Fosfor je 1669. godine otkrio alhemičar Brandt, kada je, u potrazi za "kamenom filozofa", snažno zagrijao suhi ostatak mokraće ugljem bez pristupa zraka. Izolovana supstanca je usijala u vazduhu, a zatim se zapalila. Za ovo svojstvo Brandt mu je dao ime "fosfor", tj. nosilac svjetlosti („svjetlonoša“).
Nakon otkrića još stotinu godina, fosfor je bio rijetka i skupa supstanca, jer. njegov sadržaj u urinu je zanemarljiv, a teško ga je dobiti. I tek nakon 1771. godine, kada je švedski hemičar Scheele razvio metodu za dobijanje fosfora iz kostiju, postalo je moguće dobiti ga u značajnim količinama.
Osobine fosfora
Drugi tipični element, tipični element u petoj grupi, je nemetal. Najveće oksidaciono stanje koje fosfor može da pokaže je +5. Spojevi koji sadrže fosfor u oksidacijskom stanju manjem od +5 djeluju kao redukcijski agensi. Istovremeno, jedinjenja fosfora +5 u rastvorima nisu oksidanti. Jedinjenja kiseonika fosfora su stabilnija od onih u azotu. Jedinjenja vodonika su manje stabilna.
Prirodna jedinjenja i dobijanje fosfora
Po zastupljenosti u zemljinoj kori, fosfor je ispred azota, sumpora i hlora. Za razliku od dušika, fosfor se u prirodi javlja samo u obliku jedinjenja. Najvažniji minerali fosfora su apatit Ca5X (PO4) 3 (X je fluor, rjeđe hlor i hidroksidna grupa) i fosforit čija je osnova Ca3 (PO4) 2. Osim toga, fosfor je dio nekih proteinskih tvari i nalazi se u biljkama i organizmima životinja i ljudi.
Od prirodnih sirovina koje sadrže fosfor, slobodni fosfor se dobija visokotemperaturnom redukcijom (1500 stepeni C) koksom u prisustvu peska. Potonji veže kalcijev oksid u šljaku - kalcijev silikat. U slučaju redukcije fosforita, ukupna reakcija se može predstaviti jednadžbom:
Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 = CaSiO3 + 5CO + P2
Nastali ugljen monoksid i ispareni fosfor ulaze u frižider sa vodom, gde dolazi do kondenzacije i formira čvrsti beli fosfor.
Fizička i hemijska svojstva
Ispod 1000°C, para fosfora sadrži četiri atoma P4 molekula koji imaju oblik tetraedra. Na višim temperaturama dolazi do termičke disocijacije i povećava se sadržaj dvoatomskih P2 molekula u smjesi. Raspad potonjeg na atome fosfora događa se iznad 2500 stepeni C.
Bijela modifikacija fosfora koja nastaje kondenzacijom pare ima molekularnu kristalnu rešetku u čijim su čvorovima dislocirani molekuli P4. Zbog slabosti međumolekularnih sila, bijeli fosfor je hlapljiv, topljiv, rezan nožem i otopljen u nepolarnim rastvaračima, kao što je ugljični disulfid. Bijeli fosfor je vrlo reaktivna supstanca. Snažno reaguje sa kiseonikom, halogenima, sumporom i metalima. Oksidacija fosfora u vazduhu je praćena zagrijavanjem i sjajem. Zbog toga se bijeli fosfor skladišti pod vodom, s kojom ne reagira. Bijeli fosfor je vrlo toksičan.
Tokom dugotrajnog skladištenja, kao i pri zagrijavanju, bijeli fosfor prelazi u crvenu modifikaciju. Crveni fosfor je polimerna tvar, nerastvorljiva u ugljičnom disulfidu, manje otrovna od bijelog fosfora. Crveni fosfor se teže oksidira od bijelog, ne svijetli u mraku i pali se tek na 250 stepeni C.
Najstabilnija modifikacija fosfora je crni fosfor. Dobija se alotropskom transformacijom bijelog fosfora na temperaturi od 220 stepeni C i pritisku od 1200 MPa. Po izgledu podsjeća na grafit. Kristalna struktura crnog fosfora je slojevita, sastoji se od valovitih slojeva. Kao i kod crvenog fosfora, i ovdje je svaki atom fosfora vezan kovalentnim vezama sa tri susjeda. Udaljenost između atoma fosfora je 0,387 nm. Bijeli i crveni fosfor su dielektrici, dok je crni fosfor poluvodič sa razmakom od 0,33 eV. Hemijski, crni fosfor je najmanje reaktivan; zapali se tek kada se zagrije iznad 400 stepeni C.
Fosfor ispoljava oksidirajuću funkciju kada je u interakciji s metalima: 3Ca + 2P = Ca3P2
Kao redukcijsko sredstvo, fosfor djeluje u reakcijama s aktivnim nemetalima - halogenima, kisikom, sumporom, kao i sa jakim oksidantima:
2P + 3S = P2S3 2P + 5S = P2S5
Slično djeluje s kisikom i hlorom.
P + 5HNO3 = H3PO4 + 5NO2 + H2O
U alkalnim otopinama, kada se zagrije, bijeli fosfor postaje neproporcionalan:
8R + 3Va(ON)2 + 6N2O = 2RN3 + 3Va(N2R2)2
Hemijski fosfor oksid (+3) je kisele prirode:
P2O3 + 3H2O = 2H3PO3
Fosforna kiselina - bezbojni, topljivi, vodotopivi kristali. Po svojoj hemijskoj strukturi, to je izobličeni tetraedar, u čijem se središtu nalazi atom fosfora sa sp3 hibridnim orbitalama, a vrhove zauzimaju dvije hidrokso grupe i atomi vodika i kisika. Atom vodonika koji je direktno povezan sa fosforom nije sposoban za supstituciju, pa je stoga fosforna kiselina najviše dvobazna i često je predstavljena formulom H2[HPO3]. Fosforna kiselina je kiselina srednje jačine. Njegove soli - fosfiti se dobijaju interakcijom P2O3 sa alkalijama:
P2O3 + 4NaOH = 2Na2HPO3 + H2O
Fosfiti alkalnih metala i kalcijuma su lako rastvorljivi u vodi.
Kada se zagrije, fosforna kiselina postaje neproporcionalna:
4H3PO3 = PH3 + 3H3RO4
Fosforna kiselina se oksidira mnogim oksidantima, uključujući halogene, na primjer:
H3PO3 + Cl2 + H2O = H3RO4 + 2HCl
Fosforna kiselina se obično dobija hidrolizom fosfornih trihalida:
RG3 + 3H2O = H3RO3 + 3NG
Kada se monosupstituirani fosfiti zagrijavaju, dobivaju se soli pirofosforne (difosforne) kiseline - pirofosfiti:
2NaH2PO3 = Na2H2P2O5 + H2O
Pirofosfiti hidroliziraju kada se prokuhaju s vodom:
Na2H2P2O5 + 3H2O = 2NaOH + 2H3PO3
Sama pirofosforna kiselina H4P2O5 (pentaoksodifosforna) je, kao i fosfor, samo dvobazna i relativno nestabilna.
Poznata je još jedna fosforna kiselina (+3) - slabo proučena polimerna metafosforna kiselina (HPO2) n.
P2O5 oksid, difosfor pentoksid, najkarakterističniji je za fosfor. To je bijela čvrsta supstanca koja se lako može dobiti u staklastom stanju. U stanju pare, molekuli fosfor-oksida (+5) imaju sastav P4O10. Čvrsti P2O5 ima nekoliko modifikacija. Jedan od oblika fosfor-oksida (+5) ima molekularnu strukturu s molekulima P4O10 na mjestima rešetke. Po izgledu, ova modifikacija podsjeća na led. Ima malu gustinu, lako prelazi u paru, dobro je rastvorljiv u vodi i reaktivan. P2O5 je najjače sredstvo za dehidrataciju. Po intenzitetu efekta sušenja, mnogo je bolji od apsorbera vlage kao što su CaCl2, NaOH, H2SO4 itd. Kada se P2O5 hidratizira, prvo nastaje metafosforna kiselina:
P2O5 + H2O = 2HPO3
čija daljnja hidratacija uzastopno dovodi do pirofosforne i ortofosforne kiseline:
2HPO3 + H2O = H4P2O7 i H4P2O7 + H2O = 2H3PO4
Istorija otkrića hemijskih elemenata puna je ličnih drama, raznih iznenađenja, misterioznih misterija i neverovatnih legendi.
Ponekad je istraživača čekao tragičan kraj, kao što se, na primjer, dogodilo sa otkrivačem fluora. Ali češće se uspjeh pokazao kao vjerni pratilac onih koji su znali kako pomno sagledati prirodne pojave.
Antičke knjige sačuvale su nam pojedinačne epizode iz života penzionisanog vojnika i hamburškog trgovca. Zvao se Hennig Brand (oko 1630-?). Njegovi trgovački poslovi nisu išli sjajno, pa je iz tog razloga nastojao da se izvuče iz siromaštva. Užasno ga je tlačila. I Brand je odlučio da okuša sreću u alhemiji. Štaviše, u XVII veku. za razliku od našeg 20. veka. smatralo se sasvim mogućim pronaći "kamen filozofa" koji može pretvoriti obične metale u zlato.
Hennig Brand i Phosphorus
Brand je već proveo mnoge eksperimente s raznim supstancama, ali nije uspio ništa razumno. Jednog dana odlučio je da izvede hemijski eksperiment sa urinom. Ispario ga je skoro do suha i pomiješao preostali svijetložuti talog sa ugljem i pijeskom, zagrijavajući ga u retorti bez zraka. Kao rezultat toga, Brand je dobio novu supstancu koja je imala zadivljujuću osobinu da svijetli u mraku.Tako je 1669. godine otkriven fosfor, koji igra izuzetno važnu ulogu u divljini: u biljnom svijetu, u tijelu životinja i ljudi.
Sretni naučnik nije kasnio da iskoristi neobična svojstva nove supstance i počeo je da demonstrira svetleći fosfor plemenitim ljudima za prilično visoku nagradu. Sve što je dolazilo u kontakt sa fosforom poprimilo je sposobnost sjaja. Bilo je dovoljno pomazati prste, kosu ili predmete fosforom i oni su bljeskali tajanstvenom plavičasto-bijelom svjetlošću. Religiozno i mistično nastrojeni bogataši tog vremena divili su se raznim Brandovim manipulacijama ovom "božanskom" supstancom. Spretno je iskoristio ogromno interesovanje naučnika i šire javnosti za fosfor i počeo da ga prodaje po ceni koja je čak premašila cenu zlata. X. Brand je proizvodio fosfor u velikim količinama i u najstrožijoj tajnosti držao metod njegovog dobijanja. Nitko od drugih alkemičara nije mogao prodrijeti u njegovu laboratoriju, pa su mnogi od njih počeli grozničavo postavljati razne eksperimente, pokušavajući otkriti tajnu stvaranja fosfora.
Čuveni nemački hemičar I. Kunkel (1630-1703) savetovao je svog prijatelja-kolegu I. Krafta da nagovori H. Branda da proda tajnu dobijanja fosfora. I. Kraft je uspeo da nagovori otkrivača na ovaj posao za 100 talira, "međutim, novi vlasnik tajne dobijanja "večnog plamena" pokazao se kao plaćenik i, ne rekavši ni jednu jedinu reč svom prijatelju I. Kunkelu oko sticanja recepta, počeo da zarađuje ogromne sume novca na demonstracijama fosfora javnosti.
I. Kunkel
Izvanredni njemački matematičar i filozof G. Leibniz također nije propustio priliku i tajnu proizvodnje fosfora stekao je od H. Branda.G. Leibniz
Ubrzo je recept za pravljenje "hladne vatre" postao poznat I. Kunkelu i K. Kirchmeyeru, a 1680. godine tajnu dobijanja fosfora u Engleskoj je otkrio poznati hemičar R. Boyle. Nakon smrti R. Boylea, njegov učenik, Nijemac A. Gankwitz, unaprijedivši metodu dobijanja fosfora, uspostavio je njegovu proizvodnju i čak pokušao napraviti prve šibice. Snabdijevao je fosforom naučne institucije Evrope i pojedince koji su željeli da ga kupe. Da bi proširio trgovinske odnose, A. Gankwitz je posjetio Holandiju, Francusku, Italiju i Njemačku, sklapajući nove ugovore o prodaji fosfora. U Londonu je osnovao farmaceutsku kompaniju koja je postala nadaleko poznata. Zanimljivo je da je A. Hankwitz, uprkos svom dugom radu sa fosforom i veoma opasnim eksperimentima sa njim, doživeo osamdesetu godinu. Nadživeo je svoja tri sina i sve one koji su učestvovali u radu vezanom za ranu istoriju fosfora.Cijena fosfora od njegovog otkrića od strane I. Kunkela i R. Boylea počela je naglo da pada, a na kraju su nasljednici pronalazača počeli da uvode tajnu dobijanja fosfora za samo 10 talira.
Faze proučavanja fosfora
U istoriji hemije, fosfor je povezan sa mnogim velikim otkrićima. Međutim, samo vek nakon otkrića fosfora, prešao je iz sveta trgovine i profita u svet nauke. Ali samo jedan događaj tokom ovog dugog perioda može se pripisati pravoj nauci, a povezan je sa 1715. godinom, kada je I. Gensing otkrio fosfor u moždanom tkivu. To je kasnije poslužilo kao osnova za izjavu: "Bez fosfora nema misli."Yu.Gan je 1769. godine pronašao fosfor u kostima, a dvije godine kasnije poznati švedski hemičar je pokazao da se kosti uglavnom sastoje od kalcijum fosfata i predložio metodu za dobijanje fosfora iz pepela koji nastaje prilikom sagorevanja kostiju.
J. Proust i M. Klaproth su 1788. dokazali izuzetno veliku rasprostranjenost u prirodi minerala koji sadrže kalcijum fosfat.
Istraživači su otkrili da se sjaj fosfora javlja samo u prisustvu običnog, odnosno koji sadrži vlagu, zraka. Ovakvo ponašanje fosfora je zbog njegove spore oksidacije atmosferskim kiseonikom. Istovremeno se stvara i ozon koji vazduhu daje neku vrstu svježine, dobro poznatu u danima proljetnih grmljavina. Sjaj fosfora nastaje bez primjetnog zagrijavanja, a takva reakcija se naziva hemiluminiscencija. Može se uočiti ne samo tokom spore oksidacije fosfora, već i tokom nekih drugih hemijskih i biohemijskih procesa, u kojima se javlja npr. sjaj krijesnica, trulež, okeanski plankton itd.
M. Klaproth
Početkom 70-ih godina XVIII vijeka. Francuski kemičar Antoine Laurent Lavoisier, provodeći različite eksperimente o sagorijevanju fosfora i drugih tvari u zatvorenoj posudi, uvjerljivo je dokazao da je fosfor jednostavno tijelo. A zrak, prema njegovom mišljenju, ima složen sastav i sastoji se prvenstveno od dvije komponente - kisika i dušika.Na prijelazu dva stoljeća, 1799. godine, Englez A. Dondonald je otkrio da su jedinjenja fosfora neophodna za normalan razvoj biljnih organizama. Drugi Englez, J. Looz je 1839. godine po prvi put primio superfosfat - fosforno đubrivo, koje je kasnije odigralo izuzetno važnu ulogu u povećanju prinosa.
U Rusiji je 1797. godine A.A. Musin-Pushkin primio alotropnu sortu fosfora - ljubičasti fosfor. Međutim, u literaturi se otkriće ljubičastog fosfora pogrešno pripisuje I. Gittorfu, koji ga je metodom A. A. Musin-Puškina dobio tek 1853. godine.
Godine 1848. austrijski hemičar A. Schretter otkrio je alotropsku modifikaciju fosfora - crveni fosfor. Takav fosfor je dobio zagrijavanjem bijelog fosfora na temperaturu od oko 250°C u atmosferi ugljičnog monoksida (IV). Zanimljivo je da je Schroetter prvi ukazao na mogućnost korištenja crvenog fosfora u proizvodnji šibica. 1855. godine, na Svjetskoj izložbi u Parizu, demonstriran je crveni fosfor, koji se dobija već u fabrici.
Čuveni američki fizičar P. Bridžen je 1917. godine zagrevanjem fosfora na 200 °C pod pritiskom od oko 1,27 GPa dobio novu alotropsku modifikaciju - crni fosfor. Poput crvenog fosfora, potonji se ne zapali na zraku.
Stoga su bile potrebne mnoge decenije da se prouče fizička i hemijska svojstva fosfora i otkriju njegove nove alotropske modifikacije. Proučavanje fosfora omogućilo je saznanje kakvu ulogu ima u životu biljaka i životinja. Fosfor se nalazi doslovno u svim dijelovima zelenih biljaka, koje ga ne samo akumuliraju za vlastite potrebe, već njime opskrbljuju i životinje. Ovo je jedna od faza ciklusa fosfora u prirodi.
Fosfor i priroda
Fosfor je jednako važan kao i azot. Učestvuje u velikom prirodnom ciklusu materije, a da nije fosfora, flora i fauna bi bili potpuno drugačiji. Međutim, fosfor se u prirodnim uslovima ne pojavljuje tako često, uglavnom u obliku minerala, i čini 0,08% mase zemljine kore. U pogledu prevalencije, zauzima trinaesto mjesto među ostalim elementima. Zanimljivo je da u ljudskom tijelu fosfor čini oko 1,16%. Od toga, 0,75% odlazi na koštano tkivo, oko 0.25% na mišićno i oko 0.15% na nervno tkivo.Fosfor se rijetko nalazi u velikim količinama i općenito ga treba klasificirati kao element u tragovima. U prirodi se ne nalazi u slobodnom obliku, jer ima veoma važno svojstvo - lako se oksidira, ali ga sadrže mnogi minerali kojih je već 190. Najvažniji od njih su fluorapatit, hidroksilapatit i fosforit. Vivijanit, monazit, ambligonit, trifilit su nešto rjeđi, a ksenotit i torbernit su prilično rijetki.
Što se tiče minerala fosfora, oni se dijele na primarne i sekundarne. Među primarnim, najčešći su apatiti, koji su uglavnom stijene magmatskog porijekla. Hemijski sastav apatita je kalcijum fosfat koji sadrži određenu količinu fluorida i kalcijum hlorida. To je ono što određuje postojanje minerala fluorapatita i hlorapatita. Osim toga, sadrže od 5 do 36% P2 05. Obično se ovi minerali nalaze u većini slučajeva u zoni magme, ali se često nalaze na mjestima gdje magmatske stijene dolaze u kontakt sa sedimentnim. Od svih poznatih nalazišta fosfata, najznačajnija se nalaze u Norveškoj i Brazilu. Veliko domaće nalazište apatita otkrio je akademik A. E. Fersman u Khibinyju 1925. „Apatit je uglavnom spoj fosforne kiseline i kalcija“, napisao je A. E. Fersman. Nazvali su ga apatit, što na grčkom znači „varalica“. Ili su to prozirni kristali, do najsitnijeg detalja nalik berilu ili čak kvarcu, zatim su to guste mase, koje se ne razlikuju od običnog krečnjaka, onda su to radijalno blistave kugle, onda je stijena zrnasta i sjajna, poput krupnozrnog mramora.
Apatiti, kao rezultat djelovanja procesa trošenja, vitalne aktivnosti bakterija i uništavanja raznim kiselinama tla, prelaze u oblike koje biljke lako konzumiraju, pa su uključeni u biohemijski ciklus. Treba napomenuti da se fosfor apsorbira samo iz otopljenih soli fosforne kiseline. Međutim, fosfor se djelomično ispere iz tla, a velika količina, koju apsorbiraju biljke, ne vraća se natrag u tlo i odnosi se zajedno s usjevom. Sve to dovodi do postepenog iscrpljivanja tla. Unošenjem fosfatnih đubriva u tlo povećava se prinos.
Uprkos značajnoj potražnji za fosfatnim đubrivima, čini se da nema velike zabrinutosti zbog iscrpljivanja sirovina za njihovu proizvodnju. Ova đubriva se mogu dobiti kompleksnom preradom mineralnih sirovina, donjih morskih sedimenata i raznih geoloških stijena bogatih fosforom.
Prilikom raspadanja fosforom bogatih jedinjenja organskog porekla često nastaju gasovite i tečne supstance. Ponekad možete primijetiti oslobađanje plina s mirisom pokvarene ribe - hidrogen fosfida, ili fosfina, PH3. Istovremeno sa fosfinom nastaje još jedan proizvod - difosfin, P2 H4, koji je tečnost. Pare difosfina se spontano zapale i zapale gasoviti fosfin. To objašnjava pojavu takozvanih "lutajućih svjetala" na mjestima kao što su groblja, močvare.
"Lutajuća svjetla" i drugi slučajevi sjaja fosfora i njegovih spojeva izazvali su praznovjeran strah kod mnogih ljudi koji nisu bili upoznati sa suštinom ovih pojava. Evo čega se prisjeća akademik S.I. o radu sa gasovitim fosforom. Volfkovich: „Fosfor je dobijen u električnoj peći instaliranoj na Moskovskom univerzitetu u ulici Mohovaja. Pošto su ovi eksperimenti tada prvi put izvedeni u našoj zemlji, nisam preduzeo mere predostrožnosti koje su neophodne pri radu sa gasovitim fosforom – otrovnim, samozapaljivim i svetlećim plavkastim elementom. Tokom višesatnog rada na električnoj peći, deo oslobođenog gasovitog fosfora toliko je natopio moju odeću, pa čak i obuću da kada sam noću hodao sa univerziteta mračnim, tada neosvetljenim ulicama Moskve, moja odeća je zračila plavičastim sjajem, a ispod mojih cipela (prilikom trenja o trotoar) su varnile.
Svaki put iza mene bi se skupila gomila među kojima je, uprkos mojim objašnjenjima, bilo dosta ljudi koji su u meni vidjeli „novopojavljenog“ predstavnika onoga svijeta. Ubrzo su među stanovnicima područja Mokhovaya ulice i širom Moskve fantastične priče o svjetlećem monahu počele da se prenose od usta do usta..."
Fosfin i difosfin su prilično rijetki u prirodi, a češće se mora nositi s takvim spojevima fosfora kao što su fosforiti. To su sekundarni minerali-fosfati organskog porijekla, koji imaju posebno važnu ulogu u poljoprivredi. Na ostrvima Tihog okeana, u Čileu i Peruu, nastali su na bazi ptičjeg izmeta - guana, koji se u suhoj klimi nakuplja u debelim slojevima, koji često prelaze stotinu metara.
Formiranje fosforita se također može povezati s geološkim katastrofama, na primjer, s ledenim dobom, kada je smrt životinja bila masovna. Slični procesi su mogući i u okeanu tokom masovne smrti morske faune. Brza promjena hidroloških uvjeta, koja može biti povezana s različitim procesima izgradnje planina, posebno s djelovanjem podvodnih vulkana, u nekim slučajevima nesumnjivo dovodi do uginuća morskih životinja. Fosfor iz organskih ostataka biljke djelimično apsorbuju, ali uglavnom, otapanjem u morskoj vodi, prelazi u mineralne oblike. Morska voda sadrži fosfate u prilično velikim količinama - 100-200 mg/m3. Pod određenim hemijskim procesima u morskoj vodi, fosfati se mogu taložiti i akumulirati na dnu. A kada se morsko dno uzdiže u različitim geološkim periodima, nalazi se fosforita na kopnu. Na sličan način moglo se formirati veliko domaće nalazište fosforita u blizini Kara-Taua u Kazahstanu. Fosforiti se takođe nalaze u moskovskoj oblasti.
Krug fosfora u prirodi
Dobro objašnjenje glavnih faza ciklusa fosfora u prirodi mogu biti riječi poznatog naučnika, jednog od osnivača pravca domaće nauke o proučavanju fosfatnih đubriva Ya. V. Samoilova: „Fosfor naših nalazišta fosfora je biohemijskog porekla. Iz apatita, minerala u kojem je izvorno bio sadržan gotovo sav fosfor litosfere, ovaj element prelazi u tijelo biljaka, iz biljaka u tijelo životinja, koje su pravi koncentratori fosfora. Nakon prolaska kroz niz životinjskih tijela, fosfor konačno ispada iz biohemijskog ciklusa i ponovo se vraća u mineralni. U određenim fizičko-geografskim uvjetima u moru dolazi do masovne smrti životinjskih organizama
O utakmici
Prvu vatru je proizveo čovjek na vrlo primitivan način - trljanjem dva komada drveta, a drvena prašina i piljevina su se toliko zagrijali da su se spontano zapalili. Drevni ljudi poznavali su nekoliko načina paljenja vatre trenjem: najčešće je oštar drveni štap napravio brzu rotaciju, naslanjajući ga na suhu dasku. Ova metoda se sada može reproducirati, ali nije nimalo jednostavna i zahtijeva veliki trud i spretnost. Ovako je čovek palio vatru hiljadama godina.
To je neverovatno! Ako razmislite o ovoj jednostavnoj činjenici, možete vidjeti koliko je kompliciran svaki korak čovjeka na putu napretka.
Čuveni kremen i čelik došli su da zamijene drvene štapove. Ovo je vrlo jednostavna sprava: komad čelika ili bakrenog pirita je udaren o kremen i isječen je snop iskri, zapaljujući zapaljivu tvar.
Ova metoda, koju nam je predstavio drevni čovjek, bila je naširoko korištena tokom Velikog Domovinskog rata, kada je zemlja iskusila akutni nedostatak šibica.
Iznenađujuće, ali prije samo 200 godina u Rusiji, ai u cijelom svijetu, čelični kremen i fitilj bili su praktično jedini "šibici" čovjeka koji je uspio ne samo da izgradi egipatske piramide, već i da stvori parnu mašinu Jamesa Watta, prvi parobrod Roberta Fultona, razboji i mnogi drugi veliki izumi, ali ne i šibice. Kasnije su rođeni! Težak i velik bio je put do njih, kao i svaki put u svijet nepoznat čovjeku.
Stari Grci i Rimljani poznavali su još jedan način stvaranja vatre, koristeći sunčeve zrake fokusirane sočivom ili konkavnim ogledalom. Veliki starogrčki naučnik Arhimed spretno je koristio ovu metodu i, prema legendi, zapalio neprijateljsku flotu uz pomoć ogromnog ogledala. Ali ovaj način dobijanja vatre je od male koristi zbog vrlo ograničenih mogućnosti njegove upotrebe, jer je sunce neophodno.
Razvoj civilizacije, naučni i tehnološki napredak otvorili su nove mogućnosti u različitim oblastima ljudske djelatnosti.
Nakon 1700. godine izumljen je značajan broj sredstava za proizvodnju vatre, od kojih je najzanimljiviji zapaljivi aparat Döbereiner, nastao u Jeni 1823. godine. Izumitelj aparata je koristio svojstva eksplozivnog plina da se spontano zapali u prisustvu spužvastog platine, tj. fino zdrobljena.
Međutim, takav uređaj je, naravno, bio od male koristi za široku upotrebu.
Sve smo bliže trenutku kada se konačno prvi put čula riječ "utakmica". Ko je ovu riječ uveo u upotrebu još nije utvrđeno, ali se rad u tom smjeru nastavlja i nadamo se da će nam naši mladi čitatelji pomoći u tome.
Ovdje treba baciti mali most do fosfora i njegovog otkrivača - hamburškog vojnika, kasnije trgovca i alhemičara Henniga Branda. Pokazalo se da je novi element fosfor zapaljiv kada se trlja. Istraživači su iskoristili ovu osobinu kreirajući šibice.
Pomoćnik i učenik R. Boylea, talentirani i preduzimljivi Nijemac A. Hankwitz, dobio je čisti fosfor iz fosfata i pogodio je da napravi šibice sa sumpornim premazom, zapaljene trljanjem o komadić fosfora. Ali ovaj prvi korak se morao poboljšati i učiniti šibice pogodnijim za široku upotrebu.
To je postalo moguće kada je poznati francuski hemičar C. Berthollet dobio so - kalijum hlorat KClO3, nazvan Berthollet. Njegov sunarodnik Chancel iskoristio je ovo otkriće i 1805. izumio takozvane francuske zapaljive mašine. Kalijum hlorat je zajedno sa sumporom, smolom, šećerom i gumiarabikom nanesen na drveni štap, a kada je došao u kontakt sa koncentrovanom sumpornom kiselinom, došlo je do paljenja. Reakcija se ponekad razvijala vrlo brzo i bila je eksplozivne prirode.
Godine 1806., njemački Wagemann iz Tibingena koristio je izum Chansel-a, ali je dodao komadiće azbesta u sumpornu kiselinu kako bi usporio proces sagorijevanja. Ubrzo se preselio u Berlin i organizovao proizvodnju takozvanih berlinskih upaljača. Fabrika koju je osnovao bila je prva velika proizvodnja zapaljivih sredstava, koja je zapošljavala više od 400 ljudi. Slična zapaljiva mješavina korištena je u "Prometeju" (Jovanove šibice), proizvedenom 1828. godine u Engleskoj.
U Beču su se 1832. pojavile suhe utakmice. Izmislio ih je L. Trevani, prekrio je glavu drvene slamke mješavinom bertholletove soli sa sumporom i ljepilom. Ako se takva šibica drži preko brusnog papira, tada se njena glava zapali. Ali čak ni u ovom slučaju nije sve bilo uspješno, ponekad se glava zapalila eksplozijom, što je dovelo do ozbiljnih opekotina.
Načini daljeg poboljšanja šibica bili su krajnje jasni: potrebno je napraviti takav sastav mješavine za - šibicu kako bi mirno svijetlila. Problem je ubrzo rešen. Nova kompozicija je uključivala Berthollet so, beli fosfor i lepak. Šibice s takvim premazom lako se zapale kada se trljaju o bilo koju tvrdu površinu, staklo, potplate cipela ili komad drveta.
Izumitelj prvih fosfornih šibica bio je devetnaestogodišnji Francuz Charles Soria. Godine 1831., mladi eksperimentator je dodao bijeli fosfor u mješavinu Bertholletove soli i sumpora da bi oslabio njena eksplozivna svojstva. Ova ideja se pokazala izuzetno uspješnom, jer se iver podmazan dobivenom kompozicijom lako zapalio tijekom trenja. Temperatura paljenja takvih šibica je relativno niska - 30 ° C. Mladi S. Soria je pokušao da patentira svoj izum, ali se, nažalost, pokazalo da je to mnogo teže nego stvoriti prve fosforne šibice. Za patent je trebalo platiti previše novca, ali S. Soria nije imao toliki novac. Godinu dana kasnije, nemački hemičar J. Kammerer ponovo je kreirao fosforne šibice.
Tako je završen dug put sazrijevanja materice prvog meča i rođen je odjednom u rukama nekoliko pronalazača. Međutim, sudbina je sa zadovoljstvom dala lovorike primata u ovom otkriću Jacobu Friedrichu Kammereru (1796-1857), a potom sačuvala 1832. godinu kao godinu rođenja šibica, najvećeg otkrića 19. stoljeća, koje je odigralo veliku ulogu. važnu ulogu u istoriji razvoja ljudske kulture.
Mnogi su tražili lovorike pronalazača šibica, ali istorija nam je sačuvala ime J. Kammerera među svim kandidatima. Prve fosforne šibice donete su u Rusiju iz Hamburga 1836. godine i prodavane su po veoma skupoj ceni - jednu srebrnu rublju za sto. Postoje sugestije da je naš veliki pjesnik A. S. Puškin koristio takve fosforne šibice u posljednjoj godini svog života, radeći uz svjetlost svijeća u dugim zimskim večerima.
Omladina Sankt Peterburga, naravno, nije bila spora da pokaže šibice fosfora na balovima i u modernim salonima, nastojeći da ni na koji način ne bude inferiorna u odnosu na Zapadnu Evropu. Šteta što A. S. Puškin nije imao vremena da posveti ni jedan poetski red šibicama - divan i vrlo važan izum, toliko koristan i poznat sada da i ne razmišljamo o teškoj sudbini izgleda šibica.. Čini nam se da su utakmice uvijek bile pored nas. Ali u stvari, prva domaća fabrika za proizvodnju šibica izgrađena je u Sankt Peterburgu tek 1837. godine.
Prošlo je nešto više od 150 godina otkako su stanovnici ruske države dobili prve domaće šibice i, shvativši važnost ovog izuma, brzo pokrenuli proizvodnju šibica.
Godine 1842. u jednoj provinciji Sankt Peterburga bilo je 9 fabrika šibica koje su proizvodile 10 miliona šibica dnevno. Cijena šibica je naglo pala i nije prelazila 3-5 kopejki. bakar za 100 komada. Metoda pravljenja šibica pokazala se toliko jednostavnom da je u Rusiji sredinom 19. počeo je da nosi karakter rukotvorina. Dakle, 1843-1844. Utvrđeno je da su šibice domaće izrade u značajnom broju.
Proizvodili su ih u najudaljenijim krajevima Rusije preduzimljivi seljaci, skrivajući se tako od poreza. Međutim, zapaljivost fosfora je dovela do velikih požara. Mnoga sela i sela su izgorjela bukvalno do temelja.
Krivac ovih katastrofa bio je bijeli fosfor, koji je vrlo zapaljiv. Tokom transporta, šibice su se često zapale od trenja. Na putu vagona šibica plamtjele su ogromne vatre, a pomahnitali konji sa zapaljenim kolima donosili su mnogo nevolja.
Godine 1848. uslijedio je najviši carski dekret koji je potpisao Nikola I, koji je dozvoljavao proizvodnju zapaljivih šibica samo u glavnim gradovima, a šibice su trebale biti pakirane u limenke od 1000 komada. Dalje, u dekretu je stajalo: „Obratite posebnu pažnju na ekstremnu rasprostranjenost upotrebe zapaljivih šibica, udostojite se toga da vidite tokom požara koji su se dogodili ove godine, koji su u nekim gradovima potrošili više od 12.000.000 rubalja. srebro filistarske imovine, piromani su vrlo često svoj zločin činili pomoću šibica.
Osim toga, bijeli fosfor je jedna od najotrovnijih tvari.
Stoga je rad u tvornicama šibica pratila teška bolest zvana fosforna nekroza koja je zahvatila čeljusti, tj. odumiranje ćelija, kao i teška upala i krvarenje desni.
Sa širenjem proizvodnje, rasli su slučajevi teških trovanja među radnicima. Nesreće su poprimile tako katastrofalne oblike da je u Rusiji već 1862. godine izdata naredba da se ograniči prodaja bijelog fosfora.
Fosfor se počeo prodavati samo uz posebne dozvole lokalne policije.
Fabrike šibica su morale da plaćaju velike poreze, a broj preduzeća je počeo da opada. Ali potreba za utakmicama nije se smanjivala, već je, naprotiv, rasla. Pojavile su se razne zanatske šibice, koje su se distribuirale ilegalno. Sve je to dovelo do činjenice da je 1869. godine izdat novi dekret, koji dozvoljava "svuda, i u Carstvu iu Kraljevini Poljskoj, da se fosforne šibice prodaju bez posebnih ograničenja...".
U drugoj polovini XIX veka. problem zamjene bijelog fosfora pojavio se vrlo akutno. Vlade mnogih zemalja su došle do zaključka da proizvodnja šibica koje sadrže bijeli fosfor donosi više gubitaka nego prihoda. U većini zemalja proizvodnja takvih šibica bila je zabranjena zakonom.
No, izlaz je pronađen, relativno brzo se pokazalo da je moguće zamijeniti bijeli fosfor crvenim, otkrivenim 1848. Za razliku od bijelog, ova vrsta fosfora je potpuno bezopasna. U sastav mase šibica uveden je crveni fosfor. Ali očekivanja nisu ispunjena. Šibice su gorele veoma loše. Nisu našli tržište. Proizvođači koji su pokrenuli proizvodnju su bankrotirali.
Do sredine 19. stoljeća napravljeni su mnogi izvanredni izumi, a proizvodnja obične šibice nije mogla naći zadovoljavajuće rješenje.
Problem je rešen 1855. godine u Švedskoj. Sigurnosne šibice su iste godine predstavljene na Međunarodnoj izložbi u Parizu i dobile zlatnu medalju. Od tog trenutka, takozvane švedske utakmice su započele svoj trijumfalni hod širom svijeta. Njihova glavna karakteristika je da se nisu zapalili kada se trljaju o bilo koju tvrdu površinu. Švedska šibica se palila samo ako je bila trljana o bočnu stranu kutije, prekrivena posebnom masom.
Tako je "sigurna vatra" u švedskim utakmicama nastala iz veličanstvenog spoja trenja i hemijske reakcije.
To je, možda, sve! Hajde da vam sada kažemo kako funkcioniše moderna utakmica. Masa glave šibice sastoji se od 60% Bertholletove soli, kao i zapaljivih materija, sumpora ili nekih metalnih sulfida, kao što je sulfid antimona. Da bi se glava lagano i ravnomjerno palila, bez eksplozije, u masu se dodaju takozvana punila - stakleni prah, željezni oksid (III) itd. Vezivni materijal je ljepilo. Bertoletova sol može se zamijeniti tvarima koje sadrže kisik u velikim količinama, kao što je kalijev bihromat.
A od čega se sastoji pasta za kožu? Ovdje je glavna komponenta
crveni fosfor. Dodaju se mangan (IV) oksid, drobljeno staklo i ljepilo.
Pogledajmo sada koji se procesi dešavaju kada se upali šibica.
Kada se glava trlja o kožu na mjestu njihovog kontakta, crveni fosfor se zapali zbog kisika Bertoletove soli. Slikovito rečeno, vatra se izvorno rađa u koži. On pali šibicu. U njemu se rasplamsa sumpor ili antimon (III) sulfid, opet zbog kiseonika Bertoletove soli. A onda drvo svijetli.
Sada postoji mnogo recepata za kompozicije za glavu i namaze. Jedine konstantne komponente su Bertholletova so i crveni fosfor.
Ali ipak, neophodan element šibice je njen drveni dio, odnosno slama šibice. Metode njegove proizvodnje takođe imaju dugu istoriju. Za primitivne umočene šibice, baklja je rezana ručno nožem. Sada genijalne mašine rade u fabrikama šibica. Najpogodnije drvo za pravljenje slamki je jasika. Aspenov greben se prvo brusi i temeljno čisti. Tanak drveni lim se reže iz trupca na posebnim mašinama. Zatim se dijeli na dugačke tanke šipke. Ovi štapovi su već pretvoreni u šibice u drugoj mašini. Zatim slama ulazi u mašine, gde se na njen kraj nanosi šibica. Uz to, slamke šibica se obično podvrgavaju posebnom tretmanu kako bi se spriječila, na primjer, vlaga.
Moderni Mishini za sklapanje šibica proizvode stotine miliona šibica dnevno.
U zaključku, pogledajmo proizvodnju šibica očima ekonomiste. Ako pretpostavimo da svaki čovjek u prosjeku provede barem jednu šibicu dnevno, onda je da bi se zadovoljile godišnje potrebe čovječanstva za šibicama potrebno oko 20 miliona jasika, što je skoro pola miliona hektara prvoklasne šume jasika.
Zar nije teško? A za one zemlje u kojima šuma ima malo ili gotovo da nema, to jednostavno nije moguće. Pokušali smo koristiti karton umjesto drvenih slamki. Ali takvi meki mečevi nisu bili uspješni. Veoma su nezgodni za rukovanje.
Zato su sve vrste upaljača postale rasprostranjene - benzinski, plinski, električni upaljači za plinske peći itd. I na kraju će njihova proizvodnja biti jeftinija od proizvodnje šibica.
Znači li to da će šibica jednog dana postati samo muzejski eksponat? Teško je odgovoriti na ovo pitanje. Može se pretpostaviti da bi proizvodnja šibica u budućnosti mogla biti smanjena.
Trenutno je naša zemlja na prvom mjestu u svijetu po proizvodnji šibica. Moderne fabrike šibica opremljene su mašinama visokih performansi koje omogućavaju proizvodnju 500.000 šibica na sat.
Sa proširenjem proizvodnje unapređuje se tehnologija, savladavaju se nove vrste šibica, proizvode se lovačke, olujne, plinske i suvenirske šibice u setovima, čije šarene etikete odražavaju najznačajnije događaje u životu naše zemlje.
Lovačke šibice se razlikuju od jednostavnih i po tome, pored uobičajenih
glave i slamke, imaju dodatni premaz ispod glave. Dodatna zapaljiva masa čini da šibica dugo gori uz veliki vrući plamen. Gori oko 10 s, dok obična šibica traje samo 2-3 s. Takve šibice omogućavaju paljenje vatre u svakom vremenu.
Olujni mečevi nisu ništa manje znatiželjni. Nemaju glavu, ali je premaz "tijela" mnogo deblji nego kod lovačkih šibica. Njihova zapaljiva masa sadrži dosta bertolet soli, dakle, sposobnost paljenja, tj. osjetljivost takvih utakmica je vrlo visoka. Gori najmanje 10 s u svim meteorološkim uslovima, čak i po olujnom vremenu na 12 tačaka. Takve šibice posebno su potrebne ribarima i pomorcima.
Plinske šibice se razlikuju od običnih po tome što im je štap duži. Sada se proizvode šibice sa slamkom od 70 mm. Sa ovom šibicom možete zapaliti nekoliko gorionika odjednom. Dodavanje nekih soli u zapaljivu masu omogućava dobijanje obojene vatre: crvene, ružičaste, plave, zelene, ljubičaste.
Šibice se pakuju u kutije različitih veličina koje sadrže pedeset, sto, dve stotine pa čak i petsto šibica. Trenutno je proizvodnja šibica potpuno automatizirana i to omogućava prodaju njenih proizvoda po prilično niskim cijenama. Ranije se koristio izraz "jeftinije od šibica", što znači "skoro besplatno".
Naravno, trošenje drva za pravljenje šibica postaje sve rasipnije. Uostalom, na to se troše stotine hektara dobre šume, za spašavanje koje su sada zainteresirane praktično sve zemlje svijeta, čak i one koje još uvijek imaju prilično velike površine šumskog bogatstva. Obim moderne proizvodnje i gradnje raste tako brzo da se količina utrošenog drveta značajno povećava svake decenije. Sada je pun zadatak uštede drveta i zamjene, gdje je to moguće, proizvodima od drugih sirovina.
Sve više se od plastike izrađuju različiti predmeti koji se široko koriste u svakodnevnom životu. Na svjetskom tržištu u posljednjoj deceniji, cijene polivinil klorida, polivinil acetata, polistirena i drugih materijala su značajno smanjene.
Proizvodnja šibica i kutija šibica od plastike
Pitanje proizvodnje šibica i kutija šibica od plastike za masovnog potrošača trenutno se široko raspravlja. Kada bi se to moglo učiniti, dogodila bi se prava revolucija u razvoju industrije šibica. Na našem ekološki narušenom zemljištu bilo bi moguće spasiti stotine hektara šume, koja se troši mnogo brže nego što se njene rezerve obnavljaju.Međutim, u stvarnosti nije sve tako jednostavno. Mnoge plastične materijale je teško reciklirati, a oni sve više zagađuju okean i kopno. Veliki industrijski gradovi teško se nose sa preradom otpada od plastičnih materijala, naša nekada čista planeta guši se pod naletom sintetičkog otpada. Naravno, i kutije šibica od raznih polimernih materijala će se nakon upotrebe šibica bezbrižno baciti, kao što je to sada slučaj sa sličnim proizvodima od kartona i drveta. Tada će se, nesumnjivo, Moskva i moskovska regija i mnogi drugi gradovi naše mnogostradne planete obući u novu odjeću od otpada šibica. Ovo više neće biti mitska haljina kralja iz divne bajke o velikom Andersenu, već inkvizitorska toga koju je čovjek napravio od polimernih materijala za Majku Zemlju.
Pa gdje je izlaz? Kako izbjeći katastrofu koja vreba u intenzivnoj distribuciji plastičnih proizvoda? Postoji, naravno, izlaz. Postoje i sve se više koriste umjetni materijali koji se pod utjecajem sunčevog zračenja i kiselina rastvaraju u tlu. Ovi sintetički materijali za proizvodnju kutija šibica i šibica će se nesumnjivo koristiti u bliskoj budućnosti. Iako su trenutno takvi proizvodi mnogo skuplji od sličnih proizvoda od drveta.
Izrada vrlo lijepih kutija šibica od sintetičkih materijala zahtijeva značajna ulaganja. Na vanjskim kutijama šibica od plastike istiskuje se uzorak i nanosi se fosforna masa pomoću posebnih mašina.
Naravno, u proteklih četvrt stoljeća cijena je donekle smanjena zbog poboljšanja tehnologije proizvodnje, ali svejedno sintetičke šibice još uvijek ne mogu konkurirati cijenom sa šibicama od drveta. Sintetičke šibice se proizvode u malim serijama u nizu zapadnoevropskih zemalja. Potrebne su jeftinije sirovine i dalje unapređenje opreme. Da li je nerešivo?
Podsjetimo, prije samo 100 godina, aluminijum je bio skuplji od zlata, a samo zahvaljujući stvaranju nove elektrohemijske metode za njegovo dobijanje postao je pristupačan i jeftin.
Dobivanje sintetičkog materijala za šibicu koji može zamijeniti šibicu, omogućavajući regulaciju temperature i brzine sagorijevanja, sasvim je moguće s tehničkog stajališta kada se rješava pitanje masovne proizvodnje sintetičkih šibica u modernoj industriji.
Trenutno u Njemačkoj kompanija Reifenhäuser koristi polistiren za proizvodnju kutija šibica i šibica, a u Francuskoj su počele da se prave šibice od voska, odnosno još nije izgovorena posljednja riječ u stvaranju obične šibice. Široko polje aktivnosti u ovoj oblasti čeka mlađe generacije sa strepnjama i uspjesima. Voleo bih da verujem da ćemo i mi odbiti da koristimo drva.
hemijske industrije hemijske vesti
Saznajte više o novostima iz oblasti hemije, zanimljivoFosfor je otkrio njemački alhemičar Hennig Brand. H. Brand je bio hamburški trgovac, a zatim je bankrotirao, zadužio se i odlučio da okuša sreću u alhemiji kako bi poboljšao svoje poslove. Nakon što je dugo radio bezuspješno, odlučio je potražiti "kamen filozofa". Prije svega, Brand je odlučio potražiti ovu misterioznu supstancu u proizvodima živog organizma. Iz više razloga, uglavnom mistične prirode, za tu svrhu odabrao je urin. Nakon što je ispario skoro do suhog, Brand ga je podvrgao jakom zagrijavanju, pri čemu je primijetio da se dobija bijela supstanca koja je izgorjela sa stvaranjem bijelog dima.
Alhemičar H. Brand, pokušava da pronađe "kamen filozofa",
dobio neverovatne stvari. Ispostavilo se da je u pitanju fosfor
Brand je odlučio prikupiti ovu tvar i počeo zagrijavati osušeni urin bez zraka. Godine 1669. njegov rad okrunjen je neočekivanim otkrićem: u retorti se stvorila neobična tvar, koja je imala gadan okus, slab miris bijelog luka, izgledala je kao vosak, topila se uz lagano zagrijavanje i ispuštala pare koje su svijetlile u mraku. Brand je prešao rukom preko tvari - prsti su mu počeli svijetliti u mraku, bacio je u kipuću vodu - isparenja su se pretvorila u spektakularno sjajne zrake. Sve što je dolazilo u kontakt sa nastalom supstancom steklo je sposobnost samoluminiscencije. Može se zamisliti kako je veliko bilo zaprepašćenje mističnog Branda, odgojenog na vjeri u "kamen filozofa". Tako je otkriven fosfor. Brend ga je nazvao Kaltes Feuer("hladna vatra"), ponekad je nazivajući od milja "moja vatra". I iako Brand nije mogao proizvesti niti jednu transformaciju osnovnog metala u zlato ili srebro uz pomoć nove svjetleće tvari, ipak mu je "hladna vatra" donijela vrlo značajnu korist.
Brand je vrlo pametno iskoristio ogromno interesovanje koje je izazvalo otkriće fosfora u naučnom svijetu i široj javnosti. Počeo je proizvoditi fosfor u prilično značajnim količinama. Način dobijanja bio je zaodjenut najstrožom tajnom, i niko od drugih alhemičara nije mogao prodrijeti u njegovu laboratoriju. Brand je pokazao novu supstancu za novac i prodavao je u malim porcijama po cijeni zlata pa i više. Godine 1730, tj. 61 godinu nakon otkrića, unca (31 g) fosfora koštala je 10,5 crvenona u Londonu i 16 crvenona u Amsterdamu. Stoga ne čudi što su mnogi požurili s raznim eksperimentima pokušavajući otkriti Brandovu tajnu.
Njemački hemičar, profesor na Univerzitetu Wittenberg Johann Kunkel (1630–1703) bio je posebno zainteresovan za fosfor. Tokom putovanja susreo se sa svojim prijateljem, hemičarem Kraftom iz Drezdena, i nagovorio ga da kupi tajnu od Branda kako bi imao koristi od nje. Kraft je posjetio Branda i uspio je kupiti tajnu pravljenja fosfora za 200 talira. Međutim, Kunkel ovim dogovorom nije dobio ništa: Kraft nije s njim podijelio tajnu koju je dobio, već je počeo da putuje po dvorištima birača, pokazujući, poput Branda, fosfor za novac i zarađujući ogromne svote na ovom poslu.
U proljeće 1676. Kraft je organizirao sesiju eksperimenata s fosforom na dvoru izbornog izbornika Friedricha Wilhelma od Brandenburga. U 21 sat 24. aprila sve svijeće u prostoriji su ugašene, a Kraft je prisutnima pokazao eksperimente sa "vječnom vatrom", ne otkrivajući, međutim, način na koji je ova magična supstanca pripremljena.
U proleće sledeće godine Kraft dolazi na dvor vojvode Johana Fridriha u Hanoveru, gde je u to vreme kao bibliotekar služio nemački filozof i matematičar G. W. Leibniz (1646–1716). Kraft je ovdje također organizirao sesiju eksperimenata s fosforom, pokazujući posebno dvije tikvice koje su sijale poput krijesnica. Leibniz je, kao i Kunkel, bio izuzetno zainteresovan za novu supstancu. Na prvoj sesiji upitao je Krafta da li veliki komad ove supstance neće moći da osvijetli cijelu prostoriju. Kraft se složio da je to sasvim moguće, ali da bi bilo nepraktično, jer je proces pripreme supstance vrlo komplikovan.
Lajbnicovi pokušaji da ubedi Krafta da proda tajnu vojvodi nisu uspeli. Zatim je Leibniz otišao u Hamburg kod samog Branda. Ovdje je uspio sklopiti ugovor između vojvode Johanna Friedricha i Branda, prema kojem je prvi bio dužan platiti Brandu 60 talira za otkrivanje tajne. Od tog vremena, Leibniz je stupio u redovnu prepisku sa Brandom.
Otprilike u isto vrijeme, I. I. Becher (1635-1682) stigao je u Hamburg s ciljem da namami Branda kod vojvode od Meklenburga. Međutim, Branda je ponovo presreo Leibniz i odveo ga u Hanover kod vojvode Johanna Friedricha. Leibniz je bio potpuno uvjeren da je Brand vrlo blizu otkrivanja "kamena filozofa", te je stoga savjetovao vojvodu da ga ne pušta dok ne završi ovaj zadatak. Brand je, međutim, ostao u Hanoveru pet sedmica, pripremio svježe zalihe fosfora van grada, pokazao, prema ugovoru, tajnu proizvodnje i otišao.
Tada je Brand pripremio značajnu količinu fosfora za fizičara Kristijana Hajgensa, koji je proučavao prirodu svetlosti, i poslao zalihe fosfora u Pariz.
Brand je, međutim, bio veoma nezadovoljan cijenom koju su mu dali Leibniz i vojvoda Johann Friedrich za otkrivanje tajne proizvodnje fosfora. Poslao je ljutito pismo Leibnizu, požalivši se da dobijeni iznos nije dovoljan ni za izdržavanje njegove porodice u Hamburgu i plaćanje putnih troškova. Slična pisma su poslana i Leibnizovoj i Brandovoj supruzi Margariti.
Brand je bio nezadovoljan i Kraftom, kome je u pismima izražavao negodovanje, zamjerajući mu da je tajnu preprodao Engleskoj za 1000 talira. Kraft je ovo pismo prosledio Leibnizu, koji je savetovao vojvodu Johanna Fridriha da ne nervira Branda, da mu plati velikodušnije za otkrivanje tajne, bojeći se da će autor otkrića, u vidu osvetničkog čina, podeliti recept za pravljenje fosfora sa nekim drugim. Leibniz je poslao umirujuće pismo samom Brandu.
Očigledno, Brand je dobio nagradu, tk. 1679. ponovo dolazi u Hanover i tamo radi dva mjeseca, primajući sedmičnu platu od 10 talira uz doplatu za trpezu i putne troškove. Prepiska između Leibniza i Branda, sudeći po pismima koja se čuvaju u biblioteci u Hanoveru, trajala je do 1684. godine.
Vratimo se sada na Kunkel. Prema Leibnizu, Kunkel je preko Krafta naučio recept za pravljenje fosfora i krenuo na posao. Ali njegovi prvi eksperimenti su bili neuspješni. Pisao je pismo za pismom Brandu, žaleći se da mu je poslat recept koji je drugoj osobi bio vrlo nerazumljiv. U pismu napisanom 1676. iz Wittenberga, gdje je Kunkel tada živio, pitao je Branda o detaljima procesa.
Na kraju, Kunkel je postigao uspjeh u svojim eksperimentima, donekle modificirajući Brandovu metodu. Dodavanjem malo pijeska u osušenu mokraću prije destilacije, dobio je fosfor i ... tvrdio je da je otkriće neovisno. Iste godine, u julu, Kunkel je o svojim uspjesima pričao svom prijatelju, profesoru Univerziteta Wittenberg Kasparu Kirchmeyeru, koji je objavio rad o ovoj problematici pod naslovom „Trajna noćna lampa, ponekad svjetlucava, za kojom se dugo tražilo, sada je pronađena. " Kirchmeyer u ovom članku govori o fosforu kao o dugo poznatom svjetlećem kamenu, ali ne koristi sam izraz „fosfor“, očito još nije naviknut na to vrijeme.
IN U Engleskoj, nezavisno od Branda, Kunkela i Kirchmeyera 1680. godine, fosfor je dobio R. Boyle (1627–1691). Boyle je znao za fosfor iz istog Krafta. Već u maju 1677. fosfor je demonstriran u Kraljevskom društvu u Londonu. U ljeto iste godine, sam Kraft je došao sa fosforom u Englesku. Boyle je, prema njegovom sopstvenom izveštaju, posetio Krafta i video fosfor u njegovom čvrstom i tečnom obliku. U znak zahvalnosti za toplu dobrodošlicu, Kraft mu je, opraštajući se od Boylea, nagovijestio da je glavna supstanca njegovog fosfora nešto što je inherentno ljudskom tijelu. Očigledno, ovaj nagoveštaj je bio dovoljan da podstakne Boyleov rad. Nakon Kraftovog odlaska, počeo je da testira krv, kosti, kosu, mokraću, a 1680. godine njegovi napori da dobije blistavi element okrunjeni su uspjehom.
Boyle je počeo da iskorištava svoje otkriće u društvu pomoćnika, Nijemca Gaukwitza. Nakon Boyleove smrti 1691. godine, Gaukwitz je pokrenuo proizvodnju fosfora, poboljšavajući je u komercijalnim razmjerima. Prodavajući fosfor po ceni od tri funte sterlinga za uncu i snabdevajući njime naučne institucije i pojedinačne naučnike Evrope, Gaukvic je stekao ogromno bogatstvo. Kako bi uspostavio komercijalne veze, putovao je u Holandiju, Francusku, Italiju i Njemačku. U samom Londonu, Gaukwitz je osnovao farmaceutsku kompaniju koja je postala poznata još za njegovog života. Zanimljivo je da je Gaukwitz, uprkos svim eksperimentima s fosforom, ponekad vrlo opasnim, doživio 80 godina, nadživevši svoja tri sina i sve ljude koji su učestvovali u radu vezanom za ranu istoriju fosfora.
Od otkrića fosfora od strane Kunkela i Boylea, on je brzo pao na cijeni kao rezultat konkurencije pronalazača. Na kraju, naslednici pronalazača počeli su da upoznaju sve sa tajnom njegove proizvodnje za 10 talira, sve vreme snižavajući cenu. Godine 1743. A.S. Marggraf je pronašao još bolji način proizvodnje fosfora iz urina i odmah ga objavio, jer. ribolov više nije isplativ.
IN Trenutno se fosfor nigdje ne proizvodi metodom Brand-Kunkel-Boyle, jer je potpuno neisplativ. Zbog istorijskog interesa, ipak dajemo opis njihove metode.
Truli urin se isparava do stanja sirupa. Dobivena gusta masa se pomiješa s trostrukom količinom bijelog pijeska, stavi u retortu opremljenu prijemnikom i zagrijava 8 sati na ravnomjernoj vatri dok se ne uklone isparljive tvari, nakon čega se zagrijavanje pojačava. Prijemnik je napunjen bijelom parom, koja se zatim pretvara u plavkasti čvrsti i svijetleći fosfor.
Fosfor je dobio ime po svojstvu da svijetli u mraku (od grčkog - luminiferous). Među nekim ruskim hemičarima postojala je želja da elementu daju čisto rusko ime: "dragulj", "upaljač", ali ta imena nisu zaživjela.
Lavoisier je, kao rezultat detaljnog proučavanja sagorevanja fosfora, bio prvi koji ga je prepoznao kao hemijski element.
Prisustvo fosfora u urinu dalo je kemičarima razlog da ga traže u drugim dijelovima tijela životinja. Godine 1715. pronađen je fosfor u mozgu. Značajno prisustvo fosfora u njemu poslužilo je kao osnova za tvrdnju da „bez fosfora nema misli“. Godine 1769. Yu.G.Gan je pronašao fosfor u kostima, a dvije godine kasnije K.V. Scheele je dokazao da se kosti uglavnom sastoje od kalcijum fosfata i predložio metodu za dobijanje fosfora iz pepela koji je ostao nakon spaljivanja kostiju. Konačno, 1788. godine, M.G. Klaproth i J.L. Proust su pokazali da je kalcijum fosfat izuzetno rasprostranjen mineral u prirodi.
Alotropsku modifikaciju fosfora - crveni fosfor - otkrio je 1847. A. Schretter. U radu pod naslovom "Novo alotropsko stanje fosfora", Schretter piše da sunčeva svjetlost mijenja bijeli fosfor u crveni, a faktori kao što su vlaga, atmosferski zrak, nemaju utjecaja. Schretter je odvojio crveni fosfor tretmanom sa ugljičnim disulfidom. Takođe je pripremio crveni fosfor zagrijavanjem bijelog fosfora na temperaturu od oko 250°C u inertnom plinu. Istovremeno je utvrđeno da daljnji porast temperature opet dovodi do stvaranja bijele modifikacije.
Vrlo je zanimljivo da je Schroetter prvi predvidio upotrebu crvenog fosfora u industriji šibica. Na Svjetskoj izložbi u Parizu 1855. godine demonstriran je crveni fosfor koji je fabrika već dobivala.
Ruski naučnik A.A. Musin-Puškin je 1797. godine dobio novu modifikaciju fosfora - ljubičasti fosfor. Ovo otkriće se pogrešno pripisuje I. V. Gittorfu, koji je, gotovo u potpunosti ponovivši Musin-Pushkin metod, dobio ljubičasti fosfor tek 1853. godine.
Godine 1934., profesor P.W. Bridgman izložio je bijeli fosfor pritisku do 1100 atm. , pocrnio i tako dobio novu alotropsku modifikaciju elementa. Zajedno sa bojom, promijenila su se fizička i kemijska svojstva fosfora: bijeli fosfor se, na primjer, spontano zapali u zraku, a crni, kao i crveni, nema tu osobinu.
Moguće je da je elementarni fosfor dobijen još u 12. veku. arapskog alhemičara Alkhida Behila tokom destilacije urina s glinom i vapnom, o tome svjedoči drevni alhemijski rukopis pohranjen u Pariskoj biblioteci. Međutim, otkriće fosfora se obično pripisuje bankrotiranom hamburškom trgovcu Hennigu Brandu. Preduzetnik se bavio alhemijom kako bi došao do filozofskog kamena i eliksira mladosti, kojim je lako mogao popraviti svoju materijalnu situaciju.
Ali u stvari, od davnina su se tvari koje mogu svijetliti u mraku svjetlosnom rukom starih Grka nazivale fosforima, jer su tu riječ imali u značenju "nosač svjetlosti". Inače, planetu su zvali Venera Fosfor ili Lucifer, ali samo ujutro, uveče je imala drugačije ime.
U istoriji otkrivanja tajne dobijanja fosfora, 17. vek je postao važna prekretnica. Na primjer, postolar V. Kagaorolo, koji se bavio alhemijom, odlučio je da se mineral koji se zove "barit" može pretvoriti u zlato (ili u kamen filozofa, koji bi pomogao u rješavanju istog problema, a ujedno i rješavanju problema). sa zdravljem i vječnom mladošću). Kalcinirajući barit ugljem i naftom, dobio je takozvani "bolonjski fosfor" koji je neko vrijeme svijetlio u mraku.
U Saksoniji je Balduin, pravosudni činovnik nižeg ranga (poput našeg starešine), iz nekog razloga počeo eksperimente s kredom i dušičnom kiselinom (međutim, jasno je zašto: bio je alhemičar). Kalcinirajući produkt interakcije sastojaka, otkrio je sjaj u retorti - bio je to bezvodni kalcijum nitrat, koji je nazvan "Baldvinov fosfor".
No, zapis najsjajnije stranice u ovoj priči započeo je Honnig Brand, o čemu vrijedi govoriti detaljnije, jer je čak i veliki Lavoisier ostavio kratke podatke o njemu nakon što su se upoznali 1678. U mladosti je bio vojnik, a zatim samoproklamovao se kao doktor, a da nije bio opterećen medicinskim obrazovanjem. Ženidba za bogatu ženu omogućila je da se počne živjeti na veliki način i baviti se trgovinom. Alhemija je privukla H. Branda tajnom dobijanja zlata.
O, kako ga je zanosila ideja, koliko je napora uložio da je sprovede! Vjerujući da proizvodi vitalne aktivnosti osobe, "kralja prirode", mogu sadržavati takozvanu primarnu energiju, neumorni eksperimentator je počeo destilirati ljudski urin, moglo bi se reći, u industrijskim razmjerima: u vojničkim barakama , ukupno je skupio čitavu tonu! I ispario je u sirupasto stanje (naravno, ne odjednom!), I nakon destilacije, ponovo je destilirao rezultirajuće „urino ulje“ i dugo ga kalcinirao. Kao rezultat toga, u retorti se pojavila bijela prašina, koja se složila na dno i zablistala, zbog čega je Brand nazvan „hladna vatra“ (kaltes Feuer). Brandovi savremenici su ovu supstancu zvali fosfor zbog njene sposobnosti da svetli u mraku (još jedan grčki jwsjoroV).
Godine 1682. Brand je objavio rezultate svojih istraživanja i sada se s pravom smatra otkrićem elementa br. 15. Fosfor je bio prvi element čije je otkriće dokumentirano, a njegov otkrivač je poznat.
Interes za novu supstancu bio je ogroman, a Brand je to iskoristio - demonstrirao je fosfor samo za novac ili je male količine zamijenio za zlato. Unatoč brojnim naporima, hamburški trgovac nije mogao ostvariti svoj njegovani san - da dobije zlato od olova koristeći "hladnu vatru", pa je ubrzo prodao recept za dobijanje nove supstance izvjesnom Kraftu iz Drezdena za dvije stotine talira. Novi vlasnik uspio je zaraditi mnogo veće bogatstvo na fosforu - uz "hladnu vatru" proputovao je cijelu Evropu i to demonstrirao naučnicima, visokim, pa čak i kraljevskim ljudima, na primjer Robertu Boyleu, Gottfriedu Leibnizu, Charlesu II. Iako je metoda pripreme fosfora držana u najstrožoj tajnosti, Robert Boyle je 1682. uspio doći do nje, ali je i svoju metodu otkrio tek na zatvorenom sastanku Kraljevskog društva u Londonu. Boyleova metoda je objavljena nakon njegove smrti, 1692.
U proljeće 1676. Kraft je organizirao sesiju eksperimenata s fosforom na dvoru izbornog izbornika Friedricha Wilhelma od Brandenburga. U 21 sat 24. aprila sve svijeće u prostoriji su ugašene, a Kraft je prisutnima pokazao eksperimente sa "vječnom vatrom", ne otkrivajući, međutim, način na koji je ova magična supstanca pripremljena.
U proleće sledeće godine Kraft je došao na dvor vojvode Johana Fridriha u Hanoveru3, gde je u to vreme kao bibliotekar bio nemački filozof i matematičar G. W. Leibniz (1646-1716). Kraft je ovdje također organizirao sesiju eksperimenata s fosforom, pokazujući posebno dvije tikvice koje su sijale poput krijesnica. Leibniz je, kao i Kunkel, bio izuzetno zainteresovan za novu supstancu. Na prvoj sesiji upitao je Krafta da li veliki komad ove supstance neće moći da osvijetli cijelu prostoriju. Kraft se složio da je to sasvim moguće, ali da bi bilo nepraktično, jer je proces pripreme supstance vrlo komplikovan.
Lajbnicovi pokušaji da ubedi Krafta da proda tajnu vojvodi nisu uspeli. Zatim je Leibniz otišao u Hamburg kod samog Branda. Ovdje je uspio sklopiti ugovor između vojvode Johanna Friedricha i Branda, prema kojem je prvi bio dužan platiti Brandu 60 talira za otkrivanje tajne. Od tog vremena, Leibniz je stupio u redovnu prepisku sa Brandom.
Otprilike u isto vrijeme, I. I. Becher (1635-1682) stigao je u Hamburg s ciljem da namami Branda kod vojvode od Meklenburga. Međutim, Branda je ponovo presreo Leibniz i odveo ga u Hanover kod vojvode Johanna Friedricha. Leibniz je bio potpuno uvjeren da je Brand vrlo blizu otkrivanja "kamena filozofa", te je stoga savjetovao vojvodu da ga ne pušta dok ne završi ovaj zadatak. Brand je, međutim, ostao u Hanoveru pet sedmica, pripremio svježe zalihe fosfora van grada, pokazao, prema ugovoru, tajnu proizvodnje i otišao.
Tada je Brand pripremio značajnu količinu fosfora za fizičara Kristijana Hajgensa, koji je proučavao prirodu svetlosti, i poslao zalihe fosfora u Pariz.
Brand je, međutim, bio veoma nezadovoljan cijenom koju su mu dali Leibniz i vojvoda Johann Friedrich za otkrivanje tajne proizvodnje fosfora. Poslao je ljutito pismo Leibnizu, požalivši se da dobijeni iznos nije dovoljan ni za izdržavanje njegove porodice u Hamburgu i plaćanje putnih troškova. Slična pisma su poslana i Leibnizovoj i Brandovoj supruzi Margariti.
Brand je bio nezadovoljan i Kraftom, kome je u pismima izražavao negodovanje, zamjerajući mu da je tajnu preprodao Engleskoj za 1000 talira. Kraft je ovo pismo prosledio Leibnizu, koji je savetovao vojvodu Johanna Fridriha da ne nervira Branda, da mu plati velikodušnije za otkrivanje tajne, bojeći se da će autor otkrića, u vidu osvetničkog čina, podeliti recept za pravljenje fosfora sa nekim drugim. Leibniz je poslao umirujuće pismo samom Brandu.
Očigledno, Brand je dobio nagradu, tk. 1679. ponovo dolazi u Hanover i tamo radi dva mjeseca, primajući sedmičnu platu od 10 talira uz doplatu za trpezu i putne troškove. Prepiska između Leibniza i Branda, sudeći po pismima koja se čuvaju u biblioteci u Hanoveru, trajala je do 1684. godine.
Vratimo se sada na Kunkel. Prema Leibnizu, Kunkel je preko Krafta naučio recept za pravljenje fosfora i krenuo na posao. Ali njegovi prvi eksperimenti su bili neuspješni. Pisao je pismo za pismom Brandu, žaleći se da mu je poslat recept koji je drugoj osobi bio vrlo nerazumljiv. U pismu napisanom 1676. iz Wittenberga, gdje je Kunkel tada živio, pitao je Branda o detaljima procesa.
Na kraju, Kunkel je postigao uspjeh u svojim eksperimentima, donekle modificirajući Brandovu metodu. Dodavanjem malo pijeska u osušenu mokraću prije destilacije, dobio je fosfor i ... tvrdio je da je otkriće neovisno. Iste godine, u julu, Kunkel je o svojim uspjesima pričao svom prijatelju, profesoru Univerziteta Wittenberg Kasparu Kirchmeyeru, koji je objavio rad o ovoj problematici pod naslovom „Trajna noćna lampa, ponekad svjetlucava, za kojom se dugo tražilo, sada je pronađena. " Kirchmeyer u ovom članku govori o fosforu kao o dugo poznatom svjetlećem kamenu, ali ne koristi sam izraz „fosfor“, očito još nije naviknut na to vrijeme.
U Engleskoj, nezavisno od Branda, Kunkela i Kirchmeyera 1680. godine, fosfor je dobio R. Boyle (1627-1691). Boyle je znao za fosfor iz istog Krafta. Već u maju 1677. fosfor je demonstriran u Kraljevskom društvu u Londonu. U ljeto iste godine, sam Kraft je došao sa fosforom u Englesku. Boyle je, prema njegovom sopstvenom izveštaju, posetio Krafta i video fosfor u njegovom čvrstom i tečnom obliku. U znak zahvalnosti na toploj dobrodošlici, Kraft mu je, opraštajući se od Boylea, nagovijestio da je glavna supstanca njegovog fosfora nešto što je inherentno ljudskom tijelu. Očigledno, ovaj nagoveštaj je bio dovoljan da podstakne Boyleov rad. Nakon Kraftovog odlaska, počeo je da testira krv, kosti, kosu, mokraću, a 1680. godine njegovi napori da dobije blistavi element okrunjeni su uspjehom.
Boyle je počeo da iskorištava svoje otkriće u društvu pomoćnika, Nijemca Gaukwitza. Nakon Boyleove smrti 1691. godine, Gaukwitz je pokrenuo proizvodnju fosfora, poboljšavajući je u komercijalnim razmjerima. Prodavajući fosfor po ceni od tri funte sterlinga za uncu i snabdevajući njime naučne institucije i pojedinačne naučnike Evrope, Gaukvic je stekao ogromno bogatstvo. Kako bi uspostavio komercijalne veze, putovao je u Holandiju, Francusku, Italiju i Njemačku. U samom Londonu, Gaukwitz je osnovao farmaceutsku kompaniju koja je postala poznata još za njegovog života. Zanimljivo je da je Gaukwitz, uprkos svim eksperimentima s fosforom, ponekad vrlo opasnim, doživio 80 godina, nadživevši svoja tri sina i sve ljude koji su učestvovali u radu vezanom za ranu istoriju fosfora.
Od otkrića fosfora od strane Kunkela i Boylea, on je brzo pao na cijeni kao rezultat konkurencije pronalazača. Na kraju, naslednici pronalazača počeli su da upoznaju sve sa tajnom njegove proizvodnje za 10 talira, sve vreme snižavajući cenu. Godine 1743. A.S. Marggraf je pronašao još bolji način proizvodnje fosfora iz urina i odmah ga objavio, jer. ribolov više nije isplativ.
Trenutno se fosfor nigdje ne proizvodi metodom Brand-Kunkel-Boyle, jer je potpuno neisplativ. Zbog istorijskog interesa, mi ćemo ipak dati opis njihove metode.
Truli urin se isparava do stanja sirupa. Dobivena gusta masa se pomiješa s trostrukom količinom bijelog pijeska, stavi u retortu opremljenu prijemnikom i zagrijava 8 sati na ravnomjernoj vatri dok se ne uklone isparljive tvari, nakon čega se zagrijavanje pojačava. Prijemnik je napunjen bijelom parom, koja se zatim pretvara u plavkasti čvrsti i svijetleći fosfor.
Fosfor je dobio ime po svojstvu da svijetli u mraku (od grčkog - luminiferous). Među nekim ruskim hemičarima postojala je želja da elementu daju čisto rusko ime: "dragulj", "upaljač", ali ta imena nisu zaživjela.
Lavoisier je, kao rezultat detaljnog proučavanja sagorevanja fosfora, bio prvi koji ga je prepoznao kao hemijski element.
Prisustvo fosfora u urinu dalo je kemičarima razlog da ga traže u drugim dijelovima tijela životinja. Godine 1715. pronađen je fosfor u mozgu. Značajno prisustvo fosfora u njemu poslužilo je kao osnova za tvrdnju da „bez fosfora nema misli“. Godine 1769. Yu.G.Gan je pronašao fosfor u kostima, a dvije godine kasnije K.V. Scheele je dokazao da se kosti uglavnom sastoje od kalcijum fosfata i predložio metodu za dobijanje fosfora iz pepela koji je ostao nakon spaljivanja kostiju. Konačno, 1788. godine, M.G. Klaproth i J.L. Proust su pokazali da je kalcijum fosfat izuzetno rasprostranjen mineral u prirodi.
Alotropsku modifikaciju fosfora - crveni fosfor - otkrio je 1847. A. Schretter. U radu pod naslovom "Novo alotropsko stanje fosfora", Schretter piše da sunčeva svjetlost mijenja bijeli fosfor u crveni, a faktori kao što su vlaga, atmosferski zrak, nemaju utjecaja. Schretter je odvojio crveni fosfor tretmanom sa ugljičnim disulfidom. Takođe je pripremio crveni fosfor zagrijavanjem bijelog fosfora na temperaturu od oko 250°C u inertnom plinu. Istovremeno je utvrđeno da daljnji porast temperature opet dovodi do stvaranja bijele modifikacije.
Vrlo je zanimljivo da je Schroetter prvi predvidio upotrebu crvenog fosfora u industriji šibica. Na Svjetskoj izložbi u Parizu 1855. godine demonstriran je crveni fosfor koji je fabrika već dobivala.
Ruski naučnik A.A. Musin-Puškin je 1797. godine dobio novu modifikaciju fosfora - ljubičasti fosfor. Ovo otkriće se pogrešno pripisuje I. V. Gittorfu, koji je, gotovo u potpunosti ponovivši Musin-Pushkin metod, dobio ljubičasti fosfor tek 1853. godine.
Godine 1934., profesor P. W. Bridgman, podvrgavajući bijeli fosfor pritisku do 1100 atm, pretvorio ga je u crni i tako dobio novu alotropsku modifikaciju elementa. Zajedno sa bojom, promijenila su se fizička i kemijska svojstva fosfora: bijeli fosfor se, na primjer, spontano zapali u zraku, a crni, kao i crveni, nema tu osobinu.
Fosfor (od grčkog phosphoros - luminiferous; lat. Phosphorus) - element periodnog sistema hemijskih elemenata periodnog sistema, jedan od najčešćih elemenata zemljine kore, njegov sadržaj je 0,08-0,09% njegove mase. Koncentracija u morskoj vodi je 0,07 mg/l. Ne nalazi se u slobodnom stanju zbog visoke hemijske aktivnosti. Formira oko 190 minerala, od kojih su najvažniji apatit Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl,OH), fosforit Ca 3 (PO 4) 2 i drugi. Fosfor se nalazi u svim dijelovima zelenih biljaka, a još više u plodovima i sjemenkama (vidi fosfolipidi). Sadrži se u životinjskim tkivima, deo je proteina i drugih esencijalnih organskih jedinjenja (ATP, DNK), element je života.
Priča
Fosfor je otkrio hamburški alhemičar Hennig Brand 1669. godine. Kao i drugi alhemičari, Brand je pokušao pronaći filozofski kamen, ali je dobio blistavu supstancu. Brand se fokusirao na eksperimente s ljudskim urinom, jer je vjerovao da on, koji ima zlatnu boju, može sadržavati zlato ili nešto potrebno za rudarenje. U početku se njegova metoda sastojala u činjenici da se urin u početku taložio nekoliko dana dok neugodan miris ne bi nestao, a zatim prokuhao do ljepljivog stanja. Zagrijavanjem ove paste na visoke temperature i dovođenjem do pojave mjehurića, nadao se da će, kada se kondenzuju, sadržavati zlato. Nakon nekoliko sati intenzivnog ključanja, dobivena su zrna bijele tvari nalik vosku, koja je gorjela vrlo sjajno i, štoviše, treperila u mraku. Ovu supstancu je brend nazvao phosphorus mirabilis (lat. "čudesni nosač svjetlosti"). Brandovo otkriće fosfora bilo je prvo otkriće novog elementa još od antike.
Nešto kasnije, fosfor je dobio još jedan njemački hemičar, Johann Kunkel.
Bez obzira na Branda i Kunkela, fosfor je dobio R. Boyle, koji ga je opisao u članku “Metoda pripreme fosfora iz ljudskog urina” od 14. oktobra 1680. godine objavljenom 1693. godine.
Unaprijeđenu metodu za dobivanje fosfora objavio je 1743. Andreas Marggraf.
Postoje dokazi da su arapski alhemičari mogli dobiti fosfor u 12. vijeku.
Činjenicu da je fosfor jednostavna tvar dokazao je Lavoisier.
porijeklo imena
Godine 1669. Henning Brand je zagrijavanjem mješavine bijelog pijeska i isparenog urina dobio supstancu koja svijetli u mraku, prvo nazvanu "hladna vatra". Sekundarni naziv "fosfor" dolazi od grčkih riječi "φῶς" - svjetlost i "φέρω" - nosim. U starogrčkoj mitologiji, ime Fosfor (ili Eosfor, drugi grčki Φωσφόρος) nosio je čuvar Jutarnje zvezde.
Potvrda
Fosfor se dobija iz apatita ili fosforita kao rezultat interakcije sa koksom i silicijum dioksidom na temperaturi od 1600°C:
2Ca 3 (PO 4) 2 + 10C + 6SiO 2 → P4 + 10CO + 6CaSiO 3 .
Nastala para bijelog fosfora kondenzira se u prijemniku pod vodom. Umjesto fosforita, mogu se reducirati drugi spojevi, na primjer, metafosforna kiselina:
4HPO 3 + 12C → 4P + 2H 2 + 12CO.
Fizička svojstva
Elementarni fosfor u normalnim uslovima predstavlja nekoliko stabilnih alotropnih modifikacija; Problem alotropije fosfora je složen i nije u potpunosti riješen. Obično postoje četiri modifikacije jednostavne supstance - bijeli, crveni, crni i metalni fosfor. Ponekad se nazivaju i glavnim alotropskim modifikacijama, što implicira da su sve ostale varijante ove četiri. U normalnim uslovima postoje samo tri alotropske modifikacije fosfora, a pod uslovima ultravisokih pritisaka postoji i metalni oblik. Sve modifikacije se razlikuju po boji, gustoći i drugim fizičkim karakteristikama; primetna je tendencija naglog smanjenja hemijske aktivnosti tokom prelaska sa belog na metalni fosfor i povećanja metalnih svojstava.
Hemijska svojstva
Hemijska aktivnost fosfora je mnogo veća od aktivnosti dušika. Hemijska svojstva fosfora su u velikoj mjeri određena njegovom alotropskom modifikacijom. Bijeli fosfor je vrlo aktivan; u procesu prijelaza na crveni i crni fosfor, kemijska aktivnost naglo opada. Bijeli fosfor svijetli u mraku na zraku, sjaj je posljedica oksidacije fosforne pare u niže okside.
U tekućem i otopljenom stanju, kao i u parama do 800°C, fosfor se sastoji od molekula P4. Kada se zagrije iznad 800 ° C, molekuli se disociraju: P 4 = 2P 2. Na temperaturama iznad 2000 °C, molekuli se raspadaju na atome.
