L’Élémentarium
Découvert en 1669 par Henning Brandt. Il chauffa sa propre urine, condensa les vapeurs qui se dégageaient du résidu et obtint une poudre blanche. Au contact de l’air, elle explosa avec des flammes d’un blanc éblouissant. Il lui donna le nom de phosphorus, du grec phôs signifiant lumière et phoros signifiant qui porte.
Le phosphore blanc a ensuite était largement utilisé dans les bombes incendiaires ou les balles traçantes. Plus tard, il est utilisé comme arme chimique, notamment comme neurotoxique dans le tristement célèbre sarin.
| Numéro atomique | Masse atomique | Configuration électronique | Structures cristallines |
| 15 | 30,97 g.mol-1 | [Ne] 3s2 3p3 |
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| Masses volumiques : | Température de fusion | Température d’ébullition | Conductibilité électrique | Conductibilité thermique | Solubilité dans l’eau | |
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44,1°C | 280°C | 1,0.10-9 S.m-1 | 0,235 W.m-1.K-1 | très peu soluble |
| Électronégativité de Pauling | E° : P4(s) + 2H+ + 2e = H2P4(s) |
E° : 1/4P4(s) + 3H+ + 3e = PH3(g) |
| 2,19 | -0,35 V | 0,06 V |
Phosphore rouge :
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Phosphore gazeux :
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La teneur moyenne de l’écorce terrestre est de 0,11 % en phosphore.
Minerai principal : le phosphate calcique naturel qui est une fluorapatite phosphocalcique : Ca10(PO4)6F2 plus ou moins carbonatée d’une teneur moyenne de 26 à 34 % en P2O5 (soit 57 à 74 % en phosphate tricalcique (Ca3(PO4)2, PTC)) pour le minerai marchand. Voir le chapitre engrais phosphatés.
Par une voie thermique, qui est la première étape de l’élaboration de l’acide phosphorique très pur destiné au traitement de surfaces métalliques, à la microélectronique ou à l’acidification des boissons. L’acide phosphorique étant, par ailleurs, principalement fabriqué, en solution aqueuse.
Le phosphate naturel est réduit, en présence de coke et de silice, au four électrique vers 1200-1500°C selon la réaction :
4 Ca5(PO4)3F + 18 SiO2 + 30 C = 3 P4 + 30 CO + 18 CaSiO3 + 2 CaF2
Les consommations, pour 1 t de P2O5 à 100 %, sont de 3,9 t de phosphate à 29 % de P2O5, 1,3 t de silice, 0,6 t de coke et de 13 000 à 15 000 kWh d’électricité.
Le phosphore obtenu sous forme de vapeur est condensé sous eau pour obtenir du phosphore blanc.
La production mondiale annuelle de phosphore est de 910 000 t.
Producteurs : en Europe.
Lanxess, en France, à Epierre (73) qui a repris, en septembre 2013, l’usine du groupe néerlandais ThermPhos International,
Fosfa, en République tchèque avec 50 000 t/an et aux Pays Bas, à Vlissingen, avec 80 000 t/an,
Alwernia, à Alwernia, en Pologne, avec 40 000 t/an.
En 2023.
Production : par Lanxess, à Epierre (73) qui a repris, en septembre 2013, l’usine du groupe néerlandais ThermPhos International.
Commerce extérieur : pour le phosphore rouge.
Exportations : 36 t totalement vers l’Allemagne.
Importations : 74 t d’Italie à 97 %, du Vietnam à 2 %.
Les principales utilisations sont les suivantes, en dehors d’une étape dans la fabrication de l’acide phosphorique très pur :