Il fosforo bianco è uno dei tre allotropi dell’elemento fosforo. Gli altri due sono il rosso, un polimero amorfo, e il nero, un polimero simile alla grafite. La sostanza conosciuta come fosforo giallo è in realtà fosforo bianco che contiene impurità (per esempio, fosforo rosso) o che si è scurito per esposizione alla luce. Il fosforo rosso diventa violetto o viola quando viene riscaldato a > 550 ºC.
Il fosforo bianco (vedi immagini) contiene quattro atomi di fosforo in una disposizione tetraedrica. Ha un odore sgradevole, simile all’aglio, ed è estremamente tossico (vedi tabella delle informazioni di pericolo). È instabile nell’aria, formando prima dei fumi bianchi prima di scoppiare in fiamme. Il fosforo bianco è stato chiamato “l’elemento del diavolo” perché brilla di verde al buio ed è piroforico.
A causa della sua instabilità, il fosforo bianco è tipicamente immagazzinato sotto acqua, in cui è appena solubile. L’allotropo è solubile in idrocarburi, disolfuro di carbonio, cloruro di zolfo (S2Cl2) e altri solventi non polari.
Il fosforo molecolare non esiste in natura; ma è contenuto in molti minerali, principalmente idrossiapatite, fluorapatite e corapatite. Il fosforo bianco fu scoperto nel 1669 dal farmacista/alchimista di Amburgo, Germania, Hennig Brandt (in alcuni conti, Brand), che è il soggetto del quadro The Alchemist Discovering Phosphorus di Joseph Wright. Durante la sua ricerca della mitica pietra filosofale, Brandt produsse serendipitosamente il fosforo riscaldando i solidi di urina contenenti fosfato con sostanze carbonacee. Il fosforo fu emesso come un gas (P2), che si condensò come una cera incandescente.
Brandt non aveva una comprensione degli elementi come li conosciamo oggi. Più di 100 anni dopo la sua scoperta, il leggendario chimico francese Antoine Lavoisier riconobbe il fosforo come elemento.
Il processo grezzo di Brandt è la base della moderna produzione di fosforo bianco. Le apatiti sono mescolate con silice (sabbia) e una fonte di carbonio come il coke per produrre vapore P2, che viene condensato in acqua. Se si usa la fluoroapatite, il sottoprodotto di fluoruro di calcio può essere usato per produrre gas fluoro.
In tutto il mondo, ≈900.000 t di fosforo sono prodotte annualmente. La maggior parte di esso, ironicamente, viene ossidato di nuovo in fosfati per i fertilizzanti (di gran lunga l’uso maggiore) e la fabbricazione di pesticidi, plastificanti e additivi alimentari per animali. L’uso del fosforo bianco è limitato agli ingredienti della metallurgia e ai veleni per roditori. Veniva usato come componente dei fiammiferi da frizione, fino all’inizio del XX secolo, quando è stato sostituito dal più sicuro sesquisolfuro di fosforo (P4S3).