History of the discovery of the allotropic modifications of phosphor History of the discovery of allotropic modifications of phosphor V.A. Krasitsky. Hvordan fosfor blev opdaget

Det er muligt, at fosfor i sin elementære form blev opnået allerede i det 12. århundrede. Den arabiske alkymist Alchid Behil, når han destillerer urin med ler og kalk, er dette bevis på et gammelt alkymistisk manuskript, der er gemt i Paris Bibliotek. Fundet af fosfor tilskrives dog normalt den konkursramte Hamborg-købmand Hennig Brand. Entreprenøren praktiserede alkymi for at opnå de vises sten og ungdommens eliksir, ved hjælp af hvilken han nemt kunne forbedre sin økonomiske situation.

Men faktisk, siden oldtiden, blev stoffer, der var i stand til at gløde i mørke, kaldt fosfor med let hånd de gamle grækere, da dette ord for dem betød "lysbringer". Forresten kaldte de planeten Venus Phosphorus eller Lucifer, men kun om morgenen; om aftenen havde den et andet navn.

I historien om offentliggørelsen af ​​hemmeligheden om at opnå fosfor blev det 17. århundrede en vigtig milepæl. For eksempel besluttede skomager V. Kagaorolo, der var engageret i alkymi, at et mineral kaldet "baryt" kunne omdannes til guld (eller til en vise sten, hvilket ville hjælpe med at løse det samme problem, og samtidig løse problemer med sundhed og evig ungdom). Ved at kalcinere baryt med kul og olie fik han det såkaldte "bolognese-phosphor", som lyser i mørke i nogen tid.

I Sachsen begyndte Baldwin, en lavtstående retsembedsmand (som vores volost-mester) af en eller anden grund at eksperimentere med kridt og salpetersyre (det er dog klart hvorfor: han var alkymist). Efter at have kalcineret produktet af vekselvirkningen mellem ingredienserne opdagede han en glød i retorten - det var vandfrit calciumnitrat, som blev kaldt "Baldwins phosphor".

Men optagelsen af ​​den lyseste side i denne historie blev startet af Honnig Brand, som er værd at tale mere detaljeret om, fordi selv den store Lavoisier skrev om ham kort information efter at have mødtes i 1678. I sin ungdom var han soldat, selv udråbte han sig selv til læge, ikke belastet med lægeuddannelse. Ægteskab med en velhavende kvinde tillod ham at begynde at leve stort og engagere sig i handel. Alkymi tiltrak H. Brand med hemmeligheden om at opnå guld.

Åh, hvor var han passioneret omkring ideen, hvilken indsats han gjorde for at implementere den! I den tro, at menneskets affaldsprodukter, "naturens konge", kan indeholde såkaldt primær energi, begyndte den utrættelige eksperimentator at destillere menneskelig urin, kan man sige, i industriel skala: i soldaterkasernen samlede han i alt et ton af det! Og han inddampede det til en sirupsagtig tilstand (ikke på én gang, selvfølgelig!), og efter destillation destillerede han igen den resulterende "urinolie" og kalcinerede den i lang tid. Som et resultat dukkede hvidt støv op i retorten, som lagde sig til bunds og glødede, hvorfor Brand kaldte det "kold ild" (kaltes Feuer). Brands samtidige kaldte dette stof for fosfor på grund af dets evne til at gløde i mørke (oldgræsk: jwsjoroV).

I 1682 offentliggjorde Brand resultaterne af sin forskning, og anses nu med rette for opdageren af ​​grundstof nr. 15. Fosfor var det første grundstof, hvis opdagelse blev dokumenteret, og dets opdager er kendt.

Interessen for det nye stof var enorm, og Brand benyttede sig af det - han demonstrerede kun fosfor for penge eller byttede små mængder af det til guld. Trods talrige anstrengelser var købmanden fra Hamburg ikke i stand til at realisere sin elskede drøm - at få guld fra bly ved hjælp af "kold ild", og derfor solgte han snart opskriften på at få et nyt stof til en vis Kraft fra Dresden for to hundrede thaler. Den nye ejer formåede at samle en meget større formue fra fosfor - med "kold ild" rejste han rundt i Europa og demonstrerede det for videnskabsmænd, højtstående mennesker og endda kongelige, for eksempel Robert Boyle, Gottfried Leibniz, Charles II. Selvom metoden til fremstilling af fosfor blev holdt i den strengeste fortrolighed, lykkedes det i 1682 Robert Boyle at opnå det, men han rapporterede også kun sin metode på et lukket møde i Royal Society of London. Boyles metode blev offentliggjort efter hans død i 1692.

I foråret 1676 organiserede Kraft en session med eksperimenter med fosfor ved kurfyrst Frederik Vilhelm af Brandenburgs hof. Klokken 21.00 den 24. april var alle stearinlys i rummet slukket, og Kraft viste de tilstedeværende eksperimenter med den "evige flamme", uden dog at afsløre metoden, hvormed dette magiske stof blev fremstillet.

I foråret det følgende år ankom Kraft til hertug Johann Friedrichs hof i Hannover3, hvor den tyske filosof og matematiker G. W. Leibniz (1646-1716) på det tidspunkt tjente som bibliotekar. Også her iscenesatte Kraft en session med eksperimenter med fosfor, der især viste to flasker, der glødede som ildfluer. Leibniz var ligesom Kunkel ekstremt interesseret i det nye stof. Ved den første session spurgte han Kraft, om et stort stykke af dette stof ville være i stand til at oplyse et helt rum. Kraft var enig i, at dette var meget muligt, men det ville være upraktisk, fordi processen med at fremstille stoffet er meget kompleks.

Leibniz' forsøg på at overtale Kraft til at sælge hemmeligheden til hertugen mislykkedes. Så tog Leibniz til Hamborg for at se Brand selv. Her lykkedes det ham at indgå en kontrakt mellem hertug Johann Friedrich og Brand, ifølge hvilken førstnævnte var forpligtet til at betale Brand 60 thaler for at afsløre hemmeligheden. Fra dette tidspunkt indgik Leibniz regelmæssig korrespondance med Brand.

Omtrent på samme tid ankom I.I. Becher (1635-1682) til Hamborg med det formål at lokke Brand til hertugen af ​​Mecklenburg. Branda blev dog igen opsnappet af Leibniz og ført til Hannover til hertug Johann Friedrich. Leibniz var fuldstændig overbevist om, at Brand var meget tæt på at opdage "de vises sten", og rådede derfor hertugen til ikke at lade ham gå, før han havde fuldført denne opgave. Brand blev dog i Hannover i fem uger, tilberedte friske forsyninger af fosfor uden for byen, viste ifølge aftalen hemmeligheden bag produktionen og gik.

Så forberedte Brand sig betydeligt beløb fosfor til fysikeren Christiaan Huygens, der studerede lysets natur og sendte en forsyning af fosfor til Paris.

Brand var dog meget utilfreds med den pris, som Leibniz og hertug Johann Friedrich gav ham for at afsløre hemmeligheden bag fosforproduktion. Han sendte Leibniz et vredt brev, hvori han klagede over, at det modtagne beløb ikke engang var nok til at forsørge hans familie i Hamborg og betale rejseudgifter. Lignende breve blev sendt til Leibniz og Brands kone, Margarita.

Brand var også utilfreds med Kraft, som han udtrykte harme over for i breve og bebrejdede ham, at han videresolgte hemmeligheden for 1000 thalere til England. Kraft videresendte dette brev til Leibniz, som rådede hertug Johann Friedrich til ikke at irritere Brand, men til at betale ham mere generøst for at afsløre hemmeligheden, idet han frygtede, at forfatteren til opdagelsen som en hævnakt ville fortælle opskriften på fremstillingen af ​​fosfor til en anden. Leibniz sendte et beroligende brev til Brand selv.

Tilsyneladende fik Brand en belønning, pga. i 1679 kom han atter til Hannover og arbejdede der i 2 måneder og fik en ugentlig løn på 10 thaler med tillæg for kost- og rejseudgifter. Leibniz' korrespondance med Brand, at dømme efter breve opbevaret i Hannover Bibliotek, fortsatte indtil 1684.

Lad os nu vende tilbage til Kunkel. Hvis du tror på Leibniz, så lærte Kunkel gennem Kraft en opskrift på fremstilling af fosfor og gik i gang. Men hans første eksperimenter var mislykkede. Han sendte Brand brev efter brev, hvori han klagede over, at han havde fået tilsendt en opskrift, som var meget uforståelig for en anden. I et brev skrevet i 1676 fra Wittenberg, hvor Kunkel boede på det tidspunkt, spurgte han Brand om detaljerne i processen.

Til sidst opnåede Kunkel succes i sine eksperimenter, idet han ændrede en smule på Brands metode. Ved at tilføje lidt sand til tør urin før destillering, opnåede han fosfor og... gjorde krav på uafhængig opdagelse. Samme år, i juli, fortalte Kunkel sin ven, professor ved universitetet i Wittenberg Caspar Kirchmeyer, om sine succeser, som udgav et værk om dette nummer med titlen "En permanent natlampe, nogle gange funklende, som man har søgt længe efter. , nu fundet." I denne artikel taler Kirchmeyer om fosfor som en længe kendt lysende sten, men bruger ikke selve udtrykket "fosfor", som åbenbart endnu ikke var blevet vedtaget på det tidspunkt.

I England, uafhængigt af Brand, Kunkel og Kirchmeyer, opnåedes fosfor i 1680 af R. Boyle (1627-1691). Boyle kendte til fosfor fra den samme Kraft. Allerede i maj 1677 blev fosfor demonstreret ved Royal Society of London. I sommeren samme år kom Kraft selv til England med fosfor. Boyle, ifølge hans egen historie, besøgte Craft og så fosfor i sin besiddelse i fast og flydende form. Som tak for den varme velkomst antydede Kraft, da han tog afsked med Boyle, ham, at hovedstoffet i hans fosfor var noget, der var iboende i menneskekroppen. Tilsyneladende var dette tip nok til at sætte gang i Boyles arbejde. Efter Kraft rejste, begyndte han at teste blod, knogler, hår, urin, og i 1680 blev hans bestræbelser på at opnå det lysende element kronet med succes.

Boyle begyndte at udnytte sin opdagelse i selskab med en assistent, den tyske Gaukwitz. Efter Boyles død i 1691 udviklede Gaukwitz fosforproduktion og forbedrede den i kommerciel skala. Ved at sælge fosfor til tre pund sterling per ounce og levere det til videnskabelige institutioner og individuelle videnskabsmænd i Europa, tjente Gaukwitz en enorm formue. For at etablere kommercielle forbindelser rejste han gennem Holland, Frankrig, Italien og Tyskland. I selve London grundlagde Gaukwitz et medicinalfirma, der blev berømt i hans levetid. Det er mærkeligt, at på trods af alle hans eksperimenter med fosfor, nogle gange meget farlige, blev Gaukwitz 80 år gammel og overlevede sine tre sønner og alle de mennesker, der deltog i arbejde relateret til fosfors tidlige historie.

Siden opdagelsen af ​​fosfor af Kunkel og Boyle, begyndte det hurtigt at falde i pris som følge af konkurrence mellem opfindere. Til sidst begyndte opfindernes arvinger at introducere hemmeligheden bag sin produktion for alle for 10 thalers, hele tiden sænke prisen. I 1743 fandt A.S. Marggraff mere Den bedste måde produktion af fosfor fra urin og straks offentliggjort det, fordi. fiskeri er ophørt med at være rentabelt.

I øjeblikket produceres fosfor ikke nogen steder efter Brand-Kunkel-Boyle-metoden, da det er fuldstændig urentabelt. Af hensyn til historisk interesse vil vi alligevel give en beskrivelse af deres metode.

Den rådnende urin fordampes til en sirupsagtig tilstand. Bland den resulterende tykke masse med tre gange mængden hvidt sand lægges i en retort udstyret med modtager og opvarmes i 8 timer ved jævn varme, indtil flygtige stoffer er fjernet, hvorefter opvarmningen øges. Modtageren er fyldt med hvide dampe, som derefter bliver til blåligt fast og lysende fosfor.

Fosfor har fået sit navn på grund af dets egenskab ved at gløde i mørket (fra græsk - lysende). Blandt nogle russiske kemikere var der et ønske om at give grundstoffet en renhed russisk navn: "perle", "lettere", men disse navne fangede ikke.

Lavoisier, som et resultat af en detaljeret undersøgelse af forbrændingen af ​​fosfor, var den første til at anerkende det som et kemisk grundstof.

Tilstedeværelsen af ​​fosfor i urin gav kemikere en grund til at lede efter det i andre dele af dyrets krop. I 1715 blev der fundet fosfor i hjernen. Den betydelige tilstedeværelse af fosfor i det tjente som grundlag for udsagnet om, at "uden fosfor er der ingen tanke." I 1769 fandt Yu.G. Gan fosfor i knogler, og to år senere beviste K.V. Scheele, at knogler hovedsageligt består af calciumphosphat, og foreslog en metode til at opnå fosfor fra den aske, der var tilbage efter at have brændt knogler. Endelig, i 1788, viste M. G. Klaproth og J. L. Proust, at calciumphosphat er et ekstremt udbredt mineral i naturen.

En allotrop modifikation af fosfor - rødt fosfor - blev opdaget i 1847 af A. Schrötter. I et papir med titlen "A New Allotropic State of Phosphorus" skriver Schrötter det sollysændrer hvidt fosfor til rødt, og faktorer som fugt, atmosfærisk luft, har ingen effekt. Schrötter separerede rødt fosfor ved at behandle det med kulstofdisulfid. Han fremstillede også rødt fosfor ved at opvarme hvidt fosfor til en temperatur på omkring 250 ° C i en inert gas. Samtidig blev det konstateret, at en yderligere temperaturstigning igen fører til dannelsen af ​​en hvid modifikation.

Det er meget interessant, at Schrötter var den første til at forudsige brugen af ​​rødt fosfor i tændstikindustrien. På verdensudstillingen i Paris i 1855 blev rødt fosfor, der allerede var produceret på en fabrik, demonstreret.

Den russiske videnskabsmand A.A. Musin-Pushkin modtog i 1797 en ny modifikation af fosfor - violet fosfor. Denne opdagelse tilskrives fejlagtigt I.V. Hittorf, som, efter at have gentaget næsten fuldstændigt Musin-Pushkin-metoden, først opnåede violet fosfor i 1853.

I 1934 gjorde professor P. W. Bridgeman, der udsatte hvidt fosfor for tryk på op til 1100 atm, det til sort og opnåede dermed en ny allotrop modifikation af grundstoffet. Sammen med farven, det fysiske og Kemiske egenskaber fosfor: hvidt fosfor antændes for eksempel spontant i luften, men sort har ligesom rødt ikke denne egenskab.

Læs mere om fosfors egenskaber, dets anvendelse mv. du kan læse f.eks.

I mørkt rum eller på gaden om natten, prøv dette simple eksperiment. Ikke for hårdt, så tændstikken ikke lyser, slå den på tændstikæsken. Du vil bemærke, at en glødende sti fra kampen vil være synlig på rivejernet i et stykke tid. Dette lyser hvidt fosfor. Men alle der husker kemitimerne Gymnasium, kan sige: "Undskyld mig, rød, ikke hvid, fosfor bruges til fremstilling af tændstikker." Højre! Der er intet hvidt fosfor i tændstikæske-rivejernet; der er rødt fosfor, som, som følge af reaktionen mellem det røde fosfor, der er placeret på overfladen af ​​tændstikæsken og berthollet-saltet i tændstikhovedet, opvarmes i øjeblikket friktion og bliver hvid i en lille mængde.

Fosfor kan eksistere i flere former, eller, som de siger, i flere modifikationer.

Hvidt fosfor- et fast krystallinsk stof, og i sin kemisk rene form er hvide fosforkrystaller fuldstændig farveløse, gennemsigtige og bryder lys meget godt. I lyset bliver de hurtigt gule og mister deres gennemsigtighed. Under normale forhold ligner fosfor derfor meget voks i udseende, men er tungere (densiteten af ​​hvidt fosfor er 1,84). Fosfor er skørt i kulden, men ved stuetemperatur er det forholdsvis blødt og skæres nemt med en kniv. Ved 44°C smelter hvidt fosfor, og ved 280,5°C koger det. Hvidt fosfor, oxideret af ilt i luften, lyser i mørke og antændes let ved let opvarmning, for eksempel fra friktion.

Antændelsestemperaturen for helt tørt og rent fosfor er tæt på menneskekroppens temperatur. Derfor opbevares det kun under vand. Først Verdenskrig hvidt fosfor blev brugt som brandmateriale i artillerigranater, luftbomber, granater og kugler.

Rødt fosfor, i modsætning til hvidt eller gult, som det nogle gange kaldes, er ikke giftigt, oxiderer ikke i luften, lyser ikke i mørke, opløses ikke i kulstofdisulfid og antændes kun ved 260 ° C. Rødt fosfor udvindes af hvidt fosfor ved langvarig opvarmning uden luftadgang ved 250-300°C.

Historien om opdagelsen af ​​fosfor

Joseph Wrights maleri "The Alchemist Discovering Phosphorus" beskriver angiveligt Hennig Brands opdagelse af fosfor

I jagten på ungdommens eliksir og forsøg på at skaffe guld, forsøgte 1600-tallets alkymist Genning Brand fra Hamborg at lave en "visgesten" af urin. Til dette formål fordampede han et stort antal af den og den sirupsagtige rest opnået efter inddampning blev udsat for kraftig kalcinering i en blanding med sand og trækul uden luftadgang.

Som et resultat fik Brand et stof med ekstraordinære egenskaber: det glødede i mørket; smidt i kogende vand, frigav den dampe, der antændte i luften, og frigav tyk hvid røg, der opløstes i vandet og dannede syre.

Der var en enorm interesse for det nye stof, og Brand håbede på at få et stort overskud på sin opdagelse: Det var ikke for ingenting, at han var en tidligere Hamburg-købmand. Ved at holde fremstillingsmetoden i den strengeste fortrolighed viste Brand det nye stof for penge og solgte det til dem, der kun ville have det i små portioner for rent guld. Efter nogen tid solgte Brand også hemmeligheden om at lave fosfor til Dresden-kemikeren Kraft, der ligesom Brand begyndte at rejse rundt i indflydelsesrige menneskers paladser og vise fosfor for penge og tjene en stor formue.

Mirakler med glød og antændelse af fosfor

Efter opdagelsen af ​​fosfor blev dets evne til at gløde i mørke igen brugt, men til andre formål. Denne gang begyndte repræsentanter for religiøse kulter at handle med fosfor. Opskrifter til brug af fosfor var meget forskellige. For eksempel blev en lille mængde hvidt fosfor tilsat til smeltet, men allerede fortykket voks eller paraffin. Den resulterende blanding blev brugt til at forme blyanter, som blev brugt til at skrive på væggene i kirker og ikoner. Om natten var "mystiske inskriptioner" synlige. Fosfor, langsomt oxiderende, glødede, og paraffin, beskyttede det mod hurtig oxidation, øgede varigheden af ​​fænomenet.

Hvidt phosphor blev opløst i benzen eller carbondisulfid. Den resulterende opløsning blev brugt til at fugte vægerne af stearinlys eller lamper. Efter at opløsningsmidlet var fordampet, antændtes det hvide fosfor, og vægen antændtes fra det. Sådan blev et "mirakel" kaldet "selvantændelse af stearinlys" fremstillet.

Will-o'-the-wisps i sumpe og kirkegårde

En af interessante forbindelser Fosfor er en gasformig phosphin, hvis ejendommelighed er, at den er meget brandfarlig i luft. Denne egenskab ved phosphin forklarer udseendet af sump, vil-o-the-wisp eller gravlys. Der er virkelig ild i sumpe og friske grave. Dette er ikke fantasi eller fiktion. På varme, mørke nætter observeres nogle gange blegblålige, svagt flimrende lys på friske grave. Det er fosphinen, der "brænder". Fosfin dannes under henfaldet af døde plante- og dyreorganismer.

I modsætning til langt de fleste grundstoffer består den kun af én isotop 31 P.B nukleare reaktioner Der blev syntetiseret flere kortlivede radioaktive isotoper af grundstof nr. 15. En af dem, phosphor-30, viste sig at være den første isotop, der blev opnået kunstigt. Dette blev opnået i 1934 af Frederic og Irene Joliot-Curie ved at bestråle aluminium med alfapartikler. Fosfor-30 har en halveringstid på 2,55 minutter og udsender positroner ("positive elektroner"), når det henfalder. Seks radioaktive isotoper af fosfor er nu kendt. Den længstlevende af disse, 33 P, har en halveringstid på 25 dage. Fosforisotoper bruges hovedsageligt i biologisk forskning.

BEGYNDELSEN AF SUPERFOSFATINDUSTRIEN. Først i verden industriel produktion superfosfat blev organiseret i 1842 i England. I Rusland dukkede lignende virksomheder op i 1868 og 1871. Før revolutionen blev der kun bygget seks superfosfatanlæg i vores land, deres samlede produktivitet oversteg ikke 50 tusinde tons om året. Under Første Verdenskrig, udenlandsk intervention og borgerkrig fire af de seks anlæg fejlede, og i 1918 blev der kun produceret 2,8 tusinde tons superfosfat i vores land. Og kun 20 år senere, i 1938, til produktion af fosfatgødning Sovjetunionen førstepladsen i Europa og nummer to i verden. Nu er vores lands andel i verdensproduktionen af ​​fosfatsten og fosfatgødning cirka en fjerdedel.

D. N. PRYANISHNIKOV VIDNESBYRD. “...Uanset hvor korrekt gødning opbevares og bruges, kan den ikke tilbageføre til jorden, hvad den selv ikke indeholder, altså en stor del af fosfor fra gården fremmedgjort i solgt korn, dyreben, mælk o.s.v.; Således mister jorden gradvist men støt sit fosfor (eller i det mindste dens fordøjelige del), og ud over en vis grænse falder fosfor i positionen for den "minimumsfaktor", der mangler mest at opnå god høst, som det ganske rigtigt blev bemærket af Liebig.” (Fra artiklen "Om fosfaternes betydning for vort landbrug og om udvidelse af muligheden for direkte anvendelse af fosforitter", 1924).

APATITER AF POLAROMRÅDET. I 1926 opdagede A.E. Fersman og hans samarbejdspartnere enorme reserver af apatit på Kolahalvøen. Mange år senere skrev akademiker A.E. Fersman om denne aflejring: "... grøn glitrende apatit med grå nefelin danner en sammenhængende væg på 100 m. Dette vidunderlige bælte af Khibiny-tundraer strækker sig 25 km og bøjer sig omkring dem i en ring. Forskning har vist, at apatitmalm går dybt selv under havets overflade, og omkring to milliarder tons af disse mest værdifulde mineraler er blevet akkumuleret her i Khibiny-bjergene, uden lige nogen steder i verden" ("Entertaining Mineralogy", 1937 På grundlag af denne forekomst, en minedrift og kemisk anlæg "Apatit" opkaldt efter. S. M. Kirov. Kort før krigen blev endnu en meget stor forekomst af fosforråstoffer opdaget - Kapa-Tay-fosforitter i Kasakhstan. Fosforitter findes også i andre regioner i vores land, især i Moskva-regionen. Men det bedste råmateriale til produktion af fosfatgødning kommer stadig fra apatit "bælte af Khibiny-tundraerne."

HVORDAN SER APATIT UD. Lad os igen vende tilbage til "Underholdende mineralogi". "Apatit er calciumphosphat, men udseende det er så forskelligartet og mærkeligt, at det ikke var for ingenting, at gamle mineraloger kaldte det apatit, hvilket betyder "bedrager" på græsk: nogle gange er disse gennemsigtige krystaller, der minder om beryl eller endda kvarts, nogle gange er de tætte masser, der ikke kan skelnes fra simpel kalksten , nogle gange er de radialt strålende kugler, så er klippen granulær og skinnende som grovkornet marmor."

HVEM ER FØRST? Den franske historiker F. Gefer hævder, at den almindeligt anerkendte opfattelse, at fosfor først blev opnået af alkymisten G. Brand i 1669, er forkert. Ifølge ham var de i stand til at skaffe fosfor tilbage i 1100-tallet. Arabiske alkymister, og deres teknologi til at opnå fosfor var den samme som Brands: fordampning af urin og opvarmning af den tørre rest med kul og sand. Hvis ja, så har menneskeheden været bekendt med grundstof nr. 15 i næsten 800 år.

RØD OG LILLA. De mest berømte modifikationer af fosfor er hvide og røde, som begge bruges i industrien. Andre varianter af grundstof nr. 15 - violet, brunt, sort fosfor - kan kun findes i laboratorier. Men violet fosfor blev kendt af folk meget tidligere end rødt fosfor. Den russiske videnskabsmand A. A. Musin-Pushkin fik det første gang tilbage i 1797. I nogle bøger kan du finde udsagnet om, at rødt og violet fosfor er en og samme. Men disse sorter adskiller sig ikke kun i farve. Violette fosforkrystaller er større. Rødt fosfor opnås ved at opvarme hvidt fosfor i et lukket volumen allerede ved 250°C, og violet - kun ved 500°C.

"DEN GLØENDE MUNK." Fra akademiker S.I. Volfkovichs erindringer: "Fosfor blev opnået i elektrisk ovn, installeret på Moskva Universitet på Mokhovaya Street. Da disse eksperimenter blev udført for første gang i vores land på det tidspunkt, tog jeg ikke de forholdsregler, der er nødvendige, når man arbejder med gasformigt fosfor - et giftigt, selvantændende og glødende blåligt element. Under mange timers arbejde ved den elektriske ovn, mættede en del af den frigivne fosforgas mit tøj og endda mine sko, at når jeg gik fra universitetet om natten langs de mørke, dengang ubelyste gader i Moskva, udsendte mit tøj et blåligt skær, og fra under mine sko (når jeg gnider dem) på fortovet) blev der slået gnister.

Hver gang samledes der sig en flok bag mig, blandt hvilke der på trods af mine forklaringer var mange mennesker, der så en "nyopstået" repræsentant i mig anden verden. Snart, blandt indbyggerne i Mokhovaya-distriktet og i hele Moskva, begyndte fantastiske historier om den "lysende munk" at blive videregivet fra mund til mund ...

MIRAKLER UDEN MIRAKLER. Kirken har gentagne gange brugt hvidt fosfor til at narre troende. Der kendes mindst to typer "mirakler", hvor dette stof er involveret. Miracle one: et stearinlys, der tænder af sig selv. Dette gøres sådan: En opløsning af fosfor i kulstofdisulfid påføres vægen, opløsningsmidlet fordamper ret hurtigt, og de fosforkorn, der er tilbage på vægen, oxideres af atmosfærisk ilt og antændes spontant. Det andet mirakel: "guddommelige" inskriptioner blinker på væggene. Samme løsning, samme reaktioner. Hvis opløsningen er tilstrækkeligt mættet, lyser inskriptionerne først, blinker derefter og forsvinder.

ORGANOFOSPHOR OG LIV. Der er skrevet mange bind om organophosphorforbindelsers rolle i kroppens vigtigste biokemiske reaktioner. I enhver biokemi lærebog er disse stoffer ikke kun nævnt mange gange, men også beskrevet i detaljer. Uden organophosphorforbindelser kunne processen med kulhydratmetabolisme i hjernevæv ikke finde sted. Det fosforholdige enzym phosphorylase fremmer ikke kun nedbrydningen, men også syntesen af ​​polysaccharider i hjernen. I processen med kulhydratoxidation i hjernevæv spiller diphosphopyridin-nukleotid og uorganisk fosfat en vigtig rolle. En anden vigtig proces - muskelsammentrækning understøttes af energi frigivet under reaktioner, der involverer adenosinfosfater. Når en muskel trækker sig sammen, nedbrydes adenosintrifosfat (ATP) molekylet til adenosindifosfat og uorganisk fosforsyre. Dette frigiver en masse energi (8-11 kcal/mol). OM vital rolle Disse stoffer fremgår også af, at et konstant niveau af ATP altid opretholdes i muskelvæv.

I midten af ​​1677 nåede rygterne om en bemærkelsesværdig opdagelse gjort i Tyskland briterne: "En vis Daniel Kraft fra Hamborg fik et stof, der spontant antændes og lyser jævnt i mørket." Robert Boyle (1627-1691) var en af ​​de første i England, der lærte om dette. Hans bog "The Skeptical Chemist" viste tydeligt, at Boyle stærkt foretrækker deres strenge kvantitative beskrivelse frem for en kvalitativ beskrivelse af processer. I 1662 udgav Boyle i en afhandling med titlen "Til forsvar af doktrinen om luftens elasticitet og vægt", en lov om tryk på gasvolumen, som nu er kendt for alle skolebørn. Men trods alt dette var Boyle uigenkaldeligt fascineret af alkymi. Han var en af ​​mange, der var fascineret af drømmen om "de vises sten" - et mystisk stof, der angiveligt er i stand til at forvandle uædle metaller til guld. Derudover var Boyle og andre forskere alvorligt fascineret af ideen om "phosphorates" - objekter, der lyser i mørket. Disse er "will-o'-the-wisps" ( ignis fatuus), som forræderisk lokker rejsende ind i sumpe, og mange levende væsner - ildfluer, lysende plankton og lysemitterende saprofytiske bakterier, der lever af rådnende plante- og dyrevæv.

I efteråret 1677 engelsk konge Charles II, selv en amatøralkymist, inviterede Craft til London for at demonstrere fantastiske egenskaber nyt fosfor. Om aftenen den 15. september ankom Craft og hans alkymistiske redskaber til Ranelagh House på Pall Mall i London, hvor Robert Boyle havde samlet medlemmer af Royal Society. Boyles egen historie om, hvad de så, er blevet bevaret: "... Vinduerne var lukket med træskodder, og stearinlysene var tidligere blevet taget til næste værelse; forbliver i mørket, var vi i stand til at nyde følgende fænomen. Først tog Kraft fra sin taske en glaskugle fyldt med en suspension af noget fast i vand - stoffet var ikke mere end to-tre teskefulde - og det oplyste dog hele kuglen, så det lignede en kanonkugle, som , efter at have glødet rødglødende, taget ud af ovnen. Da Craft rystede sin bold, steg gløden endnu mere, og enkelte glimt kunne ses. Da de rystede det andet kar og nektaren i det, opstod der røg, som næsten fyldte karret fuldstændigt, og noget som et lyn, meget sjældent, var tydeligt synligt, hvilket glædeligt overraskede mig. Men så bragte Kraft en solid klump fosfor frem, som, som han erklærede, havde glødet i to år uden pause! Kraft tog det allermindste af det faste stof og brækkede det i så små stykker, at jeg talte tyve eller tredive af dem, spredte dem så i uorden over gulvtæppet, og der, til vores beundring, funklede de meget klart og glimtede desuden. som stjerner, men heldigvis skadede det ikke det dyre tyrkiske tæppe. Så gned Kraft overfladen af ​​fosforet med sin finger, tegnede lysende bogstaver på et stykke papir, så de flimrede ildevarslende i mørket, og smurte derefter fosforet i ansigtet. En lugt steg fra papiret, der mindede mig om svovl og agurker på samme tid...”

Få dage senere demonstrerede Kraft antændelse af fosfor. Han pakkede et lille stykke af det, taget fra en flaske vand, ind i papir, som hurtigt brød i brand. Endnu et stykke fosfor satte straks ild til en bunke krudt. Boyle var dybt imponeret over dette, og han ønskede straks at udføre sine egne eksperimenter med det mystiske stof. Da Kraft blev bedt om at efterlade en prøve af fosfor, nægtede han, og da han blev spurgt om dens oprindelse, sagde han kun, at den var lavet "af et eller andet derivat af den menneskelige krop."

Boyle besluttede, at fosfor højst sandsynligt blev opnået fra urin: den gule væske affyrede altid alkymisters fantasi, som antog, at den indeholdt det primære stof af guld. Han beordrede sin assistent Daniel Bilger til at indsamle utrolige mængder urin og fordampe vandet fra den. Desværre var der ikke noget lysende stof i den faste rest. Derefter blev det besluttet at udføre eksperimenter med et andet "derivat af den menneskelige krop" - indholdet af cesspools. Men i dette tilfælde blev det ønskede resultat ikke opnået. Boyle arbejdede i to år på at opklare hemmeligheden bag at få fosfor fra urin, og til sidst lykkedes det ham at få et lysende stof. I et af de mange eksperimenter opvarmede en anden assistent, tyskeren Ambrose Godfrey Hankwitz (1660-1741), en blanding af fast urinrester og sand, hvilket fik retorten til at briste. Boyle, der kom for at se på fragmenterne, opdagede deres glød.

Mere end tre hundrede år adskiller os fra det øjeblik, hvor Hamborg-alkymisten Genning Brand opdagede et nyt grundstof - . Som andre alkymister forsøgte Brand at finde livseliksiren eller de vises sten, ved hjælp af hvilken gamle mennesker bliver yngre, de syge kommer sig, og de uværdige bliver til... Det var ikke hensynet til menneskers velfærd, men egeninteressen, der styrede Brand. Dette bevises af fakta fra historien om den eneste virkelige opdagelse, som denne alkymist har gjort.

Under et af forsøgene fordampede han urinen, blandede resten med kul og sand og fortsatte fordampningen. Snart blev der dannet et stof i replikken, der lyste i mørket. Sandt nok, kaldes Feuer ( kold Ild), eller "min ild", som Brand kaldte det, forvandlede sig ikke til eller ændrede gamle menneskers udseende, men det faktum, at det resulterende stof glødede uden opvarmning, var usædvanligt og nyt.

Brand var hurtig til at udnytte denne nye ejendom. Han begyndte at vise forskellige privilegerede personer og modtog gaver og penge fra dem. Det var ikke let at holde på hemmeligheden bag at skaffe fosfor, og Brand solgte det hurtigt til Dresden-kemikeren I. Kraft. Antallet af fosfordemonstratorer steg, da opskriften på dens produktion blev kendt af I. Kunkel og K. Kirchmeyer. I 1680, uanset dets forgængere, blev et nyt element opnået af den berømte engelske fysiker og kemiker Robert Boyle. Men Boyle døde snart, og hans elev A. Gankwitz forrådte den rene videnskab og genoplivede igen "fosforspekulation". Først i 1743 fandt A. Markgraf en mere avanceret metode til fremstilling af fosfor og offentliggjorde sine data til offentlig orientering. Denne begivenhed satte en stopper for Brands forretning og tjente som begyndelsen på en seriøs undersøgelse af fosfor og dets forbindelser.

På det første halvtredsårige trin af fosfors historie, udover Boyles opdagelse, var kun én begivenhed præget af videnskabens historie: i 1715 etablerede Gensing tilstedeværelsen af ​​fosfor i hjernevæv. Efter eksperimenterne med Markgrave blev grundstoffets historie, som mange år senere fik nummer 15, historien om mange store opdagelser.

Kronologi af disse opdagelser

I 1769 beviste Yu. Gan, at knogler indeholder meget fosfor. det samme blev bekræftet to år senere af den berømte svenske kemiker K. Scheele, som foreslog en metode til at opnå fosfor fra den aske, der dannes under ristning af knogler.

Et par år senere beviste J. L. Proust og M. Klaproth, der studerede forskellige naturlige forbindelser, at det er udbredt i jordskorpen, hovedsageligt i form af calciumphosphat.

Han opnåede stor succes med at studere fosfors egenskaber i begyndelsen af ​​70'erne af det 18. århundrede. den store franske kemiker Antoine Laurent. Ved at brænde fosfor med andre stoffer i et lukket luftvolumen beviste han, at fosfor er et selvstændigt grundstof, og luft har kompleks sammensætning og er sammensat af mindst to komponenter - ilt og nitrogen. "På denne måde satte han for første gang al kemi på benene, som i sin flogistiske form stod på hovedet." Sådan skrev F. Engels om værket i forordet til andet bind af Ka-pitala.”

I 1709 beviste Dondonald, at fosforforbindelser er nødvendige for normal udvikling planter.

I 1839 var en anden englænder, Laws, den første til at opnå superphosphat - en fosforgødning, der er let fordøjelig planter.

I 1847 lærte den tyske kemiker Schrötter, opvarmning uden luftadgang ny sort(allotrop modifikation) af grundstof nr. 15 - og allerede i det 20. århundrede, i 1934, studerede den amerikanske fysiker P. Bradjen indflydelsen høje tryk på forskellige, isoleret svarende til sort fosfor. Dette er de vigtigste milepæle i historien om element nr. 15. Lad os nu spore, hvad der fulgte efter hver af disse opdagelser.

"I 1715 etablerede Gensing tilstedeværelsen af ​​fosfor i hjernevæv... I 1769 beviste Hahn, at knogler indeholder meget fosfor"

Fosfor er en analog af nitrogen

Selvom de fysiske og kemiske egenskaber af disse elementer varierer meget, har de det. og det generelle er især, at begge disse elementer er absolut nødvendige for dyr og planter. Akademiker A.E. Fersman kaldte fosfor "et element af liv og tanke", men denne definition kan næppe klassificeres som litterær overdrivelse. Fosfor findes bogstaveligt talt i alle organer af grønne planter: stængler, rødder, blade, men mest af alt i frugter og frø. Planter ophober fosfor og leverer det til dyr.

Hos dyr er fosfor hovedsageligt koncentreret i skelet, muskler og nervevæv.

Blandt menneskelige fødevarer er blommen fra hønseæg særligt rig på fosfor.

Den menneskelige krop indeholder i gennemsnit omkring 1,5 kg af grundstof nr. 15. Af denne mængde er 1,4 kg i knogler, omkring 130 g i muskler og 12 g i nerver og hjerne. Næsten alle de vigtigste fysiologiske processer, der forekommer i vores krop, er forbundet med transformationerne af organophosphorstoffer. Fosfor findes i knogler hovedsageligt i form af calciumfosfat. Tandemalje er også en fosforforbindelse, som i sammensætning og krystalstruktur svarer til det vigtigste fosformineral, apatit Ca5(P04)3(F, Cl).

Naturligvis som enhver vital nødvendigt element, laver fosfor et kredsløb i naturen. Planter tager det fra jorden, og fra planter kommer dette element ind i menneskers og dyrs kroppe. Fosfor vender tilbage til jorden med ekskrementer, og når lig rådner. Fosforbakterier omdanner organisk fosfor til uorganiske forbindelser.

Men per tidsenhed fjernes væsentligt mere fosfor fra jorden, end der kommer ned i jorden. Verdenshøsten fjerner nu årligt mere end 3 millioner tons fosfor fra markerne.

For at opnå bæredygtige udbytter skal denne fosfor naturligvis returneres til jorden, og derfor er det ikke overraskende, at verdensproduktionen af ​​fosfatsten nu er markant mere end 100 millioner tons om året.

"...Proust og Klaproth beviste, at fosfor er vidt udbredt i jordskorpen, hovedsageligt i form af calciumphosphat"

I jordskorpen forekommer fosfor udelukkende i form af forbindelser. Disse er hovedsagelig dårligt opløselige salte af orthophosphorsyre; Kationen er oftest calciumion.

Fosfor udgør 0,08 % af vægten jordskorpen. Med hensyn til udbredelse rangerer den 13. blandt alle elementer. Fosfor er indeholdt i mindst 190 mineraler, hvoraf de vigtigste er: fluorapatit Ca5(P04)3F, hydroxylapatit Ca5(P04)3OH, phosphorit Cae(P04)2 med urenheder.

Fosfor er opdelt i primær og sekundær. Blandt de primære er apatitter især almindelige, ofte fundet blandt bjergarter af magmatisk oprindelse. Disse blev dannet på tidspunktet for dannelsen af ​​jordskorpen.

I modsætning til apatitter forekommer phosphorit blandt klipper af sedimentær oprindelse, dannet som følge af levende væseners død. Disse er sekundære.

Fosfor findes i meteoritter i form af jern, kobolt og nikkelphosphider. Dette almindelige element findes naturligvis også i havvand (6 10-6%).

"Lavoisier beviste, at fosfor er et uafhængigt kemisk grundstof..."

Fosfor er et ikke-metal (det der tidligere blev kaldt et metalloid) med medium aktivitet. Fosforatomets ydre kredsløb indeholder fem elektroner, hvoraf tre er uparrede. Derfor kan den udvise valenser på 3-, 3+ og 5+.

For at fosfor kan udvise 5+, er en vis effekt på atomet nødvendig, hvilket ville gøre de to parrede elektroner i den sidste bane til uparrede.

Fosfor kaldes ofte et mangefacetteret grundstof. Faktisk i forskellige forhold det opfører sig anderledes og udviser enten oxidative eller reducerende egenskaber. Fosfors alsidighed inkluderer også dets evne til at eksistere i flere allotrope modifikationer.

Den måske mest berømte modifikation af grundstof nr. 15 er blød, voksagtig, hvid eller gul fosfor. Det var Brand, der opdagede det, og takket være dets egenskaber fik grundstoffet sit navn: på græsk betyder "phosphor" lysende, lysende. Det hvide fosformolekyle består af fire atomer arrangeret i form af et tetraeder. Massefylde 1,83, smeltepunkt 44,1° C. giftig, let oxideret. Opløseligt i kulstofdisulfid, flydende ammoniak og SO2, benzen, ether. Næsten uopløseligt i vand.

Når den opvarmes uden adgang til luft over 250° C, bliver den rød. Dette er allerede en polymer, men ikke en meget ordnet struktur. Reaktiviteten af ​​rødt fosfor er væsentligt mindre end hvidt fosfors. Det lyser ikke i mørke, opløses ikke i kulstofdisulfid og er ikke giftigt. Dens tæthed er meget større, dens struktur er finkrystallinsk.