Phosphore (P)

Découvert dans l'urine, indispensable à l'ADN et aux récoltes.

Le phosphore est le premier élément dont on connaît le découvreur, un alchimiste qui cherchait de l'or dans l'urine. Sa forme blanche brille dans le noir et s'enflamme spontanément à l'air. C'est un pilier du vivant : il relie les briques de l'ADN, stocke l'énergie dans l'ATP et durcit nos os. Ses réserves exploitables, concentrées dans peu de pays, sont cruciales pour l'agriculture mondiale.

Numéro atomique: 15
Symbole: P
Masse atomique: 30,974 u
Famille: Non-métaux
État à 0 °C: Solide
Découverte: 1669, Hennig Brand

Origine du nom

Du grec phôsphoros, « porteur de lumière ».

À quoi il ressemble

Plusieurs formes : le phosphore blanc, cireux et translucide, qui luit dans l'obscurité ; le phosphore rouge, une poudre stable ; le phosphore noir, feuilleté comme le graphite.

Où le trouve-t-on ?

Environ 0,1 % de la croûte terrestre, toujours sous forme de phosphates. Les grands gisements sont d'anciens sédiments marins. Le corps humain en contient environ 700 g, dont 85 % dans les os et les dents.

Comment on le produit

On extrait environ 220 millions de tonnes de roche phosphatée par an, attaquée à l'acide sulfurique pour produire de l'acide phosphorique et des engrais. Le phosphore élémentaire est obtenu en chauffant la roche avec du coke et de la silice dans un four électrique. Le Maroc détient environ 70 % des réserves mondiales.

À quoi sert-il ?

Engrais phosphatés (environ 80 % de la consommation).
Additifs alimentaires (acide phosphorique des colas, levures chimiques).
Grattoir des boîtes d'allumettes (phosphore rouge).
Retardateurs de flamme et traitement de surface des métaux.
Batteries lithium-fer-phosphate (LFP).

Au quotidien

Le grattoir de la boîte d'allumettes
Les sodas au cola
Les engrais NPK du jardin
La batterie de certaines voitures électriques

Rôle dans le vivant

Essentiel : les phosphates forment l'épine dorsale de l'ADN et de l'ARN, l'ATP stocke l'énergie des cellules, et les phospholipides constituent les membranes. L'os est en grande partie fait d'hydroxyapatite, un phosphate de calcium.

Dangers

Le phosphore blanc est très toxique et s'enflamme spontanément vers 30 °C ; il a servi d'arme incendiaire. Au XIXe siècle, les ouvrières des fabriques d'allumettes souffraient de nécrose de la mâchoire. Certains composés organophosphorés sont des pesticides ou des gaz de combat (sarin). Les rejets de phosphates provoquent la prolifération d'algues dans les rivières.

Histoire

En 1669, à Hambourg, l'alchimiste Hennig Brand fait évaporer des seaux d'urine dans l'espoir d'obtenir la pierre philosophale. Il obtient une substance qui brille dans le noir, qu'il nomme phosphore, « porteur de lumière » en grec. Il faudra un siècle pour comprendre que les os en sont une meilleure source.

Le saviez-vous ?

Avec la méthode de Brand, il fallait des centaines de litres d'urine pour obtenir quelques grammes de phosphore.
La lueur du phosphore blanc n'est pas de la phosphorescence mais une lente réaction avec l'oxygène de l'air (chimiluminescence).
Les allumettes de sûreté séparent les réactifs : le phosphore rouge est sur le grattoir, pas sur la tête de l'allumette.