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リン
P 15

リン Phosphorus

リン(リン)は化学元素であり、元素記号 P、原子番号 15 である。非金属で、標準状態で白色、赤色、黒色の 3 種の同素体が存在する。白リンは自然発火性があるため水中で保存する必要がある。最大の産業用途は肥料であり——リン酸塩は世界の農業生産量の約 40% を支えている。生体内では DNA、RNA、ATP の核心元素であり、また洗剤、難燃剤、LED 蛍光体にも使用される。

非金属 無色、ワックス状の白、黄、緋色、赤、紫、黒
原子番号 15Z
原子量 30.974u
価電子 5
電子配置 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
密度
1.82g/cm³
融点
地殻存在量
1050.0ppm
年間生産量
リサイクル率
主に開放ループで肥料として使用;回収は限定的

なぜ使われるか

リンはすべての生命にとって必須の主要栄養素である——DNA、RNA、ATP、骨はすべてリン化合物に依存する。ハーバー法が農業の窒素制限を解決したように、鉱物質リンはリン制限を解決し、世界の人口の約40%を養う。地殻で11番目に豊富な元素として、生物学と産業の両方を支えている。

用途

Phosphate fertilizersFlame retardantsDetergentsSemiconductor dopingLFP batteries

用途の詳細単体と化合物の用途

元素単体の主な用途

リンは生命と農業に不可欠な元素である。その化合物の用途は単体のそれをはるかに上回るが、単体のリンも製鋼、マッチ、難燃性の分野で代替できない役割を担っている。製鋼では、赤リンやフェロリンが脱酸剤および合金添加剤として溶湯に加えられ、余分な酸素の除去を助け、被削性を向上させる。リンを含む快削鋼は、ねじ、ナット、自動旋盤で加工される精密部品に広く使われている。安全マッチは赤リンの最も象徴的な民生用途である。マッチ箱の側面に赤リンが塗られ、マッチ頭の酸化剤と摩擦することで発火する。一方、白リンは極めて有毒で自然発火しやすいため、はるか以前に民生用途から撤退している。難燃剤では、赤リンやリン系化合物がエポキシ樹脂、ポリウレタン、プラスチックに使われ、火にさらされると緻密な炭化層を形成して燃焼を抑える。電子機器の筐体や建築用断熱材によく見られる。少量は軍事用の発煙幕、焼夷剤、分析試薬にも使われる。

主な化合物とその用途

リン酸カルシウム Ca3(PO4)2 はアパタイトとリン鉱石の主成分であり、自然界におけるリンの主要な存在形態である。硫酸で分解すると過リン酸石灰が得られ、さらにリン酸一アンモニウム MAP やリン酸二アンモニウム DAP に加工される。これらの高濃度リン酸肥料は現代農業で最も広く使われる肥料であり、根に直接吸収できるリンを供給する。リン酸 H3PO4 はリンのオキソ酸である。湿式法で得た酸は肥料製造に回され、高純度の熱式法で得た酸は食品の酸味料、飲料添加物、金属のリン酸塩処理剤、電子級リン酸塩の原料として使われる。三塩化リン PCl3 とオキシ塩化リン POCl3 は、有機リン系農薬、医薬中間体、プラスチック難燃剤の合成に大量に用いられる。五酸化二リン P2O5 は最も強力な固体乾燥剤の一つで、不活性ガスや有機溶媒の乾燥に使われる。次亜リン酸ナトリウム NaH2PO2 は無電解ニッケルめっきや金属表面処理における還元剤として働く。

元素小史

1669年にドイツの錬金術師ヘニッヒ・ブラントが尿を蒸留して発見した——古代から知られていたのではなく、名前のある個人によって発見された最初の元素であり、採掘ではなく化学的手法で単離された数少ない元素の一つである。商業生産は19世紀後半にリン鉱石に移行した。

この元素を基にした合金 (2)

すべての合金を見る → InP GaP

関連元素

H · 水素 C · 炭素 N · 窒素 O · 酸素 S · 硫黄 Se · セレン

よくある質問ロングテールQ&A・データ駆動

リンの密度はどのくらいですか?
1.82 g/cm³
リンの原子番号と分類は何ですか?
15 · 非金属
リンは主にどの鉱物から採取されますか?
リン鉱石(アパタイト)
リンは主に何に使われますか?
リンはすべての生命にとって必須の主要栄養素である——DNA、RNA、ATP、骨はすべてリン化合物に依存する。ハーバー法が農業の窒素制限を解決したように、鉱物質リンはリン制限を解決し、世界の人口の約40%を養う。地殻で11番目に豊富な元素として、生物学と産業の両方を支えている。
リンは誰がいつ発見しましたか?
ヘニッヒ・ブラント · 古代から知られる