Физические и химические свойства

Фосфор (Phosphorus), P – химический элемент главной подгруппы V группы периодической химической системы Менделеева. Атомный номер – 15, атомная масса – 30,97. В настоящее время известно несколько радиоактивных изотопов фосфора, из которых 32Р применяется в физиолого-биохимических и агрохимических исследованиях.

Фосфор характеризуется в целом как неметалл. Элемент образует несколько аллотропических видоизменений.

– твердое вещество, получается при быстром охлаждении паров фосфора.

  • Плотность – 1,83 г/см3,
  • Температура плавления – 44,1 °C,
  • Температура кипения – 257 °C.

В чистом виде прозрачен и бесцветен, продажный продукт желтоватого цвета. На холоде хрупкое вещество. При температуре выше 15 °C становится мягким. На воздухе быстро окисляется с характерным свечением, особенно заметным в темноте. Даже при слабом нагревании (достаточно простого трения) белый фосфор сгорает, выделяя большое количество теплоты.

Также характерно явление самовоспламенения на воздухе по причине выделения большого количества теплоты при окислении. В воде нерастворим, растворяется в сероуглероде. Благодаря сравнительно невысокой прочности связей между молекулами кристаллической решетки, белый фосфор обладает высокой химической активностью. Данное вещество – сильный яд, принятия даже малой дозы которого достаточно для смертельного исхода.

образуется при долгом нагревании белого фосфора без доступа воздуха при температуре 250 – 300 °C. Имеет красно-фиолетовый цвет. Данное вещество может образоваться и под действием света. Для него характерно медленное окисление на воздухе, отсутствие свечения в темноте, температура горения – 260 °C, нерастворимость в сероуглероде. Красный фосфор не ядовит. Плотность – 2,0 – 2,4 г/см

Как используют фосфор

. При сильном нагревании вещество испаряется, не плавясь (сублимируется). Охлаждение полученных паров приводит к образованию белого фосфора.

получают из белого при нагревании до 200 – 220 °C под высоким давлением. По внешнему виду он схож с графитом, на ощупь жирный. Плотность – 2,7 г/см

. Имеет свойства полупроводника.

Из всех аллотропных модификаций фосфора самой активной является белый фосфор (P4). Зачастую в уравнении химических реакций пишут просто P, а не P4. Поскольку, фосфор, как и азот, имеет много вариантов степеней окисления, то в одних реакциях он является окислителем, в других — восстановителем, в зависимости от веществ, с которыми он взаимодействует.

Окислительные свойства фосфор проявляет в реакциях с металлами, которые протекают при нагревании с образованием фосфидов:3Mg 2P = Mg3P2.

Фосфор является восстановителем в реакциях:

  • с более электроотрицательными неметаллами (кислородом, серой, галогенами):
    • соединения фосфора (III) образуются при недостатке окислителя
      4P 3O2 = 2P2O3
    • соединения фосфора (V) — при избытке: кислорода (воздуха)
      4P 5O2 = 2P2O5
  • с галогенами и серой фосфор образует галогениды и сульфид 3-х или 5-ти валентного фосфора, в зависимости от соотношения реагентов, которые берутся в недостатке или избытке:
    • 2P 3Cl2(нед.) = 2PCl3 — хлорид фосфора (III)
    • 2P 3S(нед.) = P2S3 — сульфид фосфора (III)
    • 2P 5Cl2(изб.) = 2PCl5 — хлорид фосфора (V)
    • 2P 5S(изб.) = P2S5 — сульфид фосфора (V)
  • с концентрированной серной кислотой:
    2P 5H2SO4 = 2H3PO4 5SO2↑ 2H2O
  • с конецнтрированной азотной кислотой:
    P 5HNO3 = H3PO4 5NO2↑ H2O
  • с разбавленной азотной кислотой:
    3P 5HNO3 2H2O = 3H3PO4 5NO↑

Фосфор выступает одновременно и окислителем, и восстановителем в реакциях диспропорционирования с водными растворами щелочей при нагревании, образуя (кроме фосфина) гипофосфиты (соли фосфорноватистой кислоты), в которых проявляет нехарактерную для себя степень окисления 1:4P0 3KOH 3H2O = P-3H3↑ 3KH2P 1O2

Окислительно-восстановительные реакции

НАДО ЗАПОМНИТЬ: с другими кислотами, кроме указанных выше реакций, фосфор не реагирует.

По консистенции и внешнему виду вещество напоминает воск. Оно обладает чесночным запахом и жирное на ощупь. Фосфор мягкий (без особых усилий его можно разрезать ножом) и деформируется. После очищения становится бесцветным. Его прозрачные кристаллы радужно переливаются на солнце и похожи на алмазы.

Он плавится при 44 градусах. Активность вещества проявляется даже при комнатной температуре. Основная характеристика фосфора – его способность к хемилюминесценции или свечению. Окисляясь на воздухе, он излучает бело-зеленый свет, а со временем самовоспламеняется.

Вещество практически не растворяется в воде, но может гореть в ней при длительном контакте с кислородом. Оно хорошо растворяется в органических растворителях, например, в сероуглероде, жидком парафине и бензоле.

История – краткая справка

Свое название фосфор получил от двух древнегреческих слов «φῶς» (свет), и «φέρω» (несу), объеденив которые получаем – светоносный.

Впервые о существовании фосфора заявил в 1669 году немецкий алхимик из г. Гамбург – Хеннинг Бранд (Hennig Brandt). Получил же Бранд совершенно случайно – когда пытался добыть золото из человеческой мочи. Конечно, логика у людей тех времен была уникальна – раз моча золотистая, значит в ней может присутствовать золото.

В результате многодневного отстаивания, а после длительного выпаривания мочи, вместо жидкости в емкости остались белые воскоподобные частички непонятного вещества, которые могли ярко гореть и мерцать в темноте. Нововыявленное вещество Х.Бранд назвал «чудотворным носителем света» (phosphorus mirabilis).

Далее, Р смогли добыть — немецкий химик Иоганн Кункель (Johannes Kunckel), в 1680 г. англо-ирландский химик и физик Роберт Бойль (англ. Robert Boyle), в 1743 г. немецкий химик Андреас Маргграф (Andreas Marggraf) и другие.

Получить красный фосфор сумел в середине XIX в — А.Шрёттер, что произошло при нагревании белого фосфора без контакта с кислородом.

Содержание в организме и влияние на человека

Фосфор является одним из жизненно необходимых элементов для нас. В виде соединений с кальцием он присутствует в зубах и скелете, придавая костям твердость и прочность. Элемент присутствует в соединениях АТФ и ДНК. Он имеет важнейшее значение для деятельности мозга. Находясь в нервных клетках, он способствует передаче нервных импульсов.

Фосфор содержится в мышечной ткани. Он участвует в процессе преобразования энергии из белков, жиров и углеводов, поступающих в организм. Элемент поддерживает кислотно-щелочной баланс в клетках, осуществляется их деление. Он способствует метаболизму, крайне необходим во время роста организма и его восстановления.

Вместе с тем, фосфор может быть опасен. Сам по себе белый фосфор является очень токсичным. Доза выше 50 миллиграмм приводит к летальному исходу. Отравление фосфором сопровождается рвотой, головной и желудочной болью. Попадание вещества на кожу вызывает ожоги, которые заживают очень медленно и болезненно.

Избыток фосфора в организме приводит к ломкости костей, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, появлению кровотечений, анемии. От перенасыщения фосфором страдают также печень и система пищеварения.

По причине легкой окисляемости чистый фосфор в природе не встречается. Соединения фосфора составляют по отношению к весу земного шара только 0,000015 %. В земной коре масса соединений фосфора составляет 0,75 %.[3]

.Самое важное соединение фосфора в природе. Образует большие залежи в виде фосфорита. Богатейшее месторождение находится в Южном Казахстане, в горах Каратау.

. В состав, кроме ортофосфата кальция Ca

, входят соединения кальция с фтором (CaF

) или хлором (CaCl

Как используют фосфор

Фосфор также входит в состав белков растительного и животного происхождения.[4]

Валовый → органический → минеральные соединения Р2О5→ потенциально доступный Р2О5→ непосредственно доступный Р2О5

состоит из органических и минеральных соединений. Общее его содержание зависит от гранулометрического состава почвы, ее окультуренности, особенностей материнской породы, генезиса.

Содержание фосфора в верхних горизонтах почвы, как правило, выше, чем в нижележащих. Данное соотношение не зависит от типа почвы и гранулометрического состава. Обычно это связано с деятельностью человека и биологическими факторами,[1]в частности, с накоплением фосфора в зоне отмирания главной массы корней. Вниз по профилю почвы наблюдается уменьшение содержания фосфора. Большая его часть присутствует в почве в минеральной форме.[5]

находятся преимущественно в составе гумуса. Часть органического фосфора присутствует в составе фитина, фосфатидов, нуклеиновых кислот и прочих органических соединений почвы. Некоторая его часть находится в плазме микроорганизмов. Масса сухого вещества микробов в гумусе достигает 1 %, в окультуренных длительным внесением навоза дерново-подзолистых почвах вес органических веществ микробов составляет 2–3 % от массы гумуса.

Как используют фосфор

присутствуют в почве в качестве солей кальция, алюминия или железа. Таким образом, их состав определяется катионным составом в поглощенном комплексе почвы. При этом, кальциевые соли фосфорной кислоты являются более растворимыми, а соли алюминия и железа менее растворимы и менее доступны растениям. Длительное применение удобрений способствует изменению состава фосфорных соединений.

Органические и минеральные соединения фосфора находятся в состоянии постоянного взаимопревращения. Соотношения данных форм определяется направленностью почвообразования.[1]

Различные почвы содержат неодинаковое количество фосфора – от 0,1 % Р2О5 в бедных песчаных до 0,20 % в мощных высоко гумусных почвах.

европейской части России отличаются меньшим содержанием фосфора, чем почвы южной зоны. Характерно, что к северу и югу от наиболее мощных черноземов относительное количество содержания органических фосфатов в почве уменьшается, а минеральных – возрастает.

содержат 0,14 –0,16 % фосфора.

– 0,09–0,12 % фосфора.

супесчаные, подстилаемые моренными суглинками, – 0,07–0,12 % фосфора.

для чего нужен фосфор в организме человека

– 0,06–0,08 %.

в общем характеризуются преобладанием минеральных фосфатов над органическими. Содержание органического фосфора в данных почвах варьирует от 16 до 48 % от общего, в тяжелых почвах выше, чем в легких.

Фосфатное сырье перерабатывается на удобрения четырьмя способами:

  1. Измельчение фосфатов в фосфоритную муку (самый простой способ).
  2. Разложение фосфатов кислотами – серной, фосфорной и азотной (наиболее распространенный и изученный метод).
  3. Электротермическое восстановление фосфатов углеродом в присутствии диоксида кремния с извлечением элементарного фосфора и последующей его переработкой в фосфорную кислоту и ее соли. Этот способ пригоден для переработки менее качественного сырья, однако удобрения получаются с меньшим содержанием примесей.
  4. Термическая обработка фосфатов. В этом случае удобрения получаются невысокого качества, поэтому данный способ широко не применяется.[2]

Источники сырья

Источником сырья для производства фосфоритных удобрений служат природные фосфорные руды. Они делятся на две основные группы: апатиты и фосфориты.

являются породами эндогенного происхождения и часто кристаллизуются с различными минералами, в частности, с нефелином. В чистых апатитах

содержится до 42 %, в промышленных рудах – 15–20 %. Фторид кальция в формуле апатита может быть замещен хлоридом, карбонатом или гидратом окиси. В зависимости от этого, различают фторапатит, хлорапатит, карбонатапатит, гидроксилапатит.

По внешнему виду апатит – бесцветный, чаще желто-зеленый или зеленоватый минерал. Кристаллы апатита отличаются высокой прочностью и имеют вид шестигранных призм. Химическое либо термическое удаление фтора ведет к разрушению кристаллической решетки. Товарная апатитная руда содержит 30 % Р2О5. Обогащенный апатитовый концентрат содержит до 40 % Р2О5. Это сырье считается самым лучшим для производства растворимых фосфорных удобрений.

– осадочная порода. Они состоят из аморфных и кристаллических кальциевых фосфатов с примесью кварца, глины и прочих минералов.

Фосфориты образовались на дне морей. Они отличаются от апатитов большей пористостью частиц и мелкокристаллической структурой.

Выделяют следующие виды фосфоритов: желваковые или конкреционные (окатанные камни); пластовые или массивные (представляют собой слитую массу); зернистые ракушечниковые.[5]

Фосфорные удобрения делятся на три группы:

  1. Удобрения, содержащие фосфорные соединения, растворимые в воде.
  2. Удобрения, содержащие фосфор, который не растворим в воде, но растворим в слабых кислотах (лимонной кислоте) и лимоннокислом аммонии. Усваиваются всеми растениями.
  3. Удобрения, содержащие фосфорные соединения, не растворимые ни в воде, ни в слабых кислотах. Они не усваиваются большинством культурных растений, но под воздействием кислотности почв, корневых выделений растений и прочих факторов фосфор в данных удобрениях постепенно переходит в усвояемую форму.[5]

Общие данные

Расположение в периодической таблице Д.И. Менделеева: в старой версии — III период, III ряд, V группа, в новой версии таблицы – 15 группа, 3 период.

  • Атомный номер – 15
  • Атомная масса – 30,973762
  • Электронная конфигурация – [Ne] 3s2 3p3
  • Температура плавления (°С) – 44,15
  • Температура кипения (°С) – 279,85
  • CAS: 7723-14-0

Физико-химические свойства. Фосфор известен во многих модификациях – белый, красный, желтый, черный, металлический и др., которые еще называются аллотропными. Физические и химические свойства напрямую зависят от его формы, особенно его химическая активность.

Формы фосфора - белый, красный, черный

Белый фосфор – химически активное вещество белого цвета с легкой желтизной или зеленоватостью, схожее на парафин, легко поддается деформации при небольших физических усилиях. Плохо растворим в воде, при контакте с кислородом и светом начинает светиться бледно-зеленым цветом. Небольшое воздействие температуры способно привести к самовозгоранию вещества.

Красный фосфор – более устойчивая форма элемента к термическому воздействию, которую получают из его белой формы. Окрашен в красные, фиолетовые цвета с металлическим отблеском. Не растворяется в воде, не светится в темноте, способен самопроизвольно загореться при ударе или трении. Ядовитость в тысячи раз меньше по сравнению с белым. Применяется при изготовлении спичечных коробков – входит в состав терочной поверхности.

Основные источники фосфора для организма человека

Перечислим процессы, в которых макроэлемент имеет большое значение:

  • Нормализация энергетического обмена, препятствующая развитию ожирения, подагры и сахарного диабета.
  • Регуляция кислотно-щелочного баланса — поступающие в достатке макроэлементы защищают ткани и жидкости от закисления, что способствует повышению устойчивости к инфекционным заболеваниям и системным патологиям.
  • Деление клеток — без P заживление ран и восстановление поврежденных участков эпителия невозможно. Элемент входит в важнейшие молекулярные соединения, которые отвечают за клеточную структуру разных органов, обмен веществ, передачу генетической информации, межклеточный метаболизм, растворение разных компонентов.
  • Ускоряет метаболизм — достаточное поступление витаминов, содержащих фосфор, наряду с другими компонентами помогает организму легче «отпускать» запасы, предназначенные на «черный день».
  • Обеспечение всеми необходимыми веществами позволяет всем процессам в теле осуществляться слаженно, без заминок и затруднений, что способствует нормальному темпу истончения подкожного жира, а значит здоровому похудению.
  • Деятельность центральной нервной системы — P является важным участником в передаче электрических импульсов по нервным волокнам, от чего зависит двигательная активность и психологическое состояние.

Мера необходима в употреблении любой еды, это касается и фосфорсодержащих продуктов. Правильное соотношение P и Ca — полтора к одному. Повышенное содержание макроэлемента (больше кальция в 4 раза) нарушает обменные процессы.

Такая ситуация, как правило, «бьет» по почкам, а именно возрастает риск образования камней в органе. Кроме того, повышается вероятность появления остеопороза, так как основной компонент костной ткани calcium вымывается из костей и отправляется в кровь. Здесь его чрезмерная концентрация также вредит — развивается кальцификация, при которой на внутренней поверхности сосудов образуются плотные бляшки. Продолжительный дисбаланс может привести к инфаркту.

Страдают и другие органы, в частности, печень, кишечник. Снижается уровень лейкоцитов, развивается анемия.

Окисленные соединения фосфора необходимы всем живым организмам. Ни одна живая клетка не сможет существовать без них.

В растениях фосфор содержится в органических и минеральных соединениях. При этом, содержание минеральных соединений составляет от 5 до 15 %, органических – 85–95 %. Минеральные соединения представлены калиевыми, кальциевыми, аммонийными и магниевыми солями ортофосфорной кислоты. Минеральный фосфор растений – запасное вещество, резерв для синтеза фосфорсодержащих органических соединений. Он увеличивает буферность клеточного сока, поддерживает тургор клетки и другие не менее важные процессы.

Органические соединения – нуклеиновые кислоты, аденозинфосфаты, сахарофосфаты, нуклеопротеиды и фосфатопротеиды, фосфатиды, фитин.

На первом месте по важности для жизнедеятельности растений стоят нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК) и аденозинфосфаты (АТФ и АДФ). Данные соединения участвуют во многих процессах жизнедеятельности растительного организма: синтезе белков, энергетическом обмене, передаче наследственных свойств.

P2O5 в нуклеиновых кислотах содержится около 20 %. Данные кислоты – неотъемлемая часть всех тканей и органов растений любой растительной клетки. В листьях и стеблях нуклеиновые кислоты составляют 0,1–1,0 % сухой массы.[8]

Особая роль фосфора в жизни растений заключается в участии в энергетическом обмене растительной клетки. Главная роль в данном процессе принадлежит аденозинфосфатам. В их составе присутствуют остатки фосфорной кислоты, связанные макроэргическими связями. При гидролизе они способны выделять значительное количество энергии.

Они представляют собой своеобразный аккумулятор энергии, поставляя ее по мере необходимости для осуществления всех процессов в клетке.

Различают аденозинмонофосфат (АМФ), аденозиндифосфат (АДФ) и аденозинтрифосфат (АТФ). Последний по запасам энергии значительно превосходит два первых и занимает ведущую роль в энергетическом обмене. Он состоит из аденина (пуринового основания) и сахара (рибозы), а также трех остатков ортофосфорной кислоты. Синтез АТФ осуществляется в растениях в процессе дыхания.[8]

Фосфатиды, или фосфолипиды – сложные эфиры глицерина, высокомолекулярных жирных кислот и фосфорной кислоты. Они входят в состав фосфолипидных мембран, регулируют проницаемость клеточных органелл и плазмалеммы для различных веществ.

Биологическая роль фосфора в организме

Цитоплазма всех растительных клеток содержит представителя группы фосфатидов лецитин. Это производное диглицеридфосфорной кислоты, жироподобное вещество, имеющее в составе 1,37 % P2O5. [8]

Сахарофосфаты, или фосфорные эфиры сахаров, присутствуют во всех тканях растений. Известно более десятка соединений данного типа. Они выполняют важную роль в процессах дыхания и фотосинтеза в растениях. Образование сахарофосфатов носит название фосфорилирование. Содержание сахарофосфатов в растении, в зависимости от возраста и условий питания, варьирует от 0,1 до 1,0 % сухой массы.[8]

Фитин – это кальциево-магниевая соль инозитфосфорной кислоты, содержит 27,5 % P2O5. Он занимает первое место по содержанию в растениях среди других фосфорсодержащих соединений. Фитин присутствует в молодых органах и тканях растений, особенно много его в семенах, где он служит запасным веществом и используется проростками в процессе прорастания.[8]

Большая часть фосфора присутствует в репродуктивных органах и молодых частях растений. Фосфор отвечает за ускорение формирования корневых систем растений. Основное количество фосфора потребляется в первые фазы развития и роста. Фосфорные соединения обладают способностью легко передвигаться из старых тканей в молодые и использоваться повторно (реутилизироваться).[8]

В организме фосфор присутствует в виде ортофосфорной и пирофосфорной кислот. Этот элемент входит в состав фосфолипидов, АТФ (аденозинтрифосфорная кислота), нуклеиновых кислот (ДНК, РНК), фосфопротеидов, нуклеотидов, различных ферментов и коферментов. В костях человека Р находится в форме гидроксилапатита, в зубной эмали – в виде фторапатита.

В целом, 1% массы тела человека припадает на фосфор в тех или иных формах, из которых около 85% элемента содержится в составе костей из зубов.

Регулирование метаболизма фосфорных соединений производят витамин D и гормоны.

Фосфор выполняет множество важных и полезных функций, среди которых:

  • Формирование, развитие и крепость костей и зубов, предотвращение развития кариеса и остеопороза;
  • Участие в передаче нервных импульсов от нервной системы по всему организму;
  • Поддержание функционирования и здоровья нервной системы;
  • Участие в поддержании сократительной функции мышечных тканей, и соответственно – в работе сердца;
  • Участие в обменных процессах белков, жиров и углеводов;
  • Выполняет роль регулирования окислительно-восстановительных реакций в организме;
  • Поддерживает кислотно-щелочной баланс (рН);
  • Участие в образовании щитовидной железой и надпочечниками ряда гормонов;
  • Повышает благотворное влияние на организм кальция, железа, калия и различных витаминов (А, F, D);
  • В виде фосфорнокислых солей входит в состав мягких тканей головного мозга, и соответственно участвует в его формировании и развитии;
  • Выполняет роль энергетического жизнеобеспечения организма.
  • Белый фосфор используется преимущественно в военном деле – зажигательные бомбы и другие виды оружия.
  • Красный фосфор уже используется в промышленности – спичечные коробки, производство ламп накаливания (как газопоглотитель), различные виды топлива и зажигательных смесей, смазочные материалы, защитных средств для металла от коррозии, в качестве дополнительного вещества для умягчения воды.
  • В агропромышленном секторе фосфорную кислоту используют для производства некоторых удобрений – преципитата, суперфосфата и других.
  • Кроме того, Р используют для изготовления некоторых видов зубной пасты, пищевой промышленности.

Применение фосфора

Большинство богатых белком продуктов являются хорошим источником фосфора. Это мясо, орехи, бобовые, семечки, яйца, арахисовое масло, тунец, свинина и молочные продукты.

Не белковые продукты также содержат фосфор. Это зерновые, чеснок, картофель, брокколи, сухофрукты и газированные напитки.

Суточная потребность

Дети до 1 года 100-275 мг
От 1 до 3 лет 460-3000 мг
От 3 до 9 лет 500-3000 мг
Подростки от 9 до 18 лет 1250—4000 мг
Взрослые от 18 до 70 лет 700-4000 мг
Лица преклонного возраста старше 70 лет 700-3000 мг
Во время беременности до 3000—3500 мг

Для максимальной эффективности усваивания организмом фосфора его необходимо одновременно употреблять с кальцием, в соотношении – 1,5 (Р) : 1 (Са).

Суточная доза фосфора повышается при обильных физических нагрузках, занятиях спортом.

Где содержится phosporus

Основными источниками служат продукты животного происхождения: творог, мясо, яичный желток. Также присутствует и в зерновых, бобовых культурах, тыкве (мякоть и семена), кунжуте, фисташках, кедровых орехах, но человеку сложно его усвоить, так как в кишечнике нет нужного фермента для расщепления фитиновых соединений, в виде которых макроэлемент поступает из растительной пищи.

Поэтому усваивается не более 20%. Наиболее высокая усвояемость P характерна для морепродуктов, в этом случае всасывается 99%. Если вы испытываете дефицит фосфора, дополните рацион рыбой семейства тресковых или лососевых, скумбрия и карп тоже подойдут.

Недостаток P: симптомы, причины и последствия

Дефицит фосфора в организме (гипофосфатемия) дает о себе знать, когда его количество в сыворотке крови составляет 0,81-0,32 ммоль/л и меньше. Это может вызвать ряд осложнений со здоровьем, среди которых:

  • Постоянная усталость, быстрая утомляемость, вялость;
  • Повышенная раздражительность, чувство тревоги;
  • Нарушение дыхательной функции;
  • Скованность в движении, нарушения координации, боль в суставах;
  • Головокружения, «туманность» сознания;
  • Отсутствие аппетита, колебания веса;
  • Повышенная восприимчивость к простудным заболевания и другим ОРЗ;
  • Замедление роста ребенка, а также нарушения в формировании костно-мышечного скелета и зубов в детском организме.
  • Нарушения усвояемости Р организмом, что обычно связано с – гиповитаминоз D, длительные жесткие диеты и голодания, алкоголизм, мальабсорбция;
  • Повышенное выведение Р из организма, причиной чего могут стать – заболевания почек, гиповитаминоз D, гиперфункция паращитовидных желез, увеличенный объем внутриклеточной жидкости, прием некоторых лекарственных препаратов (мочегонных и кортикостероидов).
  • Избыток в организме – алюминия (Al), кальция (Са) и магния (Mg), железа (Fe), эстрогенов, андрогенов и тироксина;
  • Другие причины – стремительный рост костной ткани у детей в период развития, недостаток Р в пище, наличие хронических болезней почек, щитовидных и паращитовидных желез.

Дефицит макроэлемента объясняется такими обстоятельствами:

  • состояние продолжительного голода;
  • пищевое отравление;
  • нарушение метаболических процессов из-за дисфункции почек, щитовидной железы, а также системных заболеваний, например, сахарного диабета;
  • скудное питание, особенно в такие периоды, как беременность и лактация, а также в детском возрасте во время активной фазы роста;
  • вегетарианский несбалансированный рацион;
  • частое употребление сладких газированных напитков;
  • переизбыток минералов, поступающих с пищей, многие металлоиды, вступающие в реакцию с P и образующие соединения, не способные принимать полноценное участие в обменных процессах;
  • злоупотребление алкоголем, наркозависимость;
  • перевод младенца на смесь.

Получение и применение фосфора

Человек «приручил» фосфор как в мирных, так и в военных целях. Вещество используют для производства фосфорной кислоты, которую применяют для удобрений. Раньше она широко использовалась для окраски шерсти, изготовления фоточувствительных эмульсий.

Источники фосфора в продуктах

Белый фосфор применяется не очень широко. Основная его ценность в горючести. Так, вещество используют для зажигательных боеприпасов. Этот вид оружия был актуален во время обеих Мировых воин. Его применяли в войне в Газе в 2009 году, а также в Ираке в 2016 году.

Красный фосфор используется более широко. Из него делают топливо, смазочные материалы, взрывчатые вещества и головки спичек. Различные соединения фосфора используют в промышленности в средствах для смягчения воды, добавляют в пассиваторные средства, чтобы защитить металл от коррозии.

Промышленным способом фосфор получают путем его восстановления коксом из фосфоритов (фторапататиов), в состав которых входит фосфат кальция, прокаливая в электропечах при температуре 1600°C с добавлением кварцевого песка:Ca3(PO4)2 5C 3SiO2 = 3CaSiO3 2P 5CO.

На первом этапе реакции под действием высокой температуры оксид кремния (IV) вытесняет оксид фосфора (V) из фосфата:Ca3(PO4)2 3SiO2 = 3CaSiO3 P2O5.

Затем оксид фосфора (V) восстанавливается углём до свободного фосфора:P2O5 5C = 2P 5CO.

фосфор

Применение Р с лечебной целью целесообразно в следующих случаях:

  • Заболевания костно-мышечной системы – остеопороз, гетерогенные оссификации, опухолевый остеолиз, частые переломы;
  • Гипофосфатемия – недостаток фосфора в организме;
  • Оксалатный тип почечнокаменной болезни;
  • Гиперкальциемия (переизбыток в организме кальция) при онкологических болезнях.

В качестве препаратов фосфора чаще всего применяют биофосфонаты («Этидронат»), «Кальция глицерофосфат».

Фосфорные удобрения увеличивают урожай всех культурных растений, улучшают его качество, повышают зимостойкость озимых культур, ускоряют созревание плодов.[5]

Роль и функции фосфора в организме человека

Избыток фосфора в организме (гиперфосфатемия) также, как и нехватка может вызвать ряд осложнений со здоровьем, среди которых:

  • Переизбыток витамина Д;
  • Острый ацидоз – резкое нарушение кислотно-щелочного баланса в организме в сторону повышения кислотности;
  • Процессы, сопровождающиеся разрушением мышечных волокон и эритроцитов;
  • Заболевания почек, сопровождающиеся снижением скорости фильтрации клубочками;
  • Гипофункция щитовидных и паращитовидных желез;
  • Прием мочегонных (диуретиков) и слабительных препаратов, частые клизмы.

— Гиперфосфатемия — вызывает боль в суставах и мышцах

— Проблемы с поглощением витамина D

— Может повлиять на здоровье почек

— Возможна диарея

— Слабые кости

— Плохой аппетита

— Онемение в конечностях

— Чувство беспокойства, тревожности

— Тремор

— Потеря веса

— Задержка в росте и развитии

Фосфор в организме человека также может взаимодействовать с некоторыми лекарственными препаратами, вызывая дисбаланс уровня фосфора в организме. Поэтому при приеме лекарств необходимо проконсультироваться с врачом, прежде чем добавлять фосфор в свой рацион.

Источники фосфора

В каких продуктах содержится фосфор больше всего?

Растительные и животные источники (мг на 100 г): семечки конопли (1650), сухие дрожжи (1290), тыквенные семечки (1233), черные семечки (1158), мак (870), горчица в порошке (828), кунжут (774), семечки дыни (755), какао в порошке (734), сыр «Пармезан» твердый (694), семена льна (642), кешью (593), сыр «Гауда» (546), овёс (523), грецкий орех (513), творог (500), фисташки (490), миндаль (481), карп (415), фасоль (407), арахис (397), горох (329), крупа гречневая (298), тунец (280), яйцо (198), курятина (178), кефир (140), картофель (58), капуста (31).

Химические источники (Р): «Этидронат», «Кальция глицерофосфат», «Фосален», витаминно-минеральные комплексы «Витрум», пищевые добавки Е338, Е339, Е340, Е341, Е342, Е343.

Синтез в организме: — .

Причиной избыточного содержания химического элемента является злоупотребление белковой пищей, а также продуктами, искусственно насыщенные фосфатами (натрия Е339, калия Е340, кальция Е341) и фосфорной кислотой (Е338). Эти соединения часто используются в выпечке (как стабилизатор), производстве сахара (в качестве осветлителя), масла (увеличивается срок хранения), плавленых сыров (для нужной консистенции).

Избыточное содержание фосфора в организме проявляется таким образом:

  • головными болями;
  • рвотой;
  • слабостью;
  • частыми неприятными ощущениями в пищеводе, жжением;
  • повышением склонности к пневмонии.

В современном мире более актуально перенасыщение P, чем недостаток макроэлемента. Это связано с тем, что многое на прилавках супермаркетов сделано с использованием фосфатов. Они разрешены ВОЗ, не приносят вреда в ограниченном количестве, делают пищу более привлекательной — препятствуют комкованию, потере красивого цвета.

Но все же необходимо ограничить объем такой продукции на своем столе. Рекомендуется увеличить долю фермерских экологичных продуктов. Они менее удобны, так как быстрее портятся и теряют внешний вид. Но помогают сохранить правильный баланс макро- и микроэлементов, тем самым положительно влияя на здоровье и самочувствие.

Последствия перенасыщения химическим элементом могут быть очень серьезными. Снижается иммунитет, ухудшается свертываемость крови, откладываются соли в тканях и органах, часто происходят кровоизлияния.

Взаимодействие фосфора с другими веществами

Избыточное количество в организме алюминия, кальция, магния, железа, эстрогенов, андрогенов и тироксина понижают усвояемость фосфора, а также его полную активность;

атом фосфора

Прием Р в сочетании с кальцием (пропорция 1,5 Р к 1 Са) взаимодополняют друг друга, тем самым повышая свою активность.

Повышенное количество витамина D способствует переизбытку фосфора, однако, недостаток D приводит к недостатку Р.

При воздействии кислорода — Р легко окисляется.

Возрастные и половые различия в дозировке

Взрослому здоровому мужчине, который не испытывает изнуряющих физических нагрузок, следует ежедневно потреблять 1000-1500 мг макроэлемента (нормальная концентрация в крови 0,81-1,40 ммоль/л). Женщине — на 200 мг меньше. Во время беременности и лактации — 3000-3800 мг.

Если отмечаются постоянные проблемы с зубами — уязвимость к кариесу, пародонтозу — необходимо увеличить долю фосфорсодержащих продуктов в меню. Отдельного внимания заслуживают ситуации, когда диагностирован остеопороз, а также при повышенной активности (физический труд, нервная работа в высоком темпе) — при таких обстоятельствах суточная норма фосфора для человека должна быть увеличена. Ее коррекция осуществляется только при участии врача, нередко с помощью лекарственных препаратов и витаминно-минеральных комплексов.

Сколько нужно детям:

  • новорожденным — 120 мг;
  • до полугода — 400 мг;
  • до года — 500 мг;
  • до 3 лет — 800 мг;
  • до 8 лет — 1000 мг;
  • до 18 — 1300 мг.

Лучший способ обеспечить оптимальное количество необходимых нутриентов для младенца — грудное вскармливание. В материнском молоке идеально сбалансированы макро- и микроэлементы, его состав меняется по мере роста малыша. Именно поэтому ВОЗ рекомендует продолжать ГВ не менее 2 лет. Если суточная потребность в фосфоре не удовлетворяется, то ребенок может страдать от частых кровотечений, вялости, скучать во время обучения. Интеллектуальные способности снижаются, нормальное развитие личности затрудняется. Также возрастает риск остеопороза и других заболеваний костей.

Как усваивается и с чем взаимодействует

возбужденный атом фосфора

P лучше всего усваивается вместе с макроэлементом Кальцием (Ca). Оптимальный баланс металлоидов характерен для твердого сыра из коровьего молока и для фундука. Но правильное соотношение успешно устанавливается и с преобладанием других продуктов в рационе, так как обмен координируется гормонами паращитовидной железы.

Помехой для phosphorus является избыток таких химических элементов, как барий, алюминий, и кальций. Они быстро формируют такие соединения, которые не способны принимать участие в обменных процессах.

Заключение

Бессистемные диеты, неразумные ограничения в еде, экстремальные системы питания (веганство, сыроедение) могут навредить. Постоянно подвергая свое тело подобным стрессам, вы лишаете его необходимых макроэлементов. Если вы хотите похудеть и при этом сохранить крепкое здоровье и жизнелюбие, составляйте рацион с диетологом.

Преображайтесь без рисков и дискомфорта – специалисты клиники Елены Морозовой помогли тысячам женщин обрести желаемую фигуру благодаря комплексной программе с учетом всех важных особенностей вашего тела. Воспользуйтесь и вы нашими рекомендациями, чтобы достичь результата, о котором давно мечтаете.