I pamiętaj, jak wielu badaczy przeszłości spędziło lata swojego życia na poszukiwaniu „kamienia filozoficznego” - sposobu na zamianę zwykłego metalu w złoto. Alchemicy z jakiegoś powodu byli pewni, że złoto można uzyskać z niektórych prostych pierwiastków i nie można go szukać na ziemi. Władcy popierali wszystkie te badania od tego czasu każdy chciał być natychmiast bogaty.
Jeden z takich naukowców, XVII-wieczny alchemik Henning Brand, zasugerował, że rzeczy podobne w kolorze powinny mieć takie same właściwości. Rozwijając swój pomysł dalej, odkrył, że ludzki mocz w swoim odcieniu przypominał złoto i postanowił przeprowadzić ambitny eksperyment „naukowy”, aby odparować duże ilości moczu w nadziei uzyskania złota.
To właśnie z tego wyszło…
Niestrudzony eksperymentator zajął się destylacją ludzkiego moczu, można rzec, na skalę przemysłową: całą jego tonę zebrał w koszarach żołnierskich! I odparował do stanu syropu (oczywiście nie za jednym razem!), A po destylacji ponownie destylował powstały „olej z moczu” i kalcynował go przez długi czas.
W rezultacie w retorcie pojawił się biały pył osiadający na dnie i żarzący się, dlatego Brand nazwał go „zimnym ogniem” (kaltes Feuer). Współcześni marki nazywali tę substancję fosforem ze względu na jego zdolność świecenia w ciemności (inne greckie jwsjoroV).
W 1682 roku Brand opublikował wyniki swoich badań i teraz słusznie uważa się go za odkrywcę pierwiastka nr 15. Fosfor był pierwszym pierwiastkiem, którego odkrycie jest udokumentowane, a jego odkrywca jest znany.
Zainteresowanie nową substancją było ogromne, a Brand to wykorzystał - pokazywał fosfor tylko za pieniądze lub wymieniał niewielkie ilości na złoto. Kupiec hamburski, mimo licznych starań, nie mógł spełnić swego ukochanego marzenia - pozyskać złoto z ołowiu za pomocą „zimnego ognia”, dlatego też szybko za dwieście talarów sprzedał przepis na nową substancję pewnemu Kraftowi z Drezna. Nowemu właścicielowi udało się zgromadzić znacznie większą fortunę na fosforze - „zimnym ogniem” podróżował po Europie i demonstrował to naukowcom, wysokim urzędnikom, a nawet członkom rodziny królewskiej, na przykład Robertowi Boyle'owi, Gottfriedowi Leibnizowi, Karolowi II. Chociaż sposób wytwarzania fosforu był ściśle strzeżoną tajemnicą, w 1682 roku uzyskał go Robert Boyle,ale także ogłosił swoją metodologię dopiero na zamkniętym spotkaniu Royal Society of London. Metoda Boyle'a została upubliczniona po jego śmierci w 1692 roku.
Film promocyjny:
Wiosną 1676 r. Kraft zorganizował sesję eksperymentów z fosforem na dworze elektora Fryderyka Wilhelma brandenburskiego. 24 kwietnia o godzinie 21:00 wszystkie świece w pomieszczeniu zostały zgaszone, a Kraft pokazał tym obecnym eksperymentom z „wiecznym płomieniem”, nie ujawniając jednak metody przygotowania tej magicznej substancji.
Wiosną następnego roku Kraft przybył na dwór księcia Johanna Friedricha w Hanowerze3, gdzie w tym czasie pracował jako bibliotekarz niemiecki filozof i matematyk GW Leibniz (1646-1716). Tutaj Kraft zorganizował sesję eksperymentów z fosforem, pokazując w szczególności dwie kolby, które świeciły jak świetliki. Leibniz, podobnie jak Kunkel, był niezwykle zainteresowany nową substancją. Podczas pierwszej sesji zapytał Krafta, czy duży kawałek tej substancji byłby w stanie oświetlić cały pokój. Kraft zgodził się, że jest to możliwe, ale niepraktyczne, ponieważ przygotowanie substancji było bardzo skomplikowane.
Kto go miał? Miałem.
Próby Leibniza przekonania Krafta do sprzedania sekretu księciu nie powiodły się. Następnie Leibniz pojechał do Hamburga, aby zobaczyć samego Branda. Tutaj udało mu się zawrzeć umowę między księciem Johannem Friedrichem a Brandem, zgodnie z którą pierwszy był zobowiązany zapłacić Brandowi 60 talarów za ujawnienie tajemnicy. Od tego czasu Leibniz prowadził regularną korespondencję z Brandem.
Mniej więcej w tym samym czasie I. I. Becher (1635-1682) przybył do Hamburga, aby zwabić Branda do księcia Meklemburgii. Jednak Brand ponownie przechwycił Leibniza i zabrał go do Hanoweru do księcia Johanna Friedricha. Leibniz był w pełni przekonany, że Brand był bardzo bliski odkrycia „kamienia filozoficznego” i dlatego poradził księciu, aby nie wypuszczał go, dopóki nie wykona tego zadania. Brand został jednak w Hanowerze przez pięć tygodni, przygotowywał świeże dostawy fosforu poza miasto, pokazał zgodnie z umową tajemnicę produkcji i wyjechał.
W tym samym czasie Brand przygotował znaczne ilości fosforu dla fizyka Christiana Huygensa, który badał naturę światła i wysłał zapasy fosforu do Paryża.
Brand był jednak bardzo niezadowolony z ceny, jaką Leibniz i książę Johann Friedrich zapłacili mu za ujawnienie tajemnicy produkcji fosforu. Wysłał Leibnizowi gniewny list, w którym skarżył się, że otrzymana kwota nie wystarczyła nawet na utrzymanie jego rodziny w Hamburgu i pokrycie kosztów podróży. Podobne listy wysłała Leibniz i żona Branda, Margarita.
Brand i Kraft byli niezadowoleni, którym wyraził zniewagę w listach, zarzucając mu odsprzedanie tajemnicy za 1000 talarów Anglii. Kraft przekazał ten list Leibnizowi, który poradził księciu Johannowi Friedrichowi, aby nie drażnił Branda, aby hojniej zapłacił mu za ujawnienie tajemnicy, obawiając się, że autor odkrycia w formie zemsty poda komuś przepis na wytwarzanie fosforu. Leibniz wysłał uspokajający list do samego Branda.
Najwyraźniej Brand otrzymał nagrodę, ponieważ w 1679 r. ponownie przybył do Hanoweru i pracował tam przez dwa miesiące, otrzymując tygodniową pensję w wysokości 10 talarów wraz z dodatkowym stołem i kosztami podróży. Korespondencja Leibniza z Brandem, sądząc po listach przechowywanych w Bibliotece w Hanowerze, trwała do 1684 roku.
Wróćmy teraz do Kunkel. Według Leibniza, Kunkel nauczył się przepisu na wytwarzanie fosforu za pomocą Krafta i zabrał się do pracy. Ale jego pierwsze eksperymenty zakończyły się niepowodzeniem. Wysyłał Brandowi list po liście, w którym skarżył się, że otrzymał przepis bardzo niezrozumiały dla innej osoby. W liście napisanym w 1676 roku z Wittenbergi, gdzie wówczas mieszkał Kunkel, zapytał Branda o szczegóły procesu.
W końcu eksperymenty Kunkela odniosły sukces, nieznacznie modyfikując metodę Branda. Dodając trochę piasku do suchego moczu przed oddestylowaniem, otrzymał fosfor i … ogłosił niezależność odkrycia. W tym samym roku, w lipcu, Kunkel opowiedział o swoich sukcesach swojemu przyjacielowi, profesorowi Uniwersytetu w Wittenberdze, Kasparowi Kirchmeierowi, który opublikował pracę na ten temat pod tytułem „Permanentna lampka nocna, czasami iskrząca, poszukiwana od dawna, teraz znaleziona”. W tym artykule Kirchmeyer mówi o fosforze jako od dawna znanym świecącym kamieniu, ale nie używa samego terminu „fosfor”, który oczywiście nie był do tego czasu szczepiony.
W Anglii, niezależnie od Branda, Kunkela i Kirchmeyera, fosfor pozyskał w 1680 r. R. Boyle (1627-1691). Boyle wiedział o fosforze z tego samego Krafta. Już w maju 1677 r. Fosfor został zademonstrowany w Royal Society w Londynie. Latem tego samego roku sam Kraft przyjechał z fosforem do Anglii. Boyle, według własnego opisu, odwiedził Krafta i zobaczył jego fosfor w postaci stałej i płynnej. W dowód wdzięczności za ciepłe przyjęcie, Kraft, żegnając Boyle'a, zasugerował mu, że główna substancja zawarta w jego fosforze jest nieodłącznym elementem ludzkiego ciała. Oczywiście ta wskazówka wystarczyła, aby rozpocząć pracę Boyle'a. Po odejściu Krafta zaczął badać krew, kości, włosy, mocz, aw 1680 roku jego wysiłki w celu uzyskania świecącego pierwiastka zakończyły się sukcesem.
Boyle zaczął wykorzystywać swoje odkrycie w firmie z asystentem - Niemcem Gaukwitz. Po śmierci Boyle'a w 1691 roku Gaukwitz rozszerzył produkcję fosforu, ulepszając ją na skalę handlową. Sprzedając fosfor za trzy funty za uncję i dostarczając go instytucjom naukowym i indywidualnym naukowcom w Europie, Gaukwitz zbił ogromną fortunę. Aby nawiązać kontakty handlowe, podróżował do Holandii, Francji, Włoch i Niemiec. W samym Londynie Gaukwitz założył słynną firmę farmaceutyczną, która stała się sławna za jego życia. Ciekawe, że mimo wszystkich swoich eksperymentów z fosforem, czasem bardzo niebezpiecznych, Gaukwitz dożył 80 lat, przeżył swoich trzech synów i wszystkich, którzy brali udział w pracach związanych z wczesną historią fosforu.
Od czasu otrzymania fosforu przez Kunkel i Boyle, jego wartość gwałtownie spadła w wyniku konkurencji ze strony wynalazców. W końcu spadkobiercy wynalazców zaczęli zapoznawać wszystkich z tajemnicą jego produkcji za 10 talarów, stale obniżając cenę. W 1743 roku A. S. Marggraf znalazł jeszcze lepszą metodę produkcji fosforu z moczu i natychmiast ją opublikował. rybołówstwo przestało być opłacalne.
Obecnie fosforu nie produkuje się nigdzie metodą Branda - Kunkela - Boyle'a, gdyż jest całkowicie nieopłacalny. Ze względów historycznych podamy jednak opis ich metody.
Gnijący mocz odparowuje do stanu syropu. Powstałą gęstą masę ugniata się z trzykrotną ilością białego piasku, umieszcza w retorcie wyposażonej w odbieralnik i ogrzewa przez 8 godzin nad równym ogniem, aż do usunięcia części lotnych, po czym ogrzewanie zwiększa się. Odbiornik wypełnia się białą parą, która następnie zamienia się w niebieskawy stały i świecący fosfor.
Fosfor zawdzięcza swoją nazwę zdolności świecenia w ciemności (z greckiego - świecący). Niektórzy rosyjscy chemicy chcieli nadać temu elementowi czysto rosyjską nazwę: „klejnot”, „jaśniejszy”, ale nazwy te się nie zakorzeniły.
Lavoisier, w wyniku szczegółowych badań spalania fosforu, jako pierwszy rozpoznał go jako pierwiastek chemiczny.
Obecność fosforu w moczu dała chemikom powód do poszukiwania go w innych częściach ciała zwierzęcia. W 1715 r. W mózgu znaleziono fosfor. Znacząca obecność w nim fosforu posłużyła jako podstawa do stwierdzenia, że „bez fosforu nie ma myśli”. W 1769 roku Yu. G. Gan znalazł fosfor w kościach, a dwa lata później K. V. Scheele udowodnił, że kości składają się głównie z fosforanu wapnia i zaproponował metodę uzyskiwania fosforu z popiołu pozostałego po spaleniu kości. Wreszcie w 1788 r. M. G. Klaprot i J. L. Proust wykazali, że fosforan wapnia jest niezwykle rozpowszechnionym minerałem w przyrodzie.
Alotropową modyfikację fosforu - fosforu czerwonego - odkrył w 1847 r. A. Schrötter. W pracy zatytułowanej „The New Allotropic State of Phosphorus” Schrötter pisze, że światło słoneczne zmienia biały fosfor na czerwony, a czynniki takie jak wilgoć i powietrze atmosferyczne nie mają żadnego wpływu. Fosfor czerwony został oddzielony przez Schröttera przez traktowanie disiarczkiem węgla. Przygotował również fosfor czerwony, ogrzewając fosfor biały do temperatury około 250 ° C w gazie obojętnym. Jednocześnie stwierdzono, że dalszy wzrost temperatury ponownie prowadzi do powstania białej modyfikacji.
Co ciekawe, Schrötter był pierwszym, który przewidział wykorzystanie czerwonego fosforu w przemyśle zapałek. Na Wystawie Światowej w Paryżu w 1855 roku zademonstrowano czerwony fosfor, który już został pozyskany fabrycznie.
Rosyjski naukowiec A. A. Musin-Pushkin w 1797 roku otrzymał nową modyfikację fosforu - fioletowy fosfor. Odkrycie to błędnie przypisuje się I. V. Gittorfowi, który, powtarzając prawie całkowicie metodę Musina-Puszkina, uzyskał fioletowy fosfor dopiero w 1853 roku.
W 1934 roku profesor P. W. Bridgman, poddając biały fosfor ciśnieniu do 1100 atm, zamienił go w czerń i tym samym otrzymał nową alotropową modyfikację pierwiastka. Wraz z kolorem zmieniły się właściwości fizyczne i chemiczne fosforu: np. Fosfor biały zapala się samorzutnie w powietrzu, a czarny, podobnie jak czerwony, nie posiada tej właściwości.