O fósforo elementar pode ser obtido em diferentes formas alotrópicas, nas condições mostradas na figura.

O fósforo branco, de fórmula P4, é convertido em fósforo vermelho, conforme a estrutura mostrada na figura. Isso faz com que suas propriedades se alterem. Por exemplo, fósforo branco é solúvel no solvente dissulfeto de carbono, ao passo que o vermelho não é solúvel.

A obtenção industrial do fósforo branco é feita a partir do aquecimento do mineral fluorapatita, Ca₅(PO₄)₃F, na presença de sílica e carvão, conforme a equação

4 Ca₅(PO₄)₃F + 18 SiO₂ + 30 C → 3 P₄ + 30 CO + 18 CaSiO₃ + 2 CaF₂

Com base nessas informações, responda ao que se pede.

a) Qual das formas alotrópicas do fósforo mostradas na figura terá maior densidade?

b) Estima se que, anualmente, 744.000 toneladas de fósforo branco são produzidas industrialmente. Calcule a massa total de fluorapatita usada como matéria prima nesse processo. Considere que esse mineral possui 100% de pureza. Demonstre os cálculos.

c) Qual a diferença entre as ligações que mantêm as moléculas de fósforo branco unidas e as que mantêm a estrutura do fósforo vermelho ou do fósforo preto? Explique

Note e adote:

Massas molares (g/mol):

Fluorapatita = 504;

P₄ = 124.