El fósforo rojo es un alótropo del fósforo . Es un sólido rojo polimérico amorfo que es estable en el aire. Se puede convertir fácilmente a partir del fósforo blanco bajo la luz o el calor. Se utiliza como fósforo y retardante de fuego . Fue descubierto en 1847 por Anton von Schrötter. [1]
El fósforo rojo es una forma amorfa del fósforo. Las formas cristalinas del fósforo rojo incluyen el fósforo de Hittorf y el fósforo rojo fibroso. La estructura del fósforo rojo contiene los fragmentos que se ilustran a continuación: [2] [3]
Un método para preparar fósforo rojo implica calentar fósforo blanco en una atmósfera inerte como nitrógeno o dióxido de carbono, con yodo como catalizador. [4]
Otro método teóricamente posible de producción de fósforo rojo es mediante la irradiación de luz de fósforo blanco. [5] Sin embargo, no se ha utilizado industrialmente, probablemente debido a la calidad sospechosa y la estructura no identificada del producto. [6] [ se necesita una mejor fuente ]
En condiciones estándar, el fósforo rojo es más estable que el fósforo blanco, pero menos estable que el fósforo negro, termodinámicamente estable. La entalpía estándar de formación del fósforo rojo es de -17,6 kJ/mol. [3] El fósforo rojo es cinéticamente más estable.
Al ser polimérico , el fósforo rojo es insoluble en disolventes y presenta propiedades semiconductoras. [7]
Debido a esta estabilidad cinética, el fósforo rojo no se enciende espontáneamente en el aire, no se descompone en presencia de álcali y es menos reactivo frente a halógenos , azufre y metales en comparación con el fósforo blanco . [7]
El fósforo rojo puede utilizarse como retardante de llama en resinas . Su mecanismo de acción implica la formación de ácido polifosfórico (los átomos de hidrógeno proceden de la resina) y carbón , que impide la propagación de la llama. [8]
Sin embargo, para los sistemas electrónicos/eléctricos, el retardante de llama de fósforo rojo ha sido prohibido efectivamente por los principales fabricantes de equipos originales debido a su tendencia a inducir fallas prematuras. [9] Un problema persistente es que el fósforo rojo en los compuestos de moldeo de epoxi induce una corriente de fuga elevada en los dispositivos semiconductores. [10] Otro problema fue la aceleración de las reacciones de hidrólisis en el material aislante PBT . [11]
El fósforo rojo se utiliza, junto con abrasivos , en las almohadillas de encendido de los fósforos de seguridad modernos . La cabeza del fósforo, que contiene clorato de potasio, se encenderá al frotarse con la almohadilla de encendido. [12] Sin embargo, debe tenerse en cuenta que el color rojo de la cabeza del fósforo se debe a la adición de tintes rojos y no tiene nada que ver con el contenido de fósforo rojo. [13]
El fósforo rojo reacciona con el bromo y el yodo para formar tribromuro de fósforo [14] [15] y triyoduro de fósforo . Ambos son útiles como agentes de halogenación, como reemplazar el grupo hidroxilo de los alcoholes. El triyoduro de fósforo también se puede utilizar para producir ácido yodhídrico después de la hidrólisis . Esta reacción es notable en la producción ilícita de metanfetamina y Krokodil , donde el yoduro de hidrógeno actúa como agente reductor . [16]
El fósforo rojo se utiliza a menudo para preparar productos químicos en los que se conserva el enlace P-P. Al actuar a temperatura ambiente con clorito de sodio , se forma Na2H2P2O6 . [ 17 ]
El fósforo rojo se puede utilizar como fotocatalizador elemental para la formación de hidrógeno a partir del agua. [18] [7] También se ha investigado como ánodo de batería de iones de sodio. [19] [2]
El fósforo de Hittorf, o fósforo violeta, es una de las formas cristalinas del fósforo rojo. [20] [7] Adopta la siguiente estructura:
El fósforo violeta se puede preparar por sublimación de fósforo rojo al vacío , en presencia de un catalizador de yodo. [7]
Es químicamente similar al fósforo rojo. Sin embargo, existen diferencias sutiles. El fósforo violeta se enciende al impactar en el aire, mientras que el fósforo rojo es estable al impacto. El fósforo violeta no se enciende en presencia de aire al entrar en contacto con bromo a temperatura ambiente , a diferencia del fósforo rojo. [21] [ se necesita una mejor fuente ] Sin embargo, debe tenerse en cuenta que la reacción del fósforo rojo y el bromo por sí sola no genera una llama.
El fósforo rojo fibroso es otra forma cristalina del fósforo rojo. [7] Se obtiene junto con el fósforo violeta cuando el fósforo rojo se sublima al vacío en presencia de yodo . [22]
Su estructura es similar a la del fósforo violeta. Sin embargo, en el fósforo rojo fibroso, las cadenas de fósforo se encuentran paralelas en lugar de ortogonales, a diferencia del fósforo violeta. Esta estructura se muestra a continuación: [23] [7]
El fósforo rojo fibroso, similar al fósforo rojo, muestra actividad como fotocatalizador. [22] [24]