En bedenk hoeveel onderzoekers uit het verleden jaren van hun leven hebben gezocht naar de 'steen der wijzen' - een manier om gewoon metaal in goud te veranderen. Alchemisten waren er om de een of andere reden zeker van dat goud kan worden verkregen uit enkele eenvoudige elementen en niet op aarde kan worden gezocht. Sindsdien steunden de heersers al deze studies iedereen wilde meteen rijk worden.
Een van die wetenschappers, de 17e-eeuwse alchemist Henning Brand, suggereerde dat dingen die qua kleur vergelijkbaar zijn, dezelfde eigenschappen moeten hebben. Toen hij zijn idee verder ontwikkelde, was hij van mening dat menselijke urine in zijn schaduw op goud leek, en besloot hij een ambitieus "wetenschappelijk" experiment uit te voeren om grote hoeveelheden urine te verdampen in de hoop wat goud te verkrijgen.
Dat is wat eruit kwam …
De onvermoeibare onderzoeker begon met de destillatie van menselijke urine, zou je kunnen zeggen, op industriële schaal: in de soldatenbarakken verzamelde hij in totaal een ton ervan! En hij verdampte tot een stroperige toestand (niet in één keer natuurlijk!), En na destillatie destilleerde hij opnieuw de resulterende ‘urine-olie’ en liet het lange tijd branden.
Als resultaat verscheen er wit stof in de retort, zakte naar de bodem en gloeide, daarom werd het door Brand "koud vuur" (kaltes Feuer) genoemd. De tijdgenoten van Brand noemden deze stof fosfor vanwege zijn vermogen om in het donker te gloeien (andere Griekse jwsjoroV).
In 1682 publiceerde Brand de resultaten van zijn onderzoek, en nu wordt hij terecht beschouwd als de ontdekker van element nr. 15. Fosfor was het eerste element, waarvan de ontdekking is gedocumenteerd en waarvan de ontdekker bekend is.
De belangstelling voor de nieuwe stof was enorm en Brand profiteerde ervan - hij demonstreerde fosfor alleen voor geld of ruilde kleine hoeveelheden ervan in voor goud. Ondanks talloze inspanningen kon de Hamburgse koopman zijn gekoesterde droom - goud uit lood halen met behulp van "koud vuur" niet waarmaken, en daarom verkocht hij het recept voor de nieuwe substantie al snel aan een bepaalde Kraft uit Dresden voor tweehonderd daalders. De nieuwe eigenaar slaagde erin een veel groter fortuin te vergaren aan fosfor - met een "koud vuur" reisde hij door Europa en demonstreerde het aan wetenschappers, hoge ambtenaren en zelfs royalty's, bijvoorbeeld Robert Boyle, Gottfried Leibniz, Charles II. Hoewel de methode voor het bereiden van fosfor een goed bewaard geheim werd gehouden, werd het in 1682 verkregen door Robert Boyle,maar hij kondigde zijn methodologie ook pas aan tijdens een besloten vergadering van de Royal Society of London. Boyle's methode werd openbaar gemaakt na zijn dood, in 1692.
Promotie video:
In het voorjaar van 1676 organiseerde Kraft een sessie van experimenten met fosfor aan het hof van keurvorst Friedrich Wilhelm van Brandenburg. Op 24 april om 21.00 uur waren alle kaarsen in de kamer gedoofd, en Kraft toonde die huidige experimenten met de "eeuwige vlam", zonder echter de methode te onthullen waarmee deze magische substantie was bereid.
In de lente van het volgende jaar kwam Kraft aan het hof van hertog Johann Friedrich in Hannover3, waar de Duitse filosoof en wiskundige G. V. Leibniz (1646-1716) destijds als bibliothecaris diende. Hier organiseerde Kraft een sessie van experimenten met fosfor, waarbij hij in het bijzonder twee kolven liet zien die gloeiden als vuurvliegjes. Leibniz was, net als Kunkel, buitengewoon geïnteresseerd in de nieuwe stof. In de eerste sessie vroeg hij Kraft of een groot stuk van deze stof een hele kamer zou kunnen verlichten. Kraft was het ermee eens dat dit mogelijk was, maar niet praktisch, omdat de voorbereiding van de stof erg ingewikkeld was.
Wie had er een? Ik had.
Leibniz 'pogingen om Kraft te overtuigen om het geheim aan de hertog te verkopen, mislukten. Toen ging Leibniz naar Hamburg om Brand zelf te zien. Hier slaagde hij erin een contract te sluiten tussen hertog Johann Friedrich en Brand, volgens welke de eerste Brand 60 daalders moest betalen voor het onthullen van het geheim. Vanaf dat moment ging Leibniz regelmatig in correspondentie met Brand.
Rond dezelfde tijd kwam I. I. Becher (1635-1682) naar Hamburg met het doel Brand naar de hertog van Mecklenburg te lokken. Brand onderschepte Leibniz echter opnieuw en bracht hem naar Hannover bij hertog Johann Friedrich. Leibniz was er volledig van overtuigd dat Brand heel dicht bij de ontdekking van de "steen der wijzen" was, en adviseerde de hertog hem daarom niet te laten gaan voordat hij deze taak had volbracht. Brand bleef echter vijf weken in Hannover, bereidde verse voorraden fosfor buiten de stad voor, toonde volgens het contract het geheim van de productie en vertrok.
Tegelijkertijd bereidde Brand een aanzienlijke hoeveelheid fosfor voor de natuurkundige Christian Huygens, die de aard van licht bestudeerde, en de fosforvoorraad naar Parijs stuurde.
Brand was echter zeer ontevreden over de prijs die Leibniz en hertog Johann Friedrich hem hadden betaald voor het onthullen van het geheim van de fosforproductie. Hij stuurde Leibniz een boze brief waarin hij klaagde dat het ontvangen bedrag niet eens genoeg was om zijn gezin in Hamburg te onderhouden en reiskosten te betalen. Soortgelijke brieven werden verzonden door Leibniz en de vrouw van Brand, Margarita.
Brand en Kraft waren ontevreden, tegen wie hij in brieven haar belediging uitte en hem verwijt dat hij het geheim voor 1000 daalders aan Engeland had doorverkocht. Kraft stuurde deze brief naar Leibniz, die hertog Johann Friedrich adviseerde om Brand niet te ergeren, om hem royaler te betalen voor het onthullen van het geheim, uit angst dat de auteur van de ontdekking, in de vorm van een daad van wraak, het recept voor het maken van fosfor aan iemand anders zou vertellen. Leibniz stuurde Brand zelf een geruststellende brief.
Blijkbaar ontving Brand een beloning, want in 1679 keerde hij terug naar Hannover en werkte daar twee maanden. Hij ontving een wekelijks salaris van 10 daalders met extra tafel- en reiskosten. Leibniz 'correspondentie met Brand, te oordelen naar de brieven opgeslagen in de Hanover Library, duurde tot 1684.
Laten we nu terugkeren naar Kunkel. Volgens Leibniz leerde Kunkel het recept voor het maken van fosfor via Kraft en ging aan de slag. Maar zijn eerste experimenten waren niet succesvol. Hij stuurde Brand brief na brief, waarin hij klaagde dat hij een zeer onbegrijpelijk recept voor een ander had gekregen. In een brief uit 1676 uit Wittenberg, waar Kunkel toen woonde, vroeg hij Brand naar de details van het proces.
Uiteindelijk slaagde Kunkel in zijn experimenten en veranderde hij de methode van Brand enigszins. Hij voegde een beetje zand toe om urine te drogen voordat hij het distilleerde, ontving fosfor en … claimde de onafhankelijkheid van de ontdekking. In hetzelfde jaar, in juli, vertelde Kunkel over zijn successen aan zijn vriend, professor aan de Universiteit van Wittenberg, Kaspar Kirchmeier, die een werk over dit onderwerp publiceerde onder de titel "Permanente nachtlamp, soms sprankelend, waarnaar al lang is gezocht, nu gevonden." In dit artikel spreekt Kirchmeyer over fosfor als een al lang bekende lichtgevende steen, maar gebruikt hij zelf niet de term "fosfor", blijkbaar niet geënt tegen die tijd.
In Engeland werd, onafhankelijk van Brand, Kunkel en Kirchmeyer, in 1680 fosfor verkregen door R. Boyle (1627-1691). Boyle wist van fosfor uit dezelfde Kraft. Al in mei 1677 werd fosfor gedemonstreerd in de Royal Society of London. In de zomer van hetzelfde jaar kwam Kraft zelf met fosfor naar Engeland. Boyle, naar eigen zeggen, bezocht Kraft en zag zijn fosfor in vaste en vloeibare vorm. Uit dankbaarheid voor het warme welkom zei Kraft, die afscheid nam van Boyle, hem door dat de belangrijkste substantie van zijn fosfor iets was dat inherent was aan het menselijk lichaam. Deze hint was duidelijk genoeg om het werk van Boyle op gang te brengen. Na het vertrek van Kraft begon hij bloed, botten, haar, urine te testen en in 1680 werden zijn pogingen om het lichtgevende element te verkrijgen met succes bekroond.
Boyle begon zijn ontdekking te exploiteren in een bedrijf met een assistent - de Duitse Gaukwitz. Na de dood van Boyle in 1691 breidde Gaukwitz de productie van fosfor uit en verbeterde deze op commerciële schaal. Door fosfor te verkopen voor drie pond per ounce en het te leveren aan wetenschappelijke instellingen en individuele wetenschappers in Europa, verdiende Gaukwitz een enorm fortuin. Om commerciële banden aan te knopen, reisde hij naar Nederland, Frankrijk, Italië en Duitsland. In Londen zelf richtte Gaukwitz het beroemde farmaceutische bedrijf op dat tijdens zijn leven beroemd werd. Het is merkwaardig dat, ondanks al zijn experimenten met fosfor, soms erg gevaarlijk, Gaukwitz 80 jaar oud werd, nadat hij zijn drie zonen en al degenen die aan het werk met betrekking tot de vroege geschiedenis van fosfor hadden deelgenomen, had overleefd.
Sinds de ontvangst van fosfor door Kunkel en Boyle is het snel in waarde gedaald als gevolg van concurrentie van uitvinders. Uiteindelijk begonnen de erfgenamen van de uitvinders iedereen vertrouwd te maken met het geheim van de productie voor 10 daalders, waardoor de prijs voortdurend werd verlaagd. In 1743 vond A. S. Marggraf een nog betere methode voor de productie van fosfor uit urine en publiceerde die direct. vissen is niet langer winstgevend.
Op dit moment wordt fosfor nergens geproduceerd door de Brand - Kunkel - Boyle-methode, omdat het volkomen onrendabel is. Omwille van historisch belang zullen we niettemin een beschrijving van hun methode geven.
Rottende urine wordt verdampt tot een stroperige toestand. De resulterende dikke massa wordt gekneed met een drievoudige hoeveelheid wit zand, in een retort voorzien van een ontvanger geplaatst en gedurende 8 uur boven gelijkmatig vuur verwarmd totdat vluchtige stoffen zijn verwijderd, waarna de verwarming wordt verhoogd. De ontvanger vult zich met witte damp, die vervolgens verandert in een blauwachtige vaste en lichtgevende fosfor.
Fosfor dankt zijn naam aan zijn vermogen om in het donker te gloeien (van het Grieks - lichtgevend). Bij sommige Russische chemici was er de wens om het element een puur Russische naam te geven: "edelsteen", "helderder", maar deze namen schoten geen wortel.
Lavoisier was, als resultaat van een gedetailleerde studie van de verbranding van fosfor, de eerste die het als een chemisch element herkende.
De aanwezigheid van fosfor in de urine gaf chemici een reden om het in andere delen van het lichaam van het dier te zoeken. In 1715 werd fosfor in de hersenen gevonden. De aanzienlijke aanwezigheid van fosfor daarin diende als basis voor de bewering dat "zonder fosfor geen gedachte is". In 1769 vond Yu. G. Gan fosfor in botten, en twee jaar later bewees K. V. Scheele dat botten voornamelijk uit calciumfosfaat bestaan, en stelde hij een methode voor om fosfor te verkrijgen uit as die overblijft na het verbranden van botten. Ten slotte toonden M. G. Klaprot en J. L. Proust in 1788 aan dat calciumfosfaat een zeer wijdverbreid mineraal in de natuur is.
Allotrope modificatie van fosfor - rode fosfor - werd in 1847 ontdekt door A. Schrötter. In een werk getiteld "The New Allotropic State of Phosphorus", schrijft Schrötter dat zonlicht witte fosfor verandert in rood, en factoren zoals vochtigheid en atmosferische lucht hebben geen effect. De rode fosfor werd door Schrötter afgescheiden door behandeling met koolstofdisulfide. Hij bereidde ook rode fosfor door witte fosfor in een inert gas tot een temperatuur van ongeveer 250 ° C te verhitten. Tegelijkertijd werd gevonden dat een verdere temperatuurstijging weer leidt tot de vorming van een witte modificatie.
Interessant genoeg was Schrötter de eerste die het gebruik van rode fosfor in de lucifersindustrie voorspelde. Op de Wereldtentoonstelling in Parijs in 1855 werd rode fosfor, al gewonnen door de fabriek, gedemonstreerd.
De Russische wetenschapper A. A. Musin-Pushkin ontving in 1797 een nieuwe modificatie van fosfor - paarse fosfor. Deze ontdekking wordt ten onrechte toegeschreven aan I. V. Gittorf, die de Musin-Pushkin-methode bijna volledig herhaalde en pas in 1853 paarse fosfor verkreeg.
In 1934 veranderde professor P. W. Bridgman witte fosfor onder een druk van maximaal 1100 atm., Veranderde het in zwart en ontving zo een nieuwe allotrope modificatie van het element. Samen met de kleur zijn de fysische en chemische eigenschappen van fosfor veranderd: witte fosfor bijvoorbeeld ontbrandt spontaan in de lucht, en zwart, zoals rood, bezit deze eigenschap niet.
