Phosphore – Propriétés – Prix – Applications – Production

À propos du Phosphore

En tant qu’élément, le phosphore existe sous deux formes principales – le phosphore blanc et le phosphore rouge – mais comme il est hautement réactif, le phosphore ne se trouve jamais sous forme d’élément libre sur Terre. À 0,099 %, le phosphore est le pnictogène le plus abondant dans la croûte terrestre.

Résumé

Élément	Phosphore
Numéro atomique	15
Catégorie d’élément	Pas de métal
Phase à STP	Solide
Densité	1.823g/cm3
Résistance à la traction ultime	N / A
Limite d’élasticité	N / A
Module de Young	N / A
Échelle de Mohs	0,5
Dureté Brinell	N / A
Dureté Vickers	N / A
Point de fusion	44,1°C
Point d’ébullition	280°C
Conductivité thermique	0,235 W/mK
Coefficient de dilatation thermique	N / A
Chaleur spécifique	0,77 J/g·K
Température de fusion	0,657 kJ/mol
Chaleur de vaporisation	51,9 kJ/mol
Résistivité électrique [nanoohmmètre]	N / A
Susceptibilité magnétique	−20,8e-6cm^3/mol

Applications du Phosphore

Le phosphore est un nutriment essentiel pour les plantes (le nutriment le plus souvent limitant, après l’azote), et la majeure partie de toute la production de phosphore se fait dans des acides phosphoriques concentrés pour les engrais agricoles, contenant jusqu’à 70 % à 75 % de P2O5. La grande majorité des composés phosphorés extraits sont consommés comme engrais. Le phosphate est nécessaire pour remplacer le phosphore que les plantes retirent du sol, et sa demande annuelle augmente presque deux fois plus vite que la croissance de la population humaine. D’autres applications incluent les composés organophosphorés dans les détergents, les pesticides et les agents neurotoxiques.

 

 

Production et prix du Phosphore

Les prix des matières premières changent quotidiennement. Ils dépendent principalement de l’offre, de la demande et des prix de l’énergie. En 2019, les prix du Phosphore pur se situaient autour de 40 $/kg.

La majeure partie de la production de matières contenant du phosphore est destinée aux engrais agricoles. À cette fin, les minéraux phosphatés sont convertis en acide phosphorique. Il suit deux voies chimiques distinctes, la principale étant le traitement des minéraux phosphatés à l’acide sulfurique. L’autre procédé utilise du phosphore blanc, qui peut être produit par réaction et distillation à partir de sources de phosphate de très faible qualité. Le pic de phosphore est un concept décrivant le moment où l’humanité atteint le taux de production mondial maximal de phosphore en tant que matière première industrielle et commerciale. La principale source de phosphore à l’époque moderne est la roche phosphatée (par opposition au guano qui l’a précédée).

Source : www.luciteria.com

Propriétés mécaniques du Phosphore

Force du Phosphore

En mécanique des matériaux, la résistance d’un matériau est sa capacité à supporter une charge appliquée sans rupture ni déformation plastique. La résistance des matériaux considère essentiellement la relation entre les charges externes appliquées à un matériau et la déformation ou la modification des dimensions du matériau qui en résulte. Lors de la conception de structures et de machines, il est important de tenir compte de ces facteurs, afin que le matériau sélectionné ait une résistance suffisante pour résister aux charges ou forces appliquées et conserver sa forme d’origine. La résistance d’un matériau est sa capacité à supporter cette charge appliquée sans défaillance ni déformation plastique.

Pour la contrainte de traction, la capacité d’un matériau ou d’une structure à supporter des charges tendant à s’allonger est appelée résistance ultime à la traction (UTS). La limite d’élasticité ou la limite d’élasticité est la propriété du matériau définie comme la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement, tandis que la limite d’élasticité est le point où la déformation non linéaire (élastique + plastique) commence.

Voir aussi: Résistance des matériaux

Résistance à la traction ultime du Phosphore

La résistance à la traction ultime du phosphore est N/A.

Limite d’élasticité du Phosphore

La limite d’élasticité du phosphore  est N/A.

Module de Young du Phosphore

Le module de Young du phosphore est N/A.

Dureté du Phosphore

En science des matériaux, la dureté  est la capacité à résister à l’indentation de surface (déformation plastique localisée) et  aux rayures. Le test de dureté Brinell est l’un des tests de dureté par indentation, qui a été développé pour les tests de dureté. Dans les tests Brinell, un pénétrateur sphérique dur est forcé sous une charge spécifique dans la surface du métal à tester.

La dureté Brinell du phosphore est d’environ N/A.

La méthode d’essai de dureté Vickers a été développée par Robert L. Smith et George E. Sandland chez Vickers Ltd comme alternative à la méthode Brinell pour mesurer la dureté des matériaux. La méthode d’essai de dureté Vickers peut également être utilisée comme méthode d’essai de microdureté, qui est principalement utilisée pour les petites pièces, les sections minces ou les travaux en profondeur.

La dureté Vickers du phosphore est d’environ N/A.

La dureté à la rayure est la mesure de la résistance d’un échantillon à la déformation plastique permanente due au frottement d’un objet pointu. L’échelle la plus courante pour ce test qualitatif est l’échelle de Mohs, qui est utilisée en minéralogie. L’ échelle de Mohs de dureté minérale est basée sur la capacité d’un échantillon naturel de minéral à rayer visiblement un autre minéral.

Le phosphore a une dureté d’environ 0,5.

Voir aussi: Dureté des matériaux

Phosphore – Structure cristalline

Une structure cristalline possible du phosphore est la structure cubique centrée sur le corps.

Dans les métaux et dans de nombreux autres solides, les atomes sont disposés en réseaux réguliers appelés cristaux. Un réseau cristallin est un motif répétitif de points mathématiques qui s’étend dans tout l’espace. Les forces de la liaison chimique provoquent cette répétition. C’est ce motif répété qui contrôle les propriétés telles que la résistance, la ductilité, la densité, la conductivité (propriété de conduire ou de transmettre la chaleur, l’électricité, etc.) et la forme. Il existe 14 types généraux de ces modèles connus sous le nom de réseaux de Bravais.

Voir aussi: Structure cristalline des matériaux

Structure cristalline du Phosphore

Propriétés thermiques du Phosphore

Phosphore – Point de fusion et point d’ébullition

Le point de fusion du phosphore est de 44,1°C.

Le point d’ébullition du phosphore est de 280°C.

Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard.

Phosphore – Conductivité thermique

La conductivité thermique du phosphore est de 0,235 W/(m·K).

Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la conductivité thermique, k (ou λ), mesurée en W/mK. C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par conduction. Notez que la loi de Fourier s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.

Coefficient de dilatation thermique du Phosphore

Le coefficient de dilatation thermique linéaire du phosphore est — µm/(m·K)

La dilatation thermique  est généralement la tendance de la matière à changer ses dimensions en réponse à un changement de température. Il est généralement exprimé sous la forme d’un changement fractionnaire de longueur ou de volume par unité de changement de température.

Phosphore – Chaleur spécifique, chaleur latente de fusion, chaleur latente de vaporisation

La chaleur spécifique du phosphore est de 0,77 J/g K.

La capacité calorifique est une propriété extensive de la matière, c’est-à-dire qu’elle est proportionnelle à la taille du système. La capacité thermique C a l’unité d’énergie par degré ou d’énergie par kelvin. Lors de l’expression du même phénomène en tant que propriété intensive, la capacité thermique est divisée par la quantité de substance, de masse ou de volume, ainsi la quantité est indépendante de la taille ou de l’étendue de l’échantillon.

La chaleur latente de fusion du phosphore est de 0,657 kJ/mol.

La chaleur latente de vaporisation du phosphore est de 51,9 kJ/mol.

La chaleur latente est la quantité de chaleur ajoutée ou retirée d’une substance pour produire un changement de phase. Cette énergie décompose les forces attractives intermoléculaires, et doit également fournir l’énergie nécessaire pour dilater le gaz (le pΔV travail). Lorsque la chaleur latente est ajoutée, aucun changement de température ne se produit. L’enthalpie de vaporisation est fonction de la pression à laquelle cette transformation a lieu.

Phosphore – Résistivité électrique – Susceptibilité magnétique

La propriété électrique fait référence à la réponse d’un matériau à un champ électrique appliqué. L’une des principales caractéristiques des matériaux est leur capacité (ou leur incapacité) à conduire le courant électrique. En effet, les matériaux sont classés selon cette propriété, c’est-à-dire qu’ils sont divisés en conducteurs, semi-conducteurs et non-conducteurs.

Voir aussi: Propriétés électriques

La propriété magnétique fait référence à la réponse d’un matériau à un champ magnétique appliqué. Les propriétés magnétiques macroscopiques d’un matériau sont une conséquence des interactions entre un champ magnétique extérieur et les moments dipolaires magnétiques des atomes qui le constituent . Différents matériaux réagissent différemment à l’application du champ magnétique.

Voir aussi: Propriétés magnétiques

Résistivité électrique du Phosphore

La résistivité électrique du phosphore est — nΩ⋅m.

La conductivité électrique et son inverse, la résistivité électrique, est une propriété fondamentale d’un matériau qui quantifie la manière dont le phosphore conduit le flux de courant électrique. La conductivité électrique ou conductance spécifique est l’inverse de la résistivité électrique.

Susceptibilité magnétique du Phosphore

La susceptibilité magnétique du phosphore est de −20,8e-6 cm^3/mol.

En électromagnétisme, la susceptibilité magnétique est la mesure de l’aimantation d’une substance. La susceptibilité magnétique est un facteur de proportionnalité sans dimension qui indique le degré d’aimantation du phosphore en réponse à un champ magnétique appliqué.