I sjetite se koliko su istraživači proteklih godina svog života tražili "filozofski kamen" - način da se obični metal pretvori u zlato. Alkemičari su iz nekog razloga bili sigurni da se zlato može dobiti iz nekih jednostavnih elemenata i da ga ne treba tražiti u zemlji. Vladari su podržali sve te studije, od god svi su željeli biti odmah bogati.
Jedan takav znanstvenik, alkemičar iz 17. stoljeća Henning Brand, sugerirao je da stvari slične boje trebaju imati ista svojstva. Nadalje razvijajući svoju ideju, otkrio je da ljudska mokraća u svojoj sjeni podsjeća na zlato, te je odlučio provesti ambiciozni "znanstveni" eksperiment kako bi ispario velike količine urina u nadi da će dobiti malo zlata.
To je iz toga izašlo …
Nepokolebljivi eksperimentalni istraživač uzeo je destilaciju ljudske mokraće, moglo bi se reći, u industrijskim razmjerima: u vojarni je sakupio ukupno tonu! I isparili do sirupanog stanja (ne u jednom potezu, naravno!), I nakon destilacije ponovo destilirali nastalo „ulje u urinu“i kalcinirali ga dugo vremena.
Kao rezultat toga, u retorti se pojavila bijela prašina, taložila se na dnu i užarena, stoga ju je Brand nazvao "hladnom vatrom" (kaltes Feuer). Brandovi suvremenici ovu su tvar nazvali fosforom zbog njegove sposobnosti da svijetli u mraku (drugi grčki jwsjoroV).
Brand je 1682. objavio rezultate svojih istraživanja i sada se s pravom smatra otkrivačem elementa br. 15. Fosfor je bio prvi element, čije je otkriće dokumentirano, a njegov je otkrivač poznat.
Interes za novu tvar bio je ogroman, a Brand je to iskoristio - fosfor je pokazao samo za novac ili je zamijenio male količine zlata. Unatoč brojnim naporima, hamburški trgovac nije mogao ispuniti svoj zamišljeni san - nabaviti zlato od olova uz pomoć "hladne vatre", pa je uskoro prodao recept za novu tvar određenom kraftu iz Dresdena za dvjesto talara. Novi je vlasnik uspio skupiti mnogo veće bogatstvo fosforom - "hladnom vatrom" putovao je cijelom Europom i demonstrirao je znanstvenicima, visokim dužnosnicima, pa čak i kraljevskim članovima, na primjer, Robertu Boyleu, Gottfriedu Leibnizu, Charlesu II. Iako je metoda za pripremu fosfora bila strogo čuvana tajna, 1682. godine pribavio ga je Robert Boyle,ali on je također objavio svoju metodologiju samo na zatvorenom sastanku Kraljevskog društva u Londonu. Boyleova metoda objavljena je nakon njegove smrti 1692. godine.
Promotivni video:
U proljeće 1676. Kraft je organizirao sjednicu pokusa s fosforom na dvoru Brandenburškog izabranika Friedricha Wilhelma. U 21:00, 24. travnja, sve svijeće u sobi ugasile su se, a Kraft je publici pokazao eksperimente s "vječnim plamenom", ne otkrivajući, međutim, metodu kojom se priprema ta čarobna tvar.
U proljeće sljedeće godine Kraft je došao na dvor vojvode Johanna Friedricha u Hanover3, gdje je u to vrijeme njemački filozof i matematičar G. V. Leibniz (1646-1716) služio kao knjižničar. Ovdje je Kraft dogovorio sesiju pokusa s fosforom, pokazujući, posebno, dvije bočice koje su blistale poput krijesnica. Leibniz je, poput Kunkela, bio izuzetno zainteresiran za novu supstancu. U prvoj je sesiji pitao Krafta hoće li veliki komad ove tvari moći osvijetliti cijelu sobu. Kraft se složio da je to moguće, ali ne i praktično, jer je priprema tvari bila vrlo složena.
Tko ga je imao? Imao sam.
Pokušaji Leibniza da nagovori Krafta da tajnu proda vojvodi nije uspio. Potom je Leibniz otišao u Hamburg da vidi samog Branda. Ovdje je uspio sklopiti ugovor između vojvode Johanna Friedricha i Branda, prema kojem je prvi bio dužan platiti Marku 60 talera zbog otkrivanja tajne. Od tog vremena Leibniz je u redovnu prepisku s Brandom.
Otprilike u isto vrijeme, I. I. Becher (1635.-1682.) Došao je u Hamburg s ciljem da mami Marka vojvodi od Mecklenburga. Međutim, Brand je opet presreo Leibniz i odveo ga u Hannover do vojvode Johanna Friedricha. Leibniz je bio potpuno uvjeren da je Brand vrlo blizak otkrivanju "filozofskog kamena", pa je savjetovao vojvodi da ga ne pušta dok ne ispuni ovaj zadatak. Brand je, međutim, ostao u Hannoveru pet tjedana, pripremao svježe zalihe fosfora izvan grada, pokazao, prema ugovoru, tajnu proizvodnje i otišao.
U isto vrijeme, Brand je pripremio značajnu količinu fosfora za fizičara Christiana Huygena, koji je proučavao prirodu svjetlosti, i poslao zalihe fosfora u Pariz.
Brand je, međutim, bio vrlo nezadovoljan cijenom koju su mu dali Leibniz i vojvoda Johann Friedrich zbog otkrivanja tajne proizvodnje fosfora. Poslao je Leibniz ljutito pismo u kojem se žalio da primljeni iznos nije ni dovoljan za uzdržavanje njegove obitelji u Hamburgu i plaćanje putnih troškova. Slična pisma poslala je Leibniz i Brandova supruga Margarita.
Brand i Kraft bili su nezadovoljni, kojima je u pismima izrazio uvredu, prigovarajući mu zbog preprodaje tajne za 1000 talara u Englesku. Kraft je ovo pismo proslijedio Leibnizu, koji je vojvodi Johannu Friedrichu savjetovao da ne nervira Branda, da mu izdašnije plati za razotkrivanje tajne, bojeći se da će autor otkrića, u obliku čina osvete, reći recept za izradu fosfora nekom drugom. Leibniz je Bradu poslao umirujuće pismo.
Navodno je Brand dobio nagradu, jer 1679. opet je došao u Hannover i tamo radio dva mjeseca, primajući tjednu plaću od 10 talara s dodatnim stolom i putnim troškovima. Leibnizovo dopisivanje s Brandom, sudeći po pismima pohranjenim u Hannoverskoj knjižnici, nastavilo se do 1684. godine.
Vratimo se sada Kunkelu. Prema Leibnizu, Kunkel je naučio recept za stvaranje fosfora kroz Kraft i počeo raditi. Ali njegovi prvi eksperimenti nisu bili uspješni. Poslao je Brand pismo nakon pisma, u kojem se požalio da je poslao recept vrlo nerazumljiv drugoj osobi. U pismu napisanom 1676. godine iz Wittenberga, u kojem je tada živio Kunkel, pitao je Branda o detaljima suđenja.
Na kraju je Kunkel uspio u svojim eksperimentima, pomalo modificirajući Brandovu metodu. Dodajući malo pijeska suhom urinu prije destilacije, primio je fosfor i … tvrdio neovisnost otkrića. Iste godine, u srpnju, Kunkel je o svojim uspjesima ispričao svom prijatelju, profesoru na Sveučilištu u Wittenbergu, Kasparu Kirchmeieru, koji je objavio rad na tu temu pod naslovom „Stalna noćna svjetiljka, ponekad pjenušava, koja se dugo tražila, a sada je pronađena“. U ovom članku Kirchmeyer govori o fosforu kao o davno poznatom svjetlosnom kamenu, ali ne upotrebljava sam termin "fosfor", koji očito nije cijepljen do tada.
U Engleskoj, neovisno o Brandu, Kunkelu i Kirchmeyeru, fosfor je 1680. dobio R. Boyle (1627-1691). Boyle je znao za fosfor iz istog Krafta. Već u svibnju 1677. fosfor je pokazan u Kraljevskom društvu Londona. U ljeto iste godine i sam Kraft došao je s fosforom u Englesku. Boyle je, prema vlastitom računu, posjetio Kraft i vidio njegov fosfor u čvrstom i tekućem obliku. U znak zahvalnosti za srdačnu dobrodošlicu, Kraft, zbogom Boyleu, nagovijestio mu je da je glavna supstanca njegovog fosfora nešto svojstveno ljudskom tijelu. Očito je taj nagovještaj bio dovoljan da potakne Boyleovo djelo. Nakon Kraftovog odlaska počeo je testirati krv, kosti, kosu, urin, a 1680. godine njegovi napori da dobije svjetlosni element okrunjeni su uspjehom.
Boyle je počeo iskorištavati svoje otkriće u društvu s pomoćnikom - Nijemcem Gaukwitzom. Nakon Boyleove smrti 1691., Gaukwitz je proširio proizvodnju fosfora poboljšavajući ga u komercijalnoj razmjeri. Prodajući fosfor za tri kilograma za uncu i opskrbljujući ga znanstvenim institucijama i pojedinim znanstvenicima u Europi, Gaukwitz je napravio veliko bogatstvo. Da uspostavi komercijalne veze, putovao je u Holandiju, Francusku, Italiju i Njemačku. U samom Londonu Gaukwitz je osnovao poznatu farmaceutsku kompaniju koja je tijekom života postala poznata. Zanimljivo je da je, unatoč svim svojim eksperimentima s fosforom, ponekad vrlo opasnim, Gaukwitz živio do 80 godina, nadživivši svoja tri sina i sve one koji su sudjelovali u radu vezanom za ranu povijest fosfora.
Otkad su Kunkel i Boyle primili fosfor, on je brzo opao kao rezultat konkurencije izumitelja. Na kraju su nasljednici izumitelja počeli upoznavati sve s tajnom njegove proizvodnje za 10 talara, neprestano snižavajući cijenu. 1743. A. Marggraf pronašao je još bolju metodu za proizvodnju fosfora iz urina i odmah ga objavio. ribolov je prestao biti profitabilan.
Trenutno se fosfor nigdje ne proizvodi metodom Brand - Kunkel - Boyle, budući da je potpuno neisplativ. Radi povijesnog interesa, mi ćemo ipak dati opis njihove metode.
Gnojni urin se isparava do sirupanog stanja. Rezultirajuća gusta masa se miješa s trostrukom količinom bijelog pijeska, stavlja se u retort, opremljen prijemnikom, i zagrijava 8 sati na ravnomjernoj vatri dok se ne uklone hlapljive tvari, a zatim se povećava zagrijavanje. Prijemnik se puni bijelom parom, koja se zatim pretvara u plavkastu krutinu i svjetlucavi fosfor.
Fosfor je dobio ime po svojoj sposobnosti da svijetli u mraku (od grčke - svjetlucavo). Među nekim ruskim kemičarima postojala je želja dati elementu čisto rusko ime: "dragulj", "svjetliji", ali ta se imena nisu ukorijenila.
Lavoisier je, kao rezultat detaljne studije izgaranja fosfora, bio prvi koji je prepoznao kao kemijski element.
Prisutnost fosfora u mokraći dala je kemičarima razlog da ga potraže u drugim dijelovima životinjskog tijela. Godine 1715. fosfor je pronađen u mozgu. Značajna prisutnost fosfora u njemu poslužila je kao osnova za tvrdnju da "bez fosfora nema misli". Godine 1769. Yu. G. Gan pronašao je fosfor u kostima, a dvije godine kasnije K. V. Scheele dokazao je da se kosti sastoje uglavnom od kalcijevog fosfata i predložio metodu za dobivanje fosfora iz pepela preostalog nakon spaljivanja kostiju. Konačno, 1788. g. Klaprot i J. L. Proust pokazali su da je kalcijev fosfat izuzetno rasprostranjen mineral u prirodi.
Alotropne modifikacije fosfora - crvenog fosfora - otkrio je 1847. A. Schrötter. U djelu pod naslovom "Novo alotropno stanje fosfora", Schrötter piše da sunčeva svjetlost mijenja bijeli fosfor u crveni, a faktori poput vlage i atmosferskog zraka nemaju utjecaja. Crveni fosfor odvojio je Schrötter tretiranjem ugljikovim sulfidom. Pripremio je i crveni fosfor zagrijavanjem bijelog fosfora na temperaturu od oko 250 ° C u inertnom plinu. Istodobno, ustanovljeno je da daljnje povećanje temperature opet dovodi do stvaranja bijele modifikacije.
Zanimljivo je da je Schrötter prvi predvidio uporabu crvenog fosfora u industriji šibica. Na Svjetskoj izložbi u Parizu 1855. godine demonstriran je crveni fosfor koji je tvornica već dobila.
Ruski znanstvenik A. A. Musin-Puškin 1797. godine dobio je novu modifikaciju fosfora - ljubičasti fosfor. Ovo otkriće pogrešno se pripisuje I. V. Gittorfu koji je, ponavljajući gotovo u potpunosti Musin-Puškinovu metodu, purpurni fosfor dobio tek 1853. godine.
Profesor P. W. Bridgman je 1934., podvrgavajući bijeli fosfor pritisku do 1100 atm, pretvorio u crnu boju i na taj način dobio novu alotropsku modifikaciju elementa. Uz boju, fizička i kemijska svojstva fosfora su se promijenila: na primjer, bijeli fosfor spontano se zapali na zraku, a crni, poput crvenog, ne posjeduje ovo svojstvo.