Ne doit pas être confondu avec Roche phosphatée. 

Le phosphore, oligoélément indispensable à la vie est inégalement réparti sur terre et dans les océans, les poissons et les oiseaux jouent un rôle important dans sa concentration et dans son retour à la terre (bioturbation). Le cycle biogéochimique et écologique du phosphore a été modifié par l'Homme qui l'a récemment massivement introduit sous forme d'engrais (eutrophisant) dans les agrosystèmes, et indirectement dans les écosystèmes

Phosphate dans une coupelle

En chimie inorganique, un phosphate est un sel d'acide phosphorique résultant de l'attaque d'une base par de l'acide phosphorique. En chimie organique, c'est un composé organophosphoré dérivé de l'acide phosphorique ; on parle parfois de phosphate organique.

Caractéristiques moléculaires et chimiques

Modèle en 3D d'un ion phosphate : l'atome de phosphore est en jaune, ceux d'oxygène en rouge formant un tétraèdre

Structure chimique d'un groupement phosphate lié à un radical (R)

L'ion phosphate ou orthophosphate est un anion polyatomique de formule chimique brute PO₄^3- et de masse moléculaire de 94,97 daltons. Il se présente sous la forme d'un tétraèdre dont les sommets sont formés par les quatre atomes d'oxygène encadrant un atome de phosphore. Cet ion, qui comporte trois charges négatives, est la base conjuguée de l'ion hydrogénophosphate HPO₄^2- qui est lui-même la base conjuguée de l'ion dihydrogénophosphate H₂PO₄^- qui est lui-même la base conjuguée de l'acide phosphorique H₃PO₄. C'est une molécule hypervalente sachant que l'atome de phosphore possède dix électrons libres sur sa couche de valence.

Un sel de phosphate se forme lorsque un cation se lie à l'un des atomes d'oxygène de l'ion phosphate, formant un composé ionique. La plupart des phosphates sont insolubles dans l'eau aux conditions standard de température et de pression excepté pour les sels de métaux alcalins.

Solubilisé dans une solution aqueuse, le phosphate existe sous ses quatre formes selon le taux d'acidité. En allant du plus basique au plus acide, la première forme à prédominer est l'ion phosphate PO₄^3- (fortement basique), la seconde est la forme hydrogénophosphate HPO₄^2- (faiblement basique), la troisième est la forme dihydrogénophosphate H₂PO₄^- (faiblement basique) et enfin la quatrième est la forme acide phosphorique H₃PO₄ (fortement acide).

L'ion phosphate peut former des ions polymériques comme le diphosphate P₂O₇⁴⁻ (aussi appelé pyrophosphate), le triphosphate P₃O₁₀⁵⁻,...

Les phosphates formant des complexes avec le calcium (contrôle micro-environnemental pendant la (bio-)minéralisation), ils entrent souvent dans la composition des lessives. Riche en phosphore, les rejets lessiviels augmentent donc le risque d'eutrophisation. Depuis les années 1980, les fabricants utilisent donc de plus en plus des substituts, telles les zéolites.

Formation et répartition

Voir l’article Roche phosphatée.

Le minerai de phosphate (roche concentrée en sels de phosphate) est une roche sédimentaire dite exogène : elle se forme par concentration lorsque des ions phosphate précipitent dans une roche en diagenèse. Les formes biogènes, telles les guanos d'oiseaux et de chauve-souris, sont exploitées depuis des siècles.

Les gisements les plus importants se trouvent en Amérique du Nord, sur Navassa au Maroc, en Tunisie, au Togo, en Israël, en Jordanie, en Chine et sur certaines îles d'Océanie : Nauru, Banaba et Makatea.

Utilisations

Les phosphates sont utilisés dans l'agriculture comme engrais en tant que source de phosphore. Ils peuvent également apporter de l'azote (phosphate d'ammonium), du calcium (phosphates de calcium) et de l'aluminium (phosphate d'aluminium). Ces engrais peuvent être d'origine organique (poudre d'os, arêtes de poissons,...) ou inorganique (attaque d'acide sur du minerai), ce qui est de plus en plus le cas, hormis en agriculture biologique où les engrais de synthèses sont interdits.

Le phosphate se retrouve aussi impliqué dans la fermentation vinicole (type de fermentation éthylique).

Le minerai, en général du phosphate de calcium, peut être épandu directement sur les terres acides après avoir été finement broyé. Ayant tendance à se combiner au calcium, ce qui les rend moins assimilable, il doit être rendu plus hydrosoluble avant d'être employé sur les sols calcaires afin d'accroître son assimilation par les plantes.

Législation

Un décret visant à interdire en France les produits de lessive renfermant des phosphates — utilisés dans encore 4 % des lessives — a été publié au journal officiel de la République Française le 31 mars 2007. Depuis la substitution des phosphates dans les lessives par d'autres molécules actives, la qualité des eaux de nombreux lacs polluées par les eaux urbaines s'est améliorée. C'est maintenant l'agriculture qui est devenue la première source de pollution par les phosphates. En Belgique et en Suisse, les phosphates sont déjà interdits dans les lessives depuis plusieurs années.

Production

Les douze principaux pays producteurs de phosphate assurent 93,18 % de la production mondiale.

Production mondiale par pays de phosphate naturel en 2005¹
(USGS, 2005)^[1]

Pays	Production (106 kg)	Part mondiale (%)
Afrique du Sud	2 577	1,75
Algérie	878	0,60
Australie	2 050	1,40
Brésil	6 100	4,15
Burkina Faso	2	> 0,01
Canada	1 000	0,68
Chili	21	0,01
Chine	30 400	20,68
Île Christmas	685	0,46
Colombie	43	0,03
Corée du Nord	300	0,20
Égypte	2 730	1,86
États-Unis	36 300	24,69
Finlande	825	0,56
Inde	1 200	0,81
Indonésie	1	> 0,01
Iran	250	0,17
Irak	3	> 0,01
Israël	2 900	1,97
Jordanie	6 230	4,24
Kazakhstan	230	0,15
Maroc2	25 200	17,14
Nauru	11	> 0,01
Ouzbékistan	430	0,29
Pakistan	11	> 0,01
Pérou	38	0,02
Philippines	400	0,27
Russie	11 000	7,48
Sénégal	1 520	1,03
Sri Lanka	43	0,03
Syrie	3 500	2,38
Tanzanie	7	> 0,01
Thaïlande	3	> 0,01
Togo	1 215	0,83
Tunisie	8 000	5,44
Venezuela	250	0,17
Viêt Nam	820	0,56
Zimbabwe	50	0,03
Total	147 000	100
Notes : Les nombres en italique sont des estimations. 1 Le total mondial, les données des États-Unis et les données estimées sont des arrondis à trois chiffres significatifs. Le tableau inclut des données disponibles jusqu'au 3 mai 2006. Les données pour les principaux pays producteurs proviennent en partie de données de l'International Fertilizer Industry Association. D'autres données proviennent de sources officielles des pays quand elles sont disponibles. 2 Inclut le Sahara occidental.

Voir aussi

Articles connexes

• Écologie
• Pollution de l'eau
• Phosphatier
• Guano

Lien externe

Wikimedia Commons propose des documents multimédia libres sur le phosphate.

Bibliographie

• (en) Schmittner Karl-Erich & Giresse Pierre (1999). Micro-environmental controls on biomineralization: superficial processes of apatite and calcite precipitation in Quaternary soils, Roussillon, France. Sedimentology, 46/3: 463-476.

Références

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu d’une traduction de l’article en anglais : « Phosphate. »

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