Lumineszenz von rotem Phosphor

Geräte

Reagenzglas, Brenner, Reagenzglashalter, Wattebausch

Chemikalien

Roter Phosphor (F, N)


Kupfer(II)-sulfat (N, Xn)

Als Lösung - 10%

Wasserstoffperoxid (C)

Als Lösung - 30%

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Weißer Phosphor (C, F, N, T+)


Phosphor(V)-oxid (C)



Durchführung:

Man gibt ein erbsengroßes Häufchen roten Phosphor in das Reagenzglas und verschließt dieses mit dem Wattebausch.
Nun erhitzt vorsichtig von unten und kann schon nach kurzer Zeit eine Nebelentwicklung von Phosphor(V)-oxid sehen an welcher sich nach kurzer Zeit auch das Phosphor(III)-oxid und gasförmiger Phosphor beteiligen, was man in der Dunkelheit an der schimmernden Lumineszenz am Nebel-Luft-Rand der Wolke erkennen kann.
Bei anhaltendem Luftaustausch über den Wattebausch kann diese Leuchterscheinung relativ lange Zeit auftreten.
Auch ist eine Teilresublimation gasförmigen Phosphors, in Form weißen Phosphors an kühleren Teilen im Innern des Reagenzglases, sichtbar.
Vorsicht! Man sollte das Reagenzglas möglichst gegen ein Zerschellen auf dem Boden sichern, sonst würde der Phosphor durch seine feine Verteilung im Reagenzglas bei Luftkontakt sofort Feuer fangen, was eine große Wolke Phosphor(V)-oxids und auch Hitze mit sich bringen würde.

Entsorgung:

Man füllt das Reagenzglas mit der Kupfer(II)-sulfatlösung und versetzt dann mit Wasserstoffperoxidlösung.
Der Wattebausch sollte, je nach Möglichkeit, verbrannt oder auch mit der selben Prozedur wie beim Reagenzglas behandelt und dann entsorgt werden.

Erklärung:

Zunächst findet Depolymerisation des roten Phosphors zu weissem Phosphor statt:

4 P_n --- 280°C ---> n P₄

Der Phosphor oxidiert durch Luftsauerstoff zunächst zu Phosphortrioxid und dann zu Phosphorpentaoxid:

P₄ + 3 O₂ ---> 2 P₂O₃ + Licht
P₂O₃ + O₂ ---> P₂O₅


Vorbereitetes Reagenzglas mit dem roten Phosphor


Deutlicher grünlicher Schimmer der Lumineszenz


Zu entsorgender z.T. abgeschiedener weißer Phosphor


Das Reagenzglas mit CuSO₄-Lösung und hinterher mit H₂O₂-Lösung versetzt.[/b]