El fósforo: un elemento esencial para la vida que también puede acabar con ella
El fósforo es de vital importancia para el desarrollo de la vida. Sin embargo, compuestos basados en él actúan como potentes venenos capaces de eliminarla.
Como el dios romano Jano, el fósforo presenta dos caras.
El fósforo es un elemento químico natural que presenta una química bastante compleja. Fue descubierto en 1669 por Henning Brandt en la ciudad alemana de Hamburgo. En su laboratorio recolectó una gran cantidad de orina, que después evaporó y destiló. Durante el proceso pudo comprobar que los vapores que se desprendían brillaban en la oscuridad con un brillo fantasmagórico. Este vapor se condensaba dando una sustancia de aspecto céreo y color blanco, la cual presentaba la misma luz. Al contacto con el aire esta sustancia ardía de forma espontánea.
Debido a este brillo, Brandt le dio el nombre de fósforo. Este nombre proviene del griego Phosphoros, nombre que recibía la estrella de la mañana, el planeta Venus. Brandt creyó que era una propiedad intrínseca de la misteriosa sustancia que acababa de aislar. Llegó a pensar que quizás fuera la mismísima piedra filosofal, que era en definitiva lo que trataba de encontrar.
Los siguientes años de su vida los pasó intentando convertir su hallazgo en oro, cosa que no logró, lógicamente. Hoy se sabe que el brillo procede de la reacción del fósforo con el oxígeno presente en el aire. Este hecho se demostró alrededor de 300 años después de su descubrimiento, en 1974.
Tanto Brandt como el fósforo son un hito en la historia de la química. Por un lado, Brandt es considerado el último alquimista y el primer químico, dependiendo del autor. Por su parte, el fósforo fue el primer elemento hallado desde la Edad Media. Además, fue el primero descubierto en la historia que no estaba en estado libre y tuvo que ser aislado.
Fósforo blanco, rojo y negro
El fósforo existe en estado sólido en diferente formas, conocidas como “alótropos”. Estos presentan propiedades químicas muy diferentes. El que aisló Brandt fue el denominado “fósforo blanco”. Esta es la forma más reactiva y tóxica, y está formada por moléculas que contienen cuatro átomos de fósforo unidos unos a otros.
La forma más común y de mayor uso comercial es el alótropo conocido como “fósforo rojo” (el que forma parte de las cabezas de las cerillas). En su estructura el fósforo se encuentran formando redes desordenadas de átomos unidos entre sí. Se obtiene a partir del fósforo blanco calentándolo en atmósfera inerte.
Calentando el fósforo blanco a una temperatura de 200 ⁰C y sometiéndolo a presión se obtiene el alótropo conocido como “fósforo negro”. Este es un sólido escamoso que está compuesto de anillos de seis átomos de fósforo cada uno. Sus capas se separan igual que las del grafeno.
El fósforo es imprescindible en nuestra vida
La vida requiere de los compuestos del fósforo, y sin ellos no sería posible. Esto empezó a comprobarse un siglo después de descubrirse. Los suecos Carl Scheele y Johan Gahn fueron capaces de demostrar que era uno de los constituyentes principales de los huesos. Aunque presente en todas las células de un organismo vivo, se encuentra en mayor proporción ahí y en la dentadura.
Unos derivados suyos con oxígeno, denominados fosfatos, son parte fundamental en la estructura del ADN y del compuesto químico adenosín trifosfato o ATP. Este compuesto presenta un enlace de fosfato que necesita mucha energía para formarse, que se libera cuando este enlace se rompe. Esta propiedad hace que funcione como almacén de energía siempre disponible para la célula. Derivados del fósforo son también importantes reguladores de las proteínas, y unos derivados suyos, los fosfolípidos, son constituyentes de las membranas celulares.
El fósforo también es un elemento crucial en la nutrición vegetal. En el siglo XIX, el químico Justus von Liebig comprobó la importancia del fósforo y del nitrógeno para mejorar los rendimientos agrícolas, lo que llevó en los años 60 del siglo XX a la denominada revolución verde. Actualmente la mayor producción de compuestos de fósforo se destina a la síntesis de abonos. También tenemos compuestos del fósforo que actúan como insecticidas y herbicidas. Sin ellos sería difícil alimentar a tanta población humana.
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El fósforo también es peligroso
Como contrapartida, uno de los herbicidas fosforados más famosos es el controvertido glifosato. Además, el fósforo blanco se ha utilizado con fines bélicos debido a su toxicidad e inflamabilidad. Basten dos ejemplos: el bombardeo de Hamburgo por los ingleses en la Segunda Guerra Mundial y su uso por parte de Israel durante su ofensiva en la franja de Gaza en 2009.
A esto hay que sumarle que la investigación que nos llevó al desarrollo de nuevos insecticidas nos llevó a la síntesis de los denominados gases nerviosos. Estos gases son utilizados en la guerra química, y entre ellos tenemos el gas sarín y el agente VX.
Como sucede en general cuando de química y compuestos químicos hablamos, no todo es blanco o negro, bueno o malo, sino todo lo contrario. Y el fósforo no es la excepción. Dependiendo del uso que hagamos de él y sus compuestos, el fósforo es héroe y villano a la vez.
Francisco Partal Ureña, Profesor Titular de Universidad de Química Física, Universidad de Jaén
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.
Esta entrada fue modificada por última vez en 29/04/2021 14:13