Nuevo proceso ecológico para la descomposición del fósforo

El fósforo es un elemento mineral presente en rocas y en los huesos, y es un ingrediente crítico en fertilizantes, pesticidas, detergentes y otros agentes químicos industriales y domésticos. Pero una vez que el fósforo se extrae de las rocas, transformarlo en estos productos es peligroso y caro, y los químicos están intentando desarrollar nuevos procesos desde hace décadas.

Investigadores del MIT, han desarrollado una nueva forma de transformar el fósforo en compuestos orgánicos dividiéndolo con luz ultravioleta. El nuevo método elimina la necesidad del cloro que usualmente se requiere en el proceso y pone en riesgo a los trabajadores que manejan productos químicos.

La belleza de este descubrimiento es su simplicidad, y parece bastante asombroso que a nadie antes se le haya ocurrido un sistema tan simple para incorporar fósforo a moléculas orgánicas. Tal aproximación sintética a los compuestos organofosforados es en realidad urgente, ya que la vieja química basada en el cloro tiene muchas consecuencias indeseables en nuestro medio ambiente.

Si bien la nueva reacción no puede producir las cantidades necesarias para una producción de compuestos de fósforo a gran escala, abre la puerta a un nuevo campo de investigación que puede llevar a tales aplicaciones industriales.

Extracción

La mayoría de los depósitos naturales de fósforo proceden de esqueletos de animales fosilizados, que son especialmente abundantes en los lechos marinos secos. Esos depósitos de fósforo existen como rocas fosfatadas, que usualmente incluyen impurezas tales como calcio y otros metales que deben ser retirados.

La purificación de las rocas produce fósforo blanco, una molécula que contiene cuatro átomos de fósforo. El fósforo blanco es tetraédrico, lo cual significa que parece una pirámide de cuatro esquinas y en cada esquina un átomo está enlazado a los otros tres. Conocido como P4, el fósforo blanco es la forma más estable de fósforo molecular. (Hay varias formas poliméricas, la más común de las cuales es fósforo negro y rojo, que consiste en largas cadenas de tetraedros de fósforo rotos).

Para la mayoría de los usos industriales, el fósforo tiene que ser fijado a un átomo, a átomos que deben ser fijados desde la molécula de P4. Esto se hace usualmente en dos pasos. Primero, los tres átomos en P4 se reemplazan con cloro, resultando PCl3.

Los átomos de cloro son luego desplazados por moléculas orgánicas (conteniendo carbono), creando una gran variedad de compuestos organofosforados tales como los que se encuentran en los pesticidas. Sin embargo, este procedimiento es derrochador en recursos y peligroso, así que los químicos están buscando nuevas formas de vincular el fósforo a los compuestos orgánicos sin usar cloro.

Bibliografía: Toward greener chemistry. MIT News September 2010