟอสเฟต และเซลล์สิ่งมีชีวิตทุกเซลล์ (ในสารประกอบในดีเอ็นเอ) เนื่องจากสามารถทำปฏิกิริยาได้สูง จึงไม่ปรากฏในรูปอิสระในธรรมชาติ

คำว่า ฟอสฟอรัส มาจากภาษากรีกแปลว่า 'ส่องแสง' และ 'นำพา' เพราะฟอสฟอรัสเรืองแสงอ่อน ๆ เมื่อมีออกซิเจน หรือมาจากภาษาละติน แปลว่า 'ดาวประกายพรึก' ค้นพบประมาณปี 1669 โดยนักเล่นแร่แปรธาตุ ชาวเยอรมัน เฮนนิก แบรนด์

ในขณะที่ภาษาไทยในสมัยก่อน เรียก ฟอสฟอรัส ว่า 'ฝาสุภเรศ'^[2]

ฟอสฟอรัสเป็นอโลหะอยู่ในหมู่ที่ VA หมู่เดียวกับธาตุไนโตรเจนในธรรมชาติไม่พบฟอสฟอรัสในรูปของธาตุอิสระ แต่จะพบในรูปของสารประกอบฟอสเฟตที่สำคัญได้แก่หินฟอสเฟต หรือแคลเซียมฟอสเฟต (Ca₂(PO₄)₂) ฟลูออไรอะปาไทต์ (Ca₅F (PO₄)₃)

นอกจากนี้ยังพบฟอสฟอรัสในไข่แดง กระดูก ฟัน สมอง เส้นประสาทของคนและสัตว์ ฟอสฟอรัสสามารถเตรียมได้จากแคลเซียมฟอสเฟต โดยใช้แคลเซียมฟอสเฟตทำปฏิกิริยากับคาร์บอนในรูปถ่านโค๊ก และซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO₂) ในเตาไฟฟ้า

ฟอสฟอรัสเป็นธาตุอาหารที่มีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของรากพืช โดยธาตุฟอสฟอรัสจะช่วยให้รากของพืชแข็งแรง และแผ่กระจายได้รวดเร็วขึ้น ซึ่งจะส่งผลให้ลำต้นแข็งแรงตามไปด้วย ปกติแล้วธาตุฟอสฟอรัสจะมีอยู่ในดินมากพออยู่แล้ว เป็นธาตุที่ไม่ค่อยเคลื่อนที่ในดินหรือละลายน้ำได้ยากซึ่งจะทำให้พืชดูดเอาไปใช้ได้ยากด้วย แม้แต่ปุ๋ยที่ใส่ลงไปในดินโดยตรงก็ประมาณกันไว้ว่า 80-90 % ของธาตุฟอสฟอรัสทั้งหมดนั้นจะถูกดินยึดไว้โดยการทำปฏิกิริยากับแร่ธาตุต่าง ๆ ในดิน ดังนั้น ธาตุฟอสฟอรัสในดินมีกำเนิดมาจากการสลายตัวผุพังของแร่บางชนิดในดิน การสลายตัวของสารอินทรียวัตถุในดินก็จะสามารถปลดปล่อยฟอสฟอรัสออกมาเป็นประโยชน์ต่อพืชที่ปลูกได้เช่นเดียวกับไนโตรเจน ดังนั้น การใช้ปุ๋ยคอกนอกจากจะได้ธาตุไนโตรเจนแล้วก็ยังได้ฟอสฟอรัสอีกด้วย

ธาตุฟอสฟอรัสในดินที่จะเป็นประโยชน์ต่อพืชได้ จะต้องอยู่ในรูปของอนุมูลของ สารประกอบที่เรียกว่า ฟอสเฟตไอออน (H₂PO^4- และ HPO^4-) ซึ่งจะต้องละลายอยู่ในน้ำในดิน สารประกอบของฟอสฟอรัสในดินมีอยู่เป็นจำนวนมากแต่ส่วนใหญ่ละลายน้ำยาก ดังนั้นจึงมักจะมีปัญหาเสมอว่าดินถึงแม้จะมีฟอสฟอรัสมากก็จริงแต่พืชก็ยังขาดฟอสฟอรัส เพราะส่วนใหญ่อยู่ในรูปที่ละลายน้ำยากนั่นเอง นอกจากนั้นแร่ธาตุต่าง ๆ ในดินชอบที่จะทำปฏิกิริยากับอนุมูลฟอสเฟตที่ละลายน้ำได้ ดังนั้นปุ๋ยฟอสเฟตที่ละลายน้ำได้เมื่อใส่ลงไปในดินประมาณ 80-90% จะทำปฏิกิริยากับแร่ธาตุในดินกลายเป็นสารประกอบที่ละลายน้ำยากไม่อาจเป็นประโยชน์ต่อพืชได้ ดังนั้นการใส่ปุ๋ยฟอสเฟตจึงไม่ควรคลุกเคล้าให้เข้ากับดินเพราะยิ่งจะทำให้ปุ๋ยทำปฏิกิริยากับแร่ธาตุต่าง ๆ ในดินได้เร็วยิ่งขึ้น แต่ควรจะใส่แบบเป็นจุดหรือโรยเป็นแถบให้ลึกลงไปในดินในบริเวณรากของพืชปุ๋ย ฟอสเฟตนี้ถึงแม้จะอยู่ใกล้ชิดกับรากก็จะไม่เป็นอันตรายแก่รากแต่อย่างใด ปุ๋ยคอกจะช่วยป้องกันไม่ให้ปุ๋ยฟอสเฟตทำปฏิกิริยากับแร่ธาตุในดินและสูญเสีย ความเป็นประโยชน์ต่อพืชเร็วจนเกินไป

พืชเมื่อขาดฟอสฟอรัสจะมีต้นแคระแกร็นใบมีสีเขียวคล้ำ ใบล่าง ๆ จะมีสีม่วงตามบริเวณขอบใบ รากของพืชชะงักการเจริญเติบโต พืชไม่ออกดอกและผล พืชที่ได้รับฟอสฟอรัสอย่างเพียงพอจะมีระบบรากที่แข็งแรงแพร่กระจายอยู่ในดิน อย่างกว้างขวาง สามารถดึงดูดน้ำและธาตุอาหารได้ดี การออกดอกออกผลจะเร็วขึ้น

ฟอสฟอรัสช่วยในการสังเคราะห์ด้วยแสง สร้างแป้งและน้ำตาล เป็นส่วนประกอบของเอนไซม์ที่สำคัญหลายชนิด ช่วยเสริมสร้างส่วนที่เป็นดอก การผสมเกสร ตลอดจนการติดเมล็ด สร้างระบบรากให้แข็งแรง ช่วยในการแตกกอ และช่วยให้ลำต้นแข็งแรงไม่ล้มง่าย ช่วยให้พืชดูดใช้ธาตุไนโตรเจนและโมลิบดีนัมได้ดีขึ้น ธาตุนี้มักพบในรูปที่พืชไม่สามารถดูดไปใช้ได้ เนื่องจากจะถูกตรึงอยู่ในดิน ส่วนใหญ่พืชจะแสดงอาการขาดธาตุนี้บ่อยครั้ง แม้ว่าในดินที่มีธาตุฟอสฟอรัสอยู่เป็นจำนวนมากก็ตามถ้าขาดธาตุฟอสฟอรัสราก พืชจะไม่เจริญ มีรากฝอยน้อย ต้นเตี้ย ใบและต้นมีสีเข้มและบางครั้งมีสีม่วงหรือแดงเกิดขึ้น พืชแก่ช้ากว่าปกติ เช่น การผลิดอก ออกผลช้า มีการแตกกอน้อย การติดเมล็ดน้อย หรือบางครั้งไม่ติดเมล็ด

ประเภทของฟอสฟอรัส

ฟอสฟอรัสขาว

โมเลกุลของฟอสฟอรัสขาวประกอบด้วยฟอสฟอรัส 4 อะตอม มีสูตรโมเลกุล P₄

เป็นของแข็งสีขาวหรือเหลือง ว่องไวในการเกิดปฏิกิรยามาก
มีจุดหลอมเหลว 44 °C
มีความหนาแน่น 1.82 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร
ไม่นำไฟฟ้า
ไม่ละลายน้ำ ละลายได้ในคาร์บอนไดซัลไฟด์ (CS₂) หรือตัวทำละลายอื่นที่โมเลกุลไม่มีขั้ว เช่น คาร์บอนเตตระคลอไรด์ (CCl₄)
ลุกไหม้ในอากาศได้เองที่อุณหภูมิ 35 C จึงต้องเก็บไว้ในน้ำไม่ให้สัมผัสกับ O₂
มีกลิ่นคล้ายกระเทียมเป็นพิษ ถ้าหายใจเข้าไปจะเป็นโรคขากรรไกรผุ
ต้มกับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) หรือโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) ได้ ฟอสฟีน (PH₃)

ฟอสฟอรัสแดง

โมเลกุลมีโครงสร้างเป็นสายยาวคล้ายลูกโซ่ เป็นพอลิเมอร์ของ P₄

เป็นของแข็งสีแดง เป็นรูปที่เสถียรกว่าฟอสฟอรัสขาว
มีจุดหลอมเหลว 590 °C ที่ 43 บรรยากาศ
มีความหนาแน่น 2.34 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร
ไม่นำไฟฟ้า
ไม่ละลายในน้ำและ คาร์บอนไดซัลไฟด์
ลุกไหม้ในอากาศที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส (572 องศาฟาเรนไฮต์)^[3]

ฟอสฟอรัสดำ

มีโครงสร้างแบบโครงร่างตาข่าย มีสมบัติดังนี้

เป็นของแข็งสีดำ
มีจุดหลอมเหลว 610 °C
มีความหนาแน่น 2.699 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร
เสถียรกว่าฟอสฟอรัสแดง และติดไฟยาก
นำไฟฟ้าได้เล็กน้อยเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นจะนำไฟฟ้าได้ดีขึ้น

ประโยชน์ของฟอสฟอรัส

เป็นแร่ธาตุที่สามารถพบได้ในทุกเซลล์ของร่างกาย ซึ่งมีความเกี่ยวข้องกันกับกระบวนการทางเคมีของร่างกายในเกือบทุกส่วน มีความสำคัญต่อการทำงานที่เป็นปกติสม่ำเสมอของหัวใจ และสำคัญอย่างมากต่อการทำงานของไต ต่อโครงสร้างของกระดูกและฟัน ร่างกายจำเป็นต้องใช้ฟอสฟอรัสในกระบวนการส่งต่อสัญญาณประสาท
วิตามินดีและแคลเซียม มีส่วนสำคัญต่อการทำงานของฟอสฟอรัส ถ้าหากร่างกายขาดฟอสฟอรัส วิตามินบี 3 จะไม่สามารถดูดซึมได้ และโรคจากการขาดฟอสฟอรัส ได้แก่ โรคเหงือกอักเสบและโรคกระดูกอ่อนในเด็ก โดยศัตรูของฟอสฟอรัส ได้แก่ การรับประทานธาตุเหล็ก แมกนีเซียม อะลูมิเนียม มากเกินไป อาจทำให้ฟอสฟอรัสด้อยประสิทธิภาพลง
ฟอสฟอรัส ช่วยบรรเทาอาการปวดจากข้ออักเสบได้
ฟอสฟอรัสสามารถนำมาทำไม้ขีดไฟได้

อ้างอิง

↑ "กลุ่มไนโตรเจน (N)". คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 14 พฤศจิกายน 2012. สืบค้นเมื่อ 16 กันยายน 2012.
↑ รายการพินิจนคร ตอน พระปฐมเจดีย์ ปาฏิหาริย์แห่งสถูปสถาน โบราณคดีแห่งทวาราวดี ทางทีวีไทย : 16 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2553
↑ Egon Wiberg; Nils Wiberg; Arnold Frederick Holleman (2001). Inorganic chemistry. Academic Press. pp. 683–684, 689. ISBN 978-0-12-352651-9. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2011.

บทความเคมีนี้ยังเป็นโครง คุณสามารถช่วยวิกิพีเดียได้โดยการเพิ่มเติมข้อมูล

[1] "กลุ่มไนโตรเจน (N)". คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 14 พฤศจิกายน 2012. สืบค้นเมื่อ 16 กันยายน 2012.

[2] รายการพินิจนคร ตอน พระปฐมเจดีย์ ปาฏิหาริย์แห่งสถูปสถาน โบราณคดีแห่งทวาราวดี ทางทีวีไทย : 16 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2553

[wiberg-3] Egon Wiberg; Nils Wiberg; Arnold Frederick Holleman (2001). Inorganic chemistry. Academic Press. pp. 683–684, 689. ISBN 978-0-12-352651-9. สืบค้นเมื่อ 19 พฤศจิกายน 2011.

[1]

[2]

[3]