Phosphore - P

Le phosphore (P) est un élément essentiel aux organismes vivants et un nutriment majeur des engrais. Dans les eaux naturelles et traitées, il est généralement mesuré et géré sous forme de composés phosphatés plutôt que sous forme de phosphore élémentaire.

Propriétés chimiques · Utilisations et présence dans la nature · Effets sur la santé · Effets sur l’environnement · Eau et traitement

Propriétés chimiques du phosphore

Quelques propriétés du phosphore
Symbole / numéro atomique	P / 15
Groupe / période / bloc	15 / 3 / p
Masse atomique standard	30.973761998(5)
Configuration électronique	[Ne] 3s² 3p³
États d’oxydation courants	−3, +3 et +5
Masse volumique (phosphore blanc)	1,823 g cm⁻³
Température de fusion (phosphore blanc)	44,15 °C
Température d’ébullition (phosphore blanc)	280,5 °C
Électronégativité (Pauling)	2.19
Rayon atomique hors liaison	0,180 nm
Première énergie d’ionisation	1011,8 kJ mol⁻¹
Isotope stable	³¹P
Découverte	Hennig Brand, 1669
Numéro d’enregistrement CAS	7723-14-0

La masse atomique est conforme aux données de la CIAAW. Les intervalles reflètent les variations isotopiques naturelles ; les parenthèses indiquent l’incertitude sur les derniers chiffres. Sauf indication contraire, les autres propriétés proviennent de la RSC. Les rayons atomiques dépendent de leur définition.

Modèle moléculaire du phosphore blanc P4 — Modèle moléculaire du phosphore blanc ; il est très dangereux.

Propriétés, utilisations et présence dans la nature

Le phosphore élémentaire existe sous plusieurs formes, dont le phosphore blanc et le phosphore rouge, aux propriétés très différentes. Le phosphore blanc est toxique et peut s’enflammer spontanément à l’air libre ; le phosphore rouge est moins réactif, mais nécessite néanmoins des précautions de manipulation appropriées. Le phosphore ne se trouve pas à l’état libre dans les milieux naturels ordinaires, car il forme facilement des composés.

Les minéraux phosphatés sont extraits pour produire des engrais et d’autres produits. Le phosphore entre également dans la composition de l’ADN, des membranes cellulaires et de l’ATP, une molécule intervenant dans le transfert d’énergie au sein des cellules.

Effets des composés du phosphore sur la santé

Les effets sur la santé dépendent du composé. Le phosphore blanc peut provoquer de graves brûlures et une intoxication systémique. Les phosphates présents dans les aliments et l’eau ne sont pas la même substance que le phosphore élémentaire. L’exposition à chaque composé organophosphoré industriel nécessite une évaluation spécifique des dangers.

Le phosphore et les milieux aquatiques

Le phosphore est un nutriment essentiel, mais un excès de phosphore peut contribuer à l’eutrophisation : la prolifération des algues et des plantes peut réduire la pénétration de la lumière et, lorsque la biomasse se décompose, diminuer la teneur en oxygène dissous. L’effet dépend du milieu récepteur et des autres nutriments limitants. Le ruissellement agricole et les eaux usées peuvent transporter du phosphore vers les rivières et les lacs.

Les phosphates dans le traitement de l’eau et des eaux usées

Les analyses d’eau peuvent indiquer la teneur en orthophosphates, en phosphore total ou en phosphore « exprimé en P ». Il s’agit de mesures différentes. Vérifiez la méthode d’analyse et les unités avant de comparer les résultats ou de choisir un procédé.

Le phosphore des eaux usées peut être éliminé par voie biologique, grâce à l’élimination biologique renforcée du phosphore, ou par voie chimique, en ajoutant du fer, de l’aluminium ou de la chaux pour former des précipités. Une élimination efficace dépend aussi de la séparation des solides ; le phosphore est transféré dans les boues ou dans un autre résidu qui doit être géré. Le dosage des réactifs, le pH, le mélange et la séparation doivent être adaptés aux eaux usées concernées et aux exigences relatives aux rejets.

Consultez les informations de Lenntech sur les phosphates dissous ainsi que les recommandations de l’EPA sur l’élimination du phosphore dans les sources ci-dessous.