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Lunes, 7 febrero 2011

Hacia un procesamiento industrial menos peligroso del fósforo

El fósforo, un elemento presente, por ejemplo, en rocas y huesos, es un ingrediente importante en fertilizantes, pesticidas, detergentes y otros productos químicos domésticos e industriales. Una vez que se extrae el fósforo de las rocas, hacer que forme parte de productos como los citados exige procesos industriales que son peligrosos y caros, motivo por el cual los químicos han tratado de encontrar durante décadas métodos alternativos.

Los químicos Christopher Cummins y Daniel Tofan del MIT han desarrollado un nuevo modo de añadir fósforo a compuestos orgánicos. Su método, que ahora está recibiendo gran atención, elimina la necesidad del cloro, el cual a menudo resulta necesario para esas reacciones pero es peligroso para la salud de los trabajadores que lo manejen.

A pesar de que la nueva reacción no puede generar las cantidades necesarias para la producción a gran escala de compuestos del fósforo, sí abre la puerta a una nueva línea de investigación que podría conducir a dichas aplicaciones industriales.

La mayoría de los depósitos de fósforo naturales aparecen como rocas de fosfato, pero suelen albergar impurezas, como el calcio, que deben ser eliminadas.

El proceso de purificación del material mineral produce fósforo blanco, una variedad cuya molécula contiene cuatro átomos de fósforo. Conocido como P4, el fósforo blanco es la forma más estable de fósforo molecular.

Para la mayoría de los procesos industriales, no es posible trabajar con la molécula de P4 directamente, y se recurre a procesos que tienden a ser complejos, caros y peligrosos.

Desde hace varios años, el grupo de investigación de Cummins ha estado buscando modos de descomponer el P4 en P2, con la esperanza de poder adherir a compuestos orgánicos la menor molécula de fósforo resultante. En su último estudio, Cummins obtuvo inspiración de un artículo técnico publicado en 1937 pero que no fue tenido en cuenta en su día ni posteriormente. Ese artículo indicaba que, mediante luz ultravioleta, el P4 podía ser descompuesto en dos moléculas de P2.

Cummins decidió ver qué ocurría si descomponía el P4 mediante luz ultravioleta y en presencia de moléculas orgánicas que tienen un enlace carbono-carbono insaturado (lo cual significa que esos átomos de carbono son capaces de adherirse a otros átomos y formar nuevos enlaces). Después de 12 horas de exposición a la luz ultravioleta, Cummins descubrió que se había formado un compuesto que incluye dos átomos de fósforo adheridos a dos moléculas del compuesto orgánico.

Esto sugiere, aunque no demuestra de forma concluyente, que el P2 se forma y luego inmediatamente se enlaza a la molécula orgánica. Cummins confía ratificarlo en futuros estudios.

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