Le phosphore blanc est l’un des trois allotropes de l’élément phosphore. Les deux autres sont le rouge, un polymère amorphe, et le noir, un polymère semblable au graphite. La substance connue sous le nom de phosphore jaune est en fait du phosphore blanc qui contient des impuretés (par exemple, du phosphore rouge) ou qui s’est assombri à la suite d’une exposition à la lumière. Le phosphore rouge devient violet ou pourpre lorsqu’il est chauffé à >550 ºC.
Le phosphore blanc (voir images) contient quatre atomes de phosphore dans un arrangement tétraédrique. Il a une odeur désagréable, semblable à celle de l’ail, et est extrêmement toxique (voir le tableau des informations sur les dangers). Il est instable dans l’air, formant d’abord des fumées blanches avant de s’enflammer. Le phosphore blanc a été appelé « l’élément du diable » car il brille en vert dans l’obscurité et est pyrophorique.
En raison de son instabilité, le phosphore blanc est généralement stocké sous l’eau, dans laquelle il est à peine soluble. L’allotrope est soluble dans les hydrocarbures, le disulfure de carbone, le chlorure de soufre (S2Cl2) et d’autres solvants non polaires.
Le phosphore moléculaire n’existe pas dans la nature ; mais il est contenu dans de nombreux minéraux, principalement l’hydroxyapatite, la fluorapatite et la chorapatite. Le phosphore blanc a été découvert en 1669 par le pharmacien/alchimiste de Hambourg, en Allemagne, Hennig Brandt (dans certains comptes, Brand), qui est le sujet du tableau L’alchimiste découvrant le phosphore de Joseph Wright. Au cours de sa recherche de la mythique pierre philosophale, Brandt a fortuitement produit du phosphore en chauffant des solides urinaires contenant du phosphate avec des substances carbonées. Le phosphore était émis sous forme de gaz (P2), qui se condensait sous forme de cire incandescente.
Brandt n’avait pas de compréhension des éléments tels que nous les connaissons aujourd’hui. Plus de 100 ans après sa découverte, le légendaire chimiste français Antoine Lavoisier a reconnu le phosphore comme un élément.
Le procédé brut de Brandt est la base de la production moderne de phosphore blanc. Les apatites sont mélangées à de la silice (sable) et à une source de carbone telle que le coke pour produire de la vapeur P2, qui est condensée dans l’eau. Si l’on utilise de la fluorapatite, le sous-produit de fluorure de calcium peut être utilisé pour produire du gaz fluoré.
Dans le monde entier, ≈900 000 t de phosphore sont produites chaque année. La plupart d’entre eux, ironiquement, sont ré-oxydés en phosphates pour les engrais (de loin la plus grande utilisation) et la fabrication de pesticides, de plastifiants et d’additifs alimentaires pour animaux. L’utilisation du phosphore blanc lui-même se limite à des ingrédients dans la métallurgie et à des poisons pour rongeurs. Il a été utilisé comme composant des allumettes à friction, jusqu’au début du XXe siècle environ, où il a été remplacé par le sesquisulfure de phosphore (P4S3), plus sûr.