Fosfori avastas 1669. aastal alkeemik Brandt, kui ta "filosoofi kivi" otsides kuumutas kuiva uriinijääki tugevalt söega, ilma et oleks saanud õhku. Eraldatud aine hõõgus õhus ja süttis seejärel põlema. Sellele omadusele andis Brandt nimeks “fosfor”, s.t. valguse kandja ("valguskandja").
Pärast avastamist oli fosfor veel sada aastat haruldane ja kallis aine, sest... selle sisaldus uriinis on tühine ja selle saamine raske. Alles pärast 1771. aastat, kui Rootsi keemik Scheele töötas välja meetodi fosfori saamiseks luudest, sai võimalikuks selle hankimine märkimisväärsetes kogustes.
Fosfori omadused
Viienda rühma teine tüüpiline element on mittemetall. Fosfori kõrgeim oksüdatsiooniaste on +5. Vähem kui +5 oksüdatsiooniastmes fosforit sisaldavad ühendid toimivad redutseerivate ainetena. Samas ei ole +5 fosforiühendid lahustes oksüdeerijad. Fosfori hapnikuühendid on stabiilsemad kui lämmastiku omad. Vesinikühendid on vähem stabiilsed.
Looduslikud ühendid ja fosfori tootmine
Fosforit on maakoores rohkem kui lämmastikku, väävlit ja kloori. Erinevalt lämmastikust esineb fosfor looduses ainult ühendite kujul. Fosformineraalidest on olulisemad apatiit Ca5X(PO4)3 (X on fluor, harvemini kloor ja hüdroksüülrühm) ja fosforiit, mille aluseks on Ca3(PO4)2. Lisaks on fosfor osa mõnest valgulisest ainest ning seda leidub taimedes ning looma- ja inimorganismides.
Vaba fosforit saadakse looduslikust fosforit sisaldavast toorainest kõrgtemperatuursel redutseerimisel (1500 kraadi C) koksiga liiva juuresolekul. Viimane seob kaltsiumoksiidi räbu – kaltsiumsilikaadiks. Fosforiidi redutseerimise korral saab üldist reaktsiooni esitada võrrandiga:
Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 = CaSiO3 + 5CO + P2
Saadud süsinikmonooksiid ja aurfosfor sisenevad koos veega külmikusse, kus kondenseerudes moodustub tahke valge fosfor.
Füüsilised ja keemilised omadused
Temperatuuril alla 1000 kraadi C sisaldavad fosfori aurud tetraaatomilisi P4 molekule, mis on tetraeedri kujulised. Kõrgematel temperatuuridel toimub termiline dissotsiatsioon ja kaheaatomiliste P2 molekulide sisaldus segus suureneb. Viimase lagunemine fosfori aatomiteks toimub temperatuuril üle 2500 kraadi C.
Aurude kondenseerumisel tekkival fosfori valgel modifikatsioonil on molekulaarne kristallvõre, mille sõlmedes asuvad P4 molekulid. Molekulidevaheliste jõudude nõrkuse tõttu on valge fosfor lenduv, sulav, seda saab lõigata noaga ja lahustub mittepolaarsetes lahustites, näiteks süsinikdisulfiidis. Valge fosfor on väga reaktiivne aine. See reageerib intensiivselt hapniku, halogeenide, väävli ja metallidega. Fosfori oksüdeerumisega õhus kaasneb kuumenemine ja hõõgumine. Seetõttu hoitakse valget fosforit vee all, millega see ei reageeri. Valge fosfor on väga mürgine.
Pikaajalisel ladustamisel ja ka kuumutamisel muutub valge fosfor punaseks modifikatsiooniks. Punane fosfor on polümeerne aine, süsinikdisulfiidis lahustumatu, vähem toksiline kui valge fosfor. Punast fosforit on raskem oksüdeeruda kui valget fosforit, see ei helenda pimedas ja süttib alles 250 kraadi juures.
Fosfori kõige stabiilsem modifikatsioon on must fosfor. See saadakse valge fosfori allotroopsel muundamisel temperatuuril 220 kraadi C ja rõhul 1200 MPa. Välimuselt meenutab see grafiiti. Musta fosfori kristallstruktuur on kihiline, koosnedes gofreeritud kihtidest. Nagu punases fosforis, on ka siin iga fosfori aatom kovalentsete sidemetega seotud kolme naabriga. Fosfori aatomite vaheline kaugus on 0,387 nm. Valge ja punane fosfor on isolaatorid ja must fosfor on pooljuht, mille ribalaius on 0,33 eV. Keemiliselt on must fosfor kõige vähem reageeriv, süttides ainult siis, kui seda kuumutatakse üle 400 kraadi C.
Fosforil on metallidega suhtlemisel oksüdatiivne funktsioon: 3Ca + 2P = Ca3P2
Redutseerijana toimib fosfor reaktsioonides aktiivsete mittemetallidega - halogeenid, hapnik, väävel, aga ka tugevate oksüdeerivate ainetega:
2P + 3S = P2S3 2P + 5S = P2S5
See interakteerub hapniku ja klooriga sarnasel viisil.
P + 5HNO3 = H3PO4 + 5NO2 + H2O
Leelislahustes on kuumutamisel valge fosfor ebaproportsionaalne:
8P + 3Ba(OH)2 + 6H2O = 2РН3 + 3Ba(H2PO2)2
Keemiline fosforoksiid (+3) on oma olemuselt happeline:
P2O3 + 3H2O = 2H3PO3
Fosforhape on värvitud sulavad kristallid, mis lahustuvad vees hästi. Keemilise struktuuri järgi on tegemist moonutatud tetraeedriga, mille keskel on sp3 - hübriidorbitaalidega fosforiaatom ning tipud on hõivatud kahe hüdroksüülrühma ning vesiniku- ja hapnikuaatomitega. Fosforiga otseselt seotud vesinikuaatom ei ole asendusvõimeline ja seetõttu on fosforhape maksimaalselt kahealuseline ja seda esindab sageli valemiga H2[HPO3]. Fosforhape on keskmise tugevusega hape. Selle soolad - fosfitid - saadakse P2O3 reageerimisel leelistega:
P2O3 + 4NaOH = 2Na2HPO3 + H2O
Leelismetallid ja kaltsiumfosfitid lahustuvad vees kergesti.
Kuumutamisel on fosforhape ebaproportsionaalne:
4H3PO3 = PH3 + 3H3PO4
Fosforhapet oksüdeerivad paljud oksüdeerivad ained, sealhulgas halogeenid, näiteks:
H3PO3 + Cl2 + H2O = H3PO4 + 2HCl
Fosforhape saadakse tavaliselt fosfortrihalogeniidide hüdrolüüsil:
RG3 + 3H2O = H3PO3 + 3NG
Monoasendatud fosfitide kuumutamisel saadakse pürofosforhappe (difosforhappe) soolad - pürofosfitid:
2NaH2PO3 = Na2H2P2O5 + H2O
Pürofosfiidid hüdrolüüsivad veega keetmisel:
Na2H2P2O5 + 3H2O = 2NaOH + 2H3PO3
Pürofosforhape H4P2O5 (pentaoksodifosforhape), nagu fosforhape, on ainult kahealuseline ja suhteliselt ebastabiilne.
On teada veel üks fosforhape (+3) – väheuuritud polümeerne metafosforhape (HPO2)n.
Fosfori kõige iseloomulikum oksiid on P2O5 – difosforpentoksiid. See on valge tahke aine, mida saab kergesti saada klaasjas olekus. Auruolekus on fosforoksiidi molekulide (+5) koostis P4O10. Solid P2O5-l on mitu modifikatsiooni. Ühel fosforoksiidi vormil (+5) on molekulaarstruktuur, mille võrekohtades on P4O10 molekulid. Välimuselt meenutab see modifikatsioon jääd. Sellel on madal tihedus, see muutub kergesti auruks, lahustub hästi vees ja on reaktiivne. P2O5 on tugevaim veetustav reaktiiv. Kuivatava toime intensiivsuse poolest on see palju parem kui sellised niiskuse neelajad nagu CaCl2, NaOH, H2SO4 jne. P2O5 hüdraatimisel tekib esmalt metafosforhape:
P2O5 + H2O = 2HPO3
mille edasine hüdratsioon viib järjestikku pürofosfor- ja ortofosforhappeni:
2HPO3 + H2O = H4P2O7 ja H4P2O7 + H2O = 2H3PO4
Keemiliste elementide avastamise ajalugu on täis isiklikke draamasid, erinevaid üllatusi, salapäraseid saladusi ja hämmastavaid legende.
Mõnikord ootas uurijat traagiline lõpp, nagu juhtus näiteks fluori avastajaga. Kuid sagedamini osutus edu nende ustavaks kaaslaseks, kes teadsid, kuidas loodusnähtusi lähedalt vaadata.
Muistsed toomid on meile säilitanud üksikuid episoode pensionil sõduri ja Hamburgi kaupmehe elust. Tema nimi oli Hennig Brand (umbes 1630-?). Tema kaupmeheasjad ei sujunud hästi ja just sel põhjusel püüdis ta vaesusest välja pääseda. Ta masendas teda kohutavalt. Ja Brand otsustas proovida õnne alkeemias. Veelgi enam, 17. sajandil. erinevalt meie 20. sajandist. Peeti täiesti võimalikuks leida "filosoofi kivi", mis võiks muuta mitteväärismetallid kullaks.
Hennig Brand ja fosfor
Brand oli juba teinud palju katseid erinevate ainetega, kuid tal ei õnnestunud midagi kasulikku. Ühel päeval otsustas ta teha uriiniga keemilise eksperimendi. Ta aurutas selle peaaegu kuivaks ja segas järelejäänud helekollase sademe söe ja liivaga, kuumutades seda retordis ilma õhu juurdepääsuta. Selle tulemusena sai Brand uue aine, millel oli hämmastav omadus pimedas hõõguda.Nii avastati 1669. aastal fosfor, millel on eluslooduses ülitähtis roll: taimemaailmas, loomade ja inimeste organismis.
Õnnelik teadlane ei viitsinud uue aine ebatavalist omadust ära kasutama ja hakkas üsna kõrge tasu eest aadlikele inimestele helendavat fosforit demonstreerima. Kõik, mis fosforiga kokku puutus, omandas võime hõõguda. Piisas sõrmede, juuste või esemete fosforiga määrimisest ja need välgatasid salapärase sinakasvalge valgusega. Tolleaegsed usuliselt ja müstiliselt meelestatud rikkad olid hämmastunud Brandi erinevatest manipulatsioonidest selle “jumaliku” ainega. Ta kasutas osavalt ära teadlaste ja laiema avalikkuse tohutut huvi fosfori vastu ning hakkas seda müüma hinnaga, mis ületas isegi kulla omahinna. X. Brand tootis fosforit suurtes kogustes ja hoidis selle saamise meetodit kõige rangemas saladuses. Ükski teine alkeemik ei suutnud tema laborisse tungida ja seetõttu hakkasid paljud neist palavikuliselt läbi viima erinevaid katseid, püüdes avastada fosfori valmistamise saladust.
Kuulus saksa keemik I. Kunkel (1630-1703) soovitas oma sõbral ja kolleegil I. Kraftil veenda X. Brandi müüma fosfori saamise saladust. I. Kraftil õnnestus avastajat veenda seda 100 taalri eest tehingut tegema,” osutus “igavese leegi” saamise saladuse uus omanik aga isekas inimene ja sõbrale I. Kunkelile sõnagi ütlemata. Retsepti omandamisest kuuldes hakkas ta avalikkusele suunatud fosfori demonstratsioonidest tohutuid rahasummasid teenima.
I. Kunkel
Ka silmapaistev saksa matemaatik ja filosoof G. Leibniz ei jätnud võimalust kasutamata ja omandas H. Brandilt fosfori tootmise saladuse.G. Leibniz
Peagi said “külma tule” valmistamise retsept tuntuks I. Kunkelile ja K. Kirchmeyerile ning 1680. aastal avastas Inglismaal fosfori tootmise saladuse kuulus keemik R. Boyle. Pärast R. Boyle'i surma täiustas tema õpilane sakslane A. Gankwitz fosfori saamise meetodit, kehtestas selle tootmise ja proovis isegi esimesi tikke teha. Ta varustas fosforiga Euroopa teadusasutusi ja üksikisikuid, kes soovisid seda osta. Kaubandussuhete laiendamiseks külastas A. Gankwitz Hollandit, Prantsusmaad, Itaaliat ja Saksamaad, sõlmides uusi fosfori müügilepinguid. Londonis asutas ta laialdaselt tuntuks saanud ravimifirma. On kurioosne, et A. Gankwitz elas vaatamata pikale tööle fosforiga ja sellega väga ohtlikele katsetele kaheksakümne aastaseks. Ta elas üle oma kolm poega ja kõik need, kes osalesid fosfori varase ajalooga seotud töös.Alates selle avastamisest I. Kunkeli ja R. Boyle'i poolt hakkas fosfori hind kiiresti langema ja lõpuks hakkasid avastajate pärijad tutvustama saladust, kuidas fosforit saada vaid 10 taalri eest.
Fosfori uurimise etapid
Keemia ajaloos seostatakse fosforit paljude suurte avastustega. Kuid vaid sajand pärast fosfori avastamist liikus see kaubanduse ja kasumi maailmast teadusmaailma. Kuid ainult ühe sündmuse selle pika perioodi jooksul saab seostada reaalteadusega ja seda seostatakse 1715. aastaga, mil I. Gensing avastas ajukoes fosfori. See oli hiljem aluseks ütlusele: "Ilma fosforita pole mõtet."Yu.Gan leidis 1769. aastal luudest fosforit ja kaks aastat hiljem näitas kuulus Rootsi keemik, et luud koosnevad peamiselt kaltsiumfosfaadist ja pakkus välja meetodi, kuidas saada fosforit luude põletamisel tekkivast tuhast.
J. Proust ja M. Klaproth tõestasid 1788. aastal kaltsiumfosfaati sisaldavate mineraalide äärmiselt suurt levikut looduses.
Teadlased on leidnud, et fosfor hõõgub ainult tavalise õhu, see tähendab niiskust sisaldava õhu juuresolekul. Fosfori selline käitumine on tingitud selle aeglasest oksüdeerumisest atmosfäärihapniku toimel. Samal ajal tekib ka osoon, mis annab õhule kevadiste äikesetormide ajal meile hästi tuntud omapärase värskuse. Fosfor helendab ilma märgatava kuumenemiseta ja seda reaktsiooni nimetatakse kemoluminestsentsiks. Seda võib täheldada mitte ainult fosfori aeglasel oksüdatsioonil, vaid ka mõnel muul keemilisel ja biokeemilisel protsessil, mille käigus tekib näiteks tulikärbeste, mädaputkade, ookeaniplanktoni jms kuma.
M. Klaproth
18. sajandi 70. aastate alguses. Prantsuse keemik Antoine Laurent Lavoisier, kes viis läbi erinevaid katseid fosfori ja muude ainete põlemisel suletud anumas, tõestas veenvalt, et fosfor on lihtne keha. Ja õhk on tema arvates keerulise koostisega ja koosneb peamiselt kahest komponendist - hapnikust ja lämmastikust.Kahe sajandi vahetusel, 1799. aastal avastas inglane A. Dondonald, et fosforiühendid on vajalikud taimeorganismide normaalseks arenguks. Teine inglane – J. Looz sai 1839. aastal esimesena superfosfaadi – fosforväetise, millel oli hiljem äärmiselt oluline roll põllukultuuride tootlikkuse tõstmisel.
Venemaal 1797. aastal sai A. A. Musin-Puškin fosfori allotroopse sordi - violetse fosfori. Kuid kirjanduses omistatakse violetse fosfori avastamine ekslikult I. Hittorfile, kes A. A. Musin-Puškini meetodil sai selle alles 1853. aastal.
1848. aastal avastas Austria keemik A. Schrötter fosfori allotroopse modifikatsiooni – punase fosfori. Ta sai sellise fosfori, kuumutades valget fosforit süsinikmonooksiidi (IV) atmosfääris temperatuurini umbes 250 ° C. Huvitav on märkida, et Schrötter juhtis esimesena tähelepanu võimalusele kasutada tikkude valmistamisel punast fosforit. 1855. aastal demonstreeriti Pariisi maailmanäitusel tehasetingimustes saadud punast fosforit.
Kuulus Ameerika füüsik P. Bridgen sai 1917. aastal, kuumutades fosforit 200 °C-ni rõhu all umbes 1,27 GPa, uue allotroopse modifikatsiooni – musta fosfori. Nagu punane fosfor, ei sütti viimane õhu käes.
Seega kulus fosfori füüsikaliste ja keemiliste omaduste uurimiseks ja selle uute allotroopsete modifikatsioonide avastamiseks palju aastakümneid. Fosfori uurimine võimaldas välja selgitada, millist rolli see taimede ja loomade elus mängib. Fosforit leidub sõna otseses mõttes kõigis roheliste taimede osades, mis mitte ainult ei kogune seda enda vajadusteks, vaid varustavad sellega ka loomi. See on üks fosforiringe etappidest looduses
Fosfor ja loodus
Fosfor pole vähem oluline kui lämmastik. Ta osaleb suures looduslikus ainete ringluses ja kui poleks fosforit, oleks taimestik ja loomastik täiesti erinevad. Fosfor pole aga looduses eriti levinud, peamiselt mineraalide kujul ja selle osakaal maakoore massist on 0,08%. Levimuse poolest on see muude elementide seas kolmeteistkümnendal kohal. Huvitav on märkida, et fosfori osakaal inimkehas on ligikaudu 1,16%. Sellest 0,75% läheb luukoesse, umbes 0,25% lihaskoesse ja umbes 0,15% närvikoesse.Fosforit leidub harva suurtes kogustes ja see tuleks üldiselt klassifitseerida mikroelementidena. Seda ei ole looduses vabal kujul leitud, kuna tal on väga oluline omadus - see on kergesti oksüdeeritav, kuid seda leidub paljudes mineraalides, mille arv on juba 190. Olulisemad neist on fluorapatiit, hüdroksüapatiit, ja fosforiit. Mõnevõrra vähem levinud on vivianiit, monasiit, amblügoniit, trifüliit ning väga piiratud koguses ksenotiit ja torberniit.
Fosformineraalide osas jagunevad need primaarseteks ja sekundaarseteks. Primaarsetest on levinumad apatiidid, mis on peamiselt tardkivimid. Apatiidi keemiline koostis on kaltsiumfosfaat, mis sisaldab veidi kaltsiumfluoriidi ja kaltsiumkloriidi. See määrabki mineraalide fluorapatiidi ja klorapatiidi olemasolu. Lisaks sisaldavad need 5–36% P2 05. Tavaliselt leidub neid mineraale enamasti magmatsoonis, kuid sageli leidub neid kohtades, kus tardkivimid puutuvad kokku settekivimitega. Kõigist teadaolevatest fosfaadimaardlatest on kõige olulisemad Norras ja Brasiilias. A see apatiit, mis tähendab kreeka keeles "petist". Need on kas läbipaistvad kristallid, mis meenutavad veidi berülli või isegi kvartsi, siis on need tihedad massid, mida ei erista lihtsast lubjakivist, siis on need radiaalsed kerad või on kivim teraline ja läikiv nagu jämedateraline marmor.
Apatiidid muutuvad ilmastikuprotsesside, bakterite tegevuse ja erinevate mullahapete poolt hävitatavateks vormideks, mida taimed kergesti tarbivad ja osalevad seega biokeemilises tsüklis. Tuleb märkida, et fosfor imendub ainult fosforhappe lahustunud sooladest. Fosfor uhutakse aga osaliselt mullast välja ning suur osa sellest taimede poolt omastatuna ei naase mulda tagasi ning kandub koos saagiga minema. Kõik see viib mulla järkjärgulise ammendumiseni. Kui mulda lisada fosforväetisi, suureneb tootlikkus.
Hoolimata suurest nõudlusest fosfaatväetiste järele, ei näi nende tootmiseks vajalike toorainevarude ammendumise pärast erilist muret olevat. Neid väetisi on võimalik saada mineraalse tooraine, põhjamere setete ja mitmesuguste fosforirikaste geoloogiliste kivimite komplekssel töötlemisel.
Orgaanilise päritoluga fosforirikaste ühendite lagunemisel tekivad sageli gaasilised ja vedelad ained. Mõnikord võite jälgida gaasi eraldumist mädanenud kala lõhnaga - vesinikfosfiid või fosfiin, PH3. Samaaegselt fosfiiniga moodustub teine toode - difosfiin, P2 H4, mis on vedelik. Difosfiiniaur süttib isesüttimisel ja süütab fosfiingaasi. See seletab niinimetatud "will-o'-the-wisps" ilmumist sellistesse kohtadesse nagu surnuaed ja sood.
"Will-o'-the-wisps" ja muud fosfori ja selle ühendite kuma tekitasid ebausklikku hirmu paljudes inimestes, kes polnud nende nähtuste olemusega tuttavad. Seda meenutab akadeemik S.I. gaasilise fosforiga töötamise kohta. Volfkovitš: „Fosforit toodeti Moskva ülikoolis Mokhovaja tänavale paigaldatud elektriahjus. Kuna meie riigis tehti neid katseid toona esimest korda, siis ma ei võtnud kasutusele ettevaatusabinõusid, mis on vajalikud töötamisel gaasilise fosforiga – mürgise, isesüttiva ja hõõguva sinaka elemendiga. Paljude elektriahju töötundide jooksul küllastas osa eraldunud gaasilisest fosforist nii mu riideid ja isegi jalanõusid, et kui öösel ülikoolist mööda pimedaid, tollal valgustamata Moskva tänavaid kõndisin, tuli riietest sinakas kuma. , ja mu kingade alt (kui neid kõnniteele hõõrusin) lõi sädemeid.
Iga kord, kui mu selja taha kogunes rahvamass, kelle hulgas oli minu selgitustele vaatamata palju inimesi, kes nägid minus “äsja ilmunud” teise maailma esindajat. Varsti hakati Mokhovaja tänava piirkonna ja kogu Moskva elanike seas suust suhu edasi kandma fantastilisi lugusid helendavast mungast...”
Fosfiin ja difosfiin on looduses üsna haruldased ning sagedamini tuleb kokku puutuda fosforiühenditega nagu fosforiidid. Need on orgaanilise päritoluga sekundaarsed fosfaatmineraalid, millel on põllumajanduses eriti oluline roll. Vaikse ookeani saartel Tšiilis ja Peruus tekkisid need lindude väljaheidete – guano põhjal, mis kuivas kliimas koguneb paksude, sageli üle saja meetri ulatuvate kihtidena.
Fosforiitide teket võib seostada ka geoloogiliste katastroofidega, näiteks jääajaga, mil loomade surm oli laialt levinud. Sarnased protsessid on võimalikud ka ookeanis koos merefauna massilise hukkumisega. Hüdroloogiliste tingimuste kiired muutused, mis võivad olla seotud erinevate mägede ehitamise protsessidega, eelkõige veealuste vulkaanide tegevusega, viivad mõnel juhul kahtlemata mereloomade hukkumiseni. Orgaanilistest jääkidest saadud fosfor imendub osaliselt taimedesse, kuid lahustub peamiselt merevees ja läheb üle mineraalsetesse vormidesse. Merevesi sisaldab fosfaate üsna suurtes kogustes – 100-200 mg/m3. Teatud keemiliste protsesside käigus merevees võivad fosfaadid sadestuda ja koguneda põhja. Ja kui merepõhi erinevatel geoloogilistel perioodidel tõuseb, satuvad fosforiidiladestused maale. Sarnasel viisil võis Kasahstanis Kara-Tau lähedal tekkida suur kodumaine fosforiidimaardla. Fosforiite leidub ka Moskva piirkonnas.
Fosfori ringkäik looduses
Looduses toimuva fosforiringe olulisemate etappide hea seletus võib olla kuulsa teadlase, ühe fosforväetiste uurimise kodumaise teaduse suuna rajaja Ya. V. Samoilovi sõnad: „Fosfor meie fosforiidimaardlad on biokeemilist päritolu. Apatiidist, mineraalist, milles sisaldub algselt peaaegu kogu litosfääri fosfor, läheb see element taimede kehasse, taimedelt loomade kehasse, mis on tõelised fosfori kontsentraatorid. Olles läbinud rea loomakehasid, langeb fosfor lõpuks biokeemilisest tsüklist välja ja naaseb mineraalide tsüklisse. Teatud füüsilistes ja geograafilistes tingimustes toimub meres loomorganismide massiline surm
Matši kohta
Esimese tulekahju tekitas inimene väga primitiivsel viisil - kahe puutüki hõõrumisega ning puidutolm ja saepuru kuumenesid nii palju, et süttisid iseeneslikult. Muistsed inimesed teadsid hõõrdumise teel tule tegemiseks mitmeid viise: enamasti keerati terava puupulgaga kiiresti ringi, asetades selle kuivale plangule. Seda meetodit saab praegu korrata, kuid see pole sugugi lihtne ja nõuab tohutut pingutust ja osavust. Nii on inimene tuld teinud palju aastatuhandeid.
See on hämmastav! Kui mõtlete sellele lihtsale faktile, näete, kui raske oli inimese iga samm edasimineku teel.
Puupulgad asendati kuulsa tulekiviga. Tegemist on väga lihtsa seadmega: tulekivile löödi teras- või vaskpüriiditükk ja löödi sädemevihk, mis süttis süttiva aine.
Seda meetodit, mille meile andis iidne mees, kasutati laialdaselt Suure Isamaasõja ajal, kui riigis tekkis terav tikkude puudus.
Üllataval kombel olid vaid 200 aastat tagasi Venemaal ja kogu maailmas terasest tulekivi ja taht praktiliselt ainsad „tikud” mehele, kes suutis mitte ainult ehitada Egiptuse püramiide, vaid luua ka James Watti aurumasina. Robert Fultoni esimene aurulaev, kangasteljed ja palju muid suurepäraseid leiutisi, kuid mitte tikke. Nad sündisid hiljem! Tee nendeni oli raske ja suurepärane, nagu iga inimese tee tundmatusse maailma.
Vanad kreeklased ja roomlased teadsid teist võimalust tule tegemiseks – kasutades läätse või nõguspeegli abil fokuseeritud päikesekiiri. Vana-Kreeka suur teadlane Archimedes kasutas seda meetodit nutikalt ja, nagu legend ütleb, süütas tohutu peegli abil vaenlase laevastiku. Kuid sellest tule tekitamise meetodist on vähe kasu selle väga piiratud kasutusvõimaluste tõttu, kuna päikest on vaja.
Tsivilisatsiooni areng, teaduse ja tehnika areng avas uusi võimalusi inimtegevuse erinevates valdkondades.
Pärast 1700. aastat leiutati märkimisväärne hulk tule tekitamise vahendeid, millest kõige huvitavam oli 1823. aastal Jenas loodud süüteaparaat Döbereiner. Seadme leiutaja kasutas detoneeriva gaasi omadusi spontaanseks süttimiseks käsna olemasolul. plaatina, st. peeneks purustatud.
Laialdaseks kasutamiseks selline seade aga loomulikult ei sobinud.
Üha lähemale jõuame hetkele, mil lõpuks kõlas esimest korda sõna “matš”. Seni pole suudetud välja selgitada, kes selle sõna kasutusele võttis, kuid töö selles suunas jätkub ja loodame, et meie noored lugejad aitavad meid selles.
Siin peaksime ehitama väikese silla fosfori ja selle avastaja – Hamburgi sõduri, hilisema kaupmehe ja alkeemiku Hennig Brandi juurde. Uus element fosfor osutus hõõrdudes süttivaks. Teadlased kasutasid seda omadust vastete loomisel.
R. Boyle'i assistent ja õpilane, andekas ja ettevõtlik sakslane A. Gankwitz sai fosfaatidest puhta fosfori ja tabas mõtet teha väävliga kaetud tikke, mis süttivad vastu fosforitükki hõõrudes. Kuid seda esimest sammu oleks tulnud täiustada ja tikud laialdaseks kasutamiseks mugavamaks muuta.
See sai võimalikuks, kui kuulus prantsuse keemik C. Berthollet sai soola - kaaliumkloraadi KClO3, mida kutsuti Berthollet' soolaks. Tema kaasmaalane Chancel kasutas seda avastust ära ja leiutas 1805. aastal niinimetatud Prantsuse süütemasinad. Puupulgale kanti kaaliumkloraat koos väävli, vaigu, suhkru ja kummiaraabikuga ning kokkupuutel kontsentreeritud väävelhappega tekkis süttimine. Reaktsioon arenes mõnikord väga ägedalt ja oli oma olemuselt plahvatusohtlik.
Tübingenist pärit sakslane Wagemann kasutas 1806. aastal Chanceli leiutist, kuid lisas põlemisprotsessi aeglustamiseks väävelhappele asbestitükke. Peagi kolis ta Berliini ja organiseeris nn Berliini tulemasinate tootmise. Tema loodud tehas oli esimene suuremahuline süüteseadmete tootmine, kus töötas üle 400 inimese. Sarnast süütesegu kasutati 1828. aastal Inglismaal toodetud “Prometheas” (Johannese tikud).
1832. aastal ilmusid Viinis kuivad tikud. Need leiutas L. Trevani, ta kattis puukõrre pea Berthollet' soola seguga väävli ja liimiga. Kui selline tikk üle liivapaberi jooksutada, läheb selle pea põlema. Kuid isegi sel juhul ei osutunud kõik edukaks, mõnikord süttis pea plahvatusega ja see põhjustas tõsiseid põletusi.
Tikkude edasise parandamise teed olid ülimalt selged: tikupea jaoks oli vaja teha selline kompositsioon, et see rahulikult süttiks. Varsti sai probleem lahendatud. Uus koostis sisaldas Berthollet' soola, valget fosforit ja liimi. Sellise kattega tikud süttivad kergesti, kui hõõruda vastu mis tahes kõva pinda, klaasi, kinga talla või puutükki.
Esimeste fosforitikkude leiutaja oli üheksateistaastane prantslane Charles Soria. 1831. aastal lisas noor eksperimenteerija valget fosforit berthollet soola ja väävli segule, et nõrgendada selle plahvatusohtlikke omadusi. See idee osutus äärmiselt edukaks, kuna saadud kompositsiooniga määritud killud süttisid hõõrdumisel kergesti põlema. Selliste tikkude süttimistemperatuur on suhteliselt madal - 30 ° C. Noor S. Soria püüdis oma leiutisele patenti saada, kuid kahjuks osutus see palju keerulisemaks kui esimeste fosforitikkude loomine. Patendi eest tuli maksta liiga suur summa ja S. Sorial polnud sellist raha. Aasta hiljem lõi saksa keemik J. Kammerer taas fosforitikud.
Niisiis lõppes esimese tiku pikk teekond emakaküpseks ja see sündis korraga mitme leiutaja käes. Saatusel oli aga hea meel loovutada selle avastuse ülimuslikkuse loorberid Jacob Friedrich Kammererile (1796-1857) ja säilitada järglastele aasta 1832 kui tikkude sünniaastat, mis on 19. sajandi suurim avastus. mängis olulist rolli inimkultuuri arenguloos.
Tikkude avastajate loorbereid püüdsid saada paljud, kuid ajalugu on meile säilitanud J. Kammereri nime kõigi kandidaatide seas. Esimesed fosforitikud toodi Venemaale 1836. aastal Hamburgist ja müüdi väga kõrge hinnaga – üks hõberubla sajale. On vihjeid, et meie suur poeet A. S. Puškin kasutas selliseid fosforitikke oma viimasel eluaastal, töötades pikkadel talveõhtutel küünlavalgel.
Peterburi noored ei kõhelnud muidugi ballidel ja moekates salongides fosforitikkudega eputada, püüdes mitte kuidagi Lääne-Euroopale alla jääda. Kahju ainult, et A. S. Puškinil ei olnud aega tikkudele ühtki poeetilist rida pühendada - suurepärane ja väga oluline leiutis, nii kasulik ja tuttav nüüd, et me isegi ei mõtle tikkude ilmumise keerulisele saatusele. Meile tundub, et tikud on alati olnud meie kõrval. Aga tegelikult ehitati esimene kodumaine tikuvabrik Peterburi alles 1837. aastal.
Veidi enam kui 150 aastat on möödas ajast, mil Vene riigi elanikud said esimesed kodumaised tikud ja mõistes selle leiutise olulisust, käivitasid väga kiiresti tikutootmise.
1842. aastal oli ainuüksi Peterburi kubermangus 9 tikuvabrikut, mis toodavad iga päev 10 miljonit tikku. Tikkude hind langes järsult ega ületanud 3-5 kopikat. vask 100 tükki. Tikkude valmistamise meetod osutus nii lihtsaks, et Venemaal 19. sajandi keskpaigaks. see hakkas omandama käsitöötööstuse iseloomu. Niisiis, 1843.–1844. leiti, et kodus valmistati märkimisväärses koguses tikke.
Neid valmistasid Venemaa kõige kaugemates nurkades ettevõtlikud talupojad, varjates niiviisi maksude eest. Fosfori väga tuleohtlikkus põhjustas aga suuri tulekahjusid. Paljud külad ja külad põlesid sõna otseses mõttes maani maha.
Nende katastroofide süüdlaseks osutus valge fosfor, mis võib kergesti süttida. Transpordi ajal süttisid tikud sageli hõõrdumise tõttu põlema. Tikurongide tee ääres lõõmasid tohutud tulekahjud ja hulluks läinud hobused põlevate vankritega tõid palju pahandust.
1848. aastal järgnes kõrgeim keiserlik dekreet, millele kirjutas alla Nikolai I, mis lubas süütetikke toota ainult pealinnades ning tikud tuli pakendada 1000 tükis plekkpurki. Määruses oli veel kirjas: „Erilist tähelepanu soovime pöörata süütetikkude kasutamise äärmisele levikule, mõistsime, et tänavu toimunud tulekahjude ajal kulutasid need mõnes linnas üle 12 000 000 rubla. vilistide vara hõbe, panid süütajad sageli oma kuriteo toime tikkudega.
Lisaks on valge fosfor üks mürgisemaid aineid.
Seetõttu kaasnes tööga tikuvabrastes raske haigus nimega fosforinekroos, mis haarab lõualuu, s.o. rakusurm, aga ka tõsine igemete põletik ja verejooks.
Tootmise laienedes suurenesid töötajate tõsiste mürgistuste juhtumid. Õnnetused võtsid sedavõrd katastroofilised vormid, et Venemaal anti juba 1862. aastal korraldus piirata valge fosfori müüki.
Fosforit hakati müüma ainult kohaliku politsei erilubadega.
Tikuvabrikud pidid maksma suuri makse ja ettevõtete arv hakkas vähenema. Kuid vajadus tikkude järele ei vähenenud, vaid vastupidi, kasvas. Ilmusid erinevad käsitöötikud, mida levitati illegaalselt. Kõik see viis selleni, et 1869. aastal anti välja uus dekreet, mis lubas “kõikjal, nii impeeriumis kui ka Poola kuningriigis, valmistada müügiks spetsiaalsete piiranguteta fosforitikku...”.
19. sajandi teisel poolel. Valge fosfori asendamise probleem muutus väga teravaks. Paljude riikide valitsused on jõudnud järeldusele, et valget fosforit sisaldavate tikkude valmistamine toob rohkem kahju kui tulu. Enamikus riikides oli selliste tikkude tootmine seadusega keelatud.
Kuid lahendus leiti, suhteliselt kiiresti sai võimalikuks valge fosfori asendamine punasega, mis avastati 1848. aastal. Erinevalt valgest on seda tüüpi fosfor täiesti kahjutu. Tikumassi sisse viidi punast fosforit. Kuid ootused ei täitunud. Tikud valgustati väga halvasti. Müüki nad ei leidnud. Tootmist alustanud tootjad läksid pankrotti.
19. sajandi keskpaigaks oli tehtud palju silmapaistvaid leiutisi, kuid tavalise tiku valmistamine ei leidnud rahuldavat lahendust.
Probleem lahendati 1855. aastal Rootsis. Samal aastal Pariisis toimunud rahvusvahelisel näitusel esitleti turvatikke ja need said kuldmedali. Sellest hetkest alates alustasid nn Rootsi matšid oma võidukäiku kogu maailmas. Nende peamine omadus oli see, et nad ei süttinud, kui hõõruda vastu ühtki kõva pinda. Rootsi tikk süüdati ainult siis, kui see hõõruti vastu karbi külgpinda, kaetud spetsiaalse massiga.
Nii sündis Rootsi tikkude “ohutu tuli” hõõrdejõu ja keemilise reaktsiooni suurepärasest kooslusest.
See on ehk kõik! Räägime nüüd teile, kuidas moodne tikk töötab. Tikupea mass koosneb 60% ulatuses bertoliitsoolast, aga ka tuleohtlikest ainetest – väävlist või mõnest metallisulfiidist, näiteks antimonsulfiidist. Tagamaks, et pea süttib aeglaselt ja ühtlaselt, ilma plahvatuseta, lisatakse massile nn täiteaineid - klaasipulbrit, raud(III)oksiidi jne. Sidematerjaliks on liim. Bertholleti soola võib asendada suurtes kogustes hapnikku sisaldavate ainetega, näiteks kaaliumdikromaadiga.
Millest nahakate koosneb? Siin on põhikomponent
punane fosfor. Sellele lisatakse mangaan(IV)oksiidi, klaasikillustikku ja liimi.
Vaatame nüüd, millised protsessid toimuvad tiku süttimisel.
Kui pea hõõrub kokkupuutekohas vastu nahka, süttib bertoliitsoolas oleva hapniku tõttu punane fosfor. Piltlikult öeldes sünnib tuli esialgu nahas. Ta süütab tikupea. Väävel või antimon (III) sulfiid süttib selles, jällegi Berthollet' soola hapniku tõttu. Ja siis läheb puu põlema.
Tänapäeval teatakse palju pea- ja määrdekompositsioonide retsepte. Ainsad püsivad komponendid on Berthollet' sool ja punane fosfor.
Kuid tiku vajalik element on selle puitosa ehk tikukõrs. Ka selle valmistamismeetoditel on pikk ajalugu. Primitiivsete tikkude jaoks lõigati kild käsitsi noaga. Nüüd töötavad tikuvabrikud geniaalseid masinaid. Sobivaim puu tikukõrte valmistamiseks on haab. Esmalt lihvitakse ja puhastatakse põhjalikult haavahari. Palgid lõigatakse spetsiaalsete masinate abil õhukesteks puidutükkideks. Seejärel jagatakse see pikkadeks õhukesteks vardadeks. Need vardad tehakse teises masinas juba tikutopsiks. Edasi läheb põhk masinatesse, kus selle otsa kantakse tikumass. Lisaks sellele töödeldakse tikuõlgi tavaliselt spetsiaalselt, et vältida näiteks niiskust.
Kaasaegsed tikutehased Mishinis toodavad sadu miljoneid tikke päevas.
Kokkuvõtteks vaatame tikkude tootmist majandusteadlase pilgu läbi. Kui eeldada, et iga inimene kulutab keskmiselt vähemalt ühe tiku päevas, siis inimkonna aastase tikuvajaduse rahuldamiseks on vaja umbes 20 miljonit haavapuud – see on ligi pool miljonit hektarit esmaklassilist haavametsa.
See on kallis, kas pole? Kuid nendes riikides, kus metsi on vähe või peaaegu üldse mitte, pole see lihtsalt võimalik. Proovisime puidust kõrte asemel kasutada pappkõrsi. Kuid sellised pehmed matšid ei olnud edukad. Neid on väga ebamugav kasutada.
Seetõttu on laialt levinud kõikvõimalikud tulemasinad – bensiin, gaas, gaasipliitide elektrilised tulemasinad jne. Ja lõppkokkuvõttes tuleb nende tootmine odavam kui tikkude valmistamine.
Kas see tähendab, et matš muutub kunagi lihtsalt muuseumieksponaadiks? Sellele küsimusele on raske vastata. Võib arvata, et tikkude tootmine võib tulevikus langeda.
Praegu on meie riik tikkude tootmises maailmas esikohal. Kaasaegsed tikuvabrikud on varustatud suure jõudlusega masinatega, mis võimaldavad toota 1 500 000 tikku tunnis.
Tootmise laienemisega täiustatakse tehnoloogiat, meisterdatakse uut tüüpi tikke, toodetakse komplektidena jahi-, tormi-, gaasi- ja suveniirtikke, mille värvilised sildid kajastavad meie riigi elu märgilisemaid sündmusi.
Jahitikud erinevad lihtsatest lisaks tavalistele ka selle poolest
pead ja õled, neil on pea all täiendav kate. Täiendav süütemass paneb tiku pikalt põlema suure kuuma leegiga. See põleb umbes 10 sekundit, samas kui lihtne tikk kestab vaid 2-3 sekundit. Sellised tikud võimaldavad tuld süüdata iga ilmaga.
Tormimatšid pole vähem huvitavad. Pead neil pole, kuid nende “keha” kate on palju paksem kui jahitikkudel. Nende süütemass sisaldab palju bertolleti soola, mistõttu süttimisvõime, s.o. Selliste vastete tundlikkus on väga kõrge. Nad põlevad vähemalt 10 sekundit mis tahes ilmastikutingimustes, isegi tormise ilmaga 12 punktis. Selliseid matše vajavad eriti kalamehed ja meremehed.
Gaasi tikud erinevad tavalistest tikkudest selle poolest, et tikk on pikem. Nüüd toodetakse tikke 70 mm kõrrega. See tikk võib süüdata mitu põletit korraga. Mõne soola lisamine süütemassile võimaldab saada värvilist tuld: punane, roosa, sinine, roheline, violetne.
Tikud on pakendatud erineva suurusega karpidesse, mis mahutavad viiskümmend, sada, kakssada ja isegi viissada tikku. Praegu on tikude tootmine täielikult automatiseeritud ja see võimaldab müüa oma tooteid üsna madalate hindadega. Varem oli väljend "odavam kui tikud", mis tähendab "peaaegu tasuta".
Muidugi muutub puidu kulutamine tikukõrte valmistamiseks üha raiskavamaks. Selleks on ju vaja sadu hektareid kvaliteetset metsa, mille säästmise vastu pakuvad praegu huvi pea kõik maailma riigid, ka need, kus metsarikkuse pindalad on veel üsna suured. Kaasaegse tootmis- ja ehitusmahud kasvavad nii kiiresti, et iga kümnendiga suureneb oluliselt tarbitava puidu mastaap. Nüüd on täielik ülesanne puitu säästa ja võimaluse korral asendada see muudest toorainetest valmistatud toodetega.
Üha enam valmistatakse plastikust erinevaid igapäevaelus laialdaselt kasutatavaid esemeid. Maailmaturul on viimase kümnendi jooksul märgatavalt langenud polüvinüülkloriidi, polüvinüülatsetaadi, polüstüreeni ja muude materjalide hinnad.
Plastist tikkude ja tikutopside valmistamine
Massitarbijale mõeldud plastmassist tikkude ja tikutopside valmistamise küsimust arutatakse praegu üsna laialdaselt. Kui see õnnestuks, toimuks tikutööstuse arengus tõeline revolutsioon. Meie ökoloogiliselt kahjustatud maal oleks võimalik säilitada sadu hektareid metsa, mis kulub ära palju kiiremini, kui selle varud täienevad.Kuid tegelikkuses pole kõik nii lihtne. Paljusid plastmaterjale on raske taaskasutada ning need saastavad üha enam ookeani ja maad. Suured tööstuslinnad näevad vaeva plastjäätmete töötlemisega; meie kunagine puhas planeet lämbub sünteetiliste jäätmete rünnaku all. Loomulikult visatakse ka erinevatest polümeermaterjalidest valmistatud tikutoosid pärast tikkude kasutamist hooletult minema, nagu praegu juhtub samalaadsete papist ja puidust toodetega. Siis riietuvad Moskva ja Moskva piirkond ning paljud teised meie kauakannatanud planeedi linnad kahtlemata uude tikutoodetest valmistatud riietusse. See ei ole enam kuninga müütiline kleit suure Anderseni imelisest muinasjutust, vaid inkvisitsiooniline tooga, mille inimene on valmistanud polümeermaterjalidest Emakese Maa jaoks.
Kus on siis väljapääs? Kuidas vältida katastroofi, mis varitseb plasttoodete intensiivset levitamist? Muidugi on väljapääs. Üha enam kasutatakse ja kasutatakse kunstlikke materjale, mis lahustuvad pinnases päikesekiirguse ja hapete mõjul. Neid sünteetilisi materjale tikutopside ja tikkude valmistamiseks kasutatakse kahtlemata lähiajal. Kuigi praegu on sellised tooted palju kallimad kui sarnased puittooted.
Sünteetilistest materjalidest väga ilusate tikutooside valmistamine nõuab märkimisväärset investeeringut. Välistele tikutopsidele pressitakse plastikust muster ja spetsiaalsete masinate abil kantakse peale fosformass.
Muidugi on hind viimase veerandsajandi jooksul tootmistehnoloogia täiustumise tõttu mõnevõrra langenud, kuid siiski ei suuda sünteetilised tikud veel hinna poolest puidust tikkudega võistelda. Sünteetilisi tikke toodetakse väikestes kogustes paljudes Lääne-Euroopa riikides. Vaja on odavamat toorainet ja seadmete edasist täiustamist. Kas see on lahendamatu?
Meenutagem, et veel umbes 100 aastat tagasi oli alumiinium kullast kallim ja alles tänu uue elektrokeemilise meetodi loomisele selle valmistamiseks muutus see kättesaadavaks ja odavaks.
Tuletikupulga jaoks sünteetilise materjali saamine, mis võib asendada tikukõrsi, võimaldades reguleerida temperatuuri ja põlemiskiirust, on tehnilisest vaatenurgast täiesti võimalik, kui lahendatakse kaasaegse tööstuse sünteetiliste tikkude masstootmise küsimus.
Praegu kasutab Saksamaal Reifenhäuseri ettevõte tikutooside ja tikkude valmistamiseks polüstüreeni ning Prantsusmaal on hakatud tootma vahast tikke, s.t., et tavalise tiku loomisel pole viimast sõna veel kaugeltki öeldud. Selles vallas ootab nooremat põlvkonda suur tegevusväli murede ja kordaminekutega. Tahaks uskuda, et ka meie keeldume puidu kasutamisest.
Keemiatööstuse keemiauudised
Uuri lähemalt uudiseid keemia vallast, huvitavFosfori avastas saksa alkeemik Hennig Brand. H. Brand oli Hamburgi kaupmees, läks seejärel pankrotti, sattus võlgadesse ja otsustas oma asjade parandamiseks proovida õnne alkeemias. Olles pikka aega edutult töötanud, otsustas ta asuda otsima "tarkade kivi". Esiteks otsustas Brand otsida seda salapärast ainet elusorganismi toodetest. Mitmetel, peamiselt müstilist laadi põhjustel, valis ta selleks uriini. Aurustanud selle peaaegu kuivaks, allutas Brand selle tugevale kuumusele ja ta täheldas, et saadi valge aine, mis põles valge suitsu moodustumisega.
Alkeemik H. Brand, püüdes leida "filosoofi kivi",
sai imelist ainet. Selgus, et see oli fosfor
Brand otsustas selle aine koguda ja hakkas kuivatatud uriini kuumutama ilma õhu juurdepääsuta. 1669. aastal kroonis tema tööd ootamatu avastus: retordis tekkis omapärane aine, mis oli vastika maitsega, nõrga küüslaugulõhnaga, nägi välja nagu vaha, sulas kergelt kuumutamisel ja eraldas pimedas hõõguvaid aure. Brand jooksis käega ainest üle – sõrmed hakkasid pimedas helendama, viskasid selle keevasse vette – aurud muutusid suurejooneliselt säravateks kiirteks. Kõik, mis saadud ainega kokku puutus, omandas võime iseseisvalt hõõguda. Võib ette kujutada, kui suur oli müstilise mõtlemisega Brandi hämmastus, kes kasvas üles usust "tarkade kivisse". Nii avastati fosfor. Bränd andis sellele oma nime "kaltes Feuer"("külm tuli"), nimetades seda mõnikord armastavalt "minu tuleks". Ja kuigi uue helendava aine abil ei suutnud Brand mitteväärismetalli ainsatki ümberkujundamist kullaks või hõbedaks, tõi "külm tuli" talle siiski märkimisväärset kasu.
Brand kasutas väga nutikalt ära tohutut huvi, mille fosfori avastamine põhjustas teadusmaailmas ja avalikkuses. See hakkas tootma üsna märkimisväärses koguses fosforit. Selle hankimise meetodit ümbritses kõige rangem saladus ja ükski teine alkeemik ei suutnud tema laborisse tungida. Brand näitas uut ainet raha eest ja müüs seda väikeste portsjonitena kullahinnaga ja isegi rohkem. 1730. aastal, s.o. 61 aastat pärast selle avastamist maksis unts (31 g) fosforit Londonis 10,5 ja Amsterdamis 16 tšervonetsi. Seetõttu pole üllatav, et paljud tormasid läbi viima erinevaid katseid, püüdes Brandi saladust paljastada.
Fosfori vastu hakkas eriti huvi tundma saksa keemik, Wittenbergi ülikooli professor Johann Kunkel (1630–1703). Reisi ajal kohtus ta oma sõbra, Dresdenist pärit keemiku Kraftiga ja veenis teda Brandilt saladust ostma, et sellest kasu saada. Kraft külastas Brandi ja tal õnnestus osta 200 taalri eest fosfori valmistamise saladus. Sellest tehingust ei saanud Kunkel aga midagi: Kraft ei jaganud temaga saadud saladust, vaid hakkas valijate kohtutes ringi rändama, näidates nagu Brandi raha eest fosforit ja teenides sellest ärist tohutuid summasid.
1676. aasta kevadel korraldas Kraft Brandenburgi kuurvürsti Frederick Williami õukonnas fosforiga katsetamise istungi. 24. aprillil kell 21 kustutati ruumis kõik küünlad ja Kraft näitas kohalviibijatele „igavese leegiga“ katseid, paljastamata aga selle maagilise aine valmistamise meetodit.
Järgmise aasta kevadel jõudis Kraft Hannoveri hertsog Johann Friedrichi õukonda, kus tol ajal töötas raamatukoguhoidjana saksa filosoof ja matemaatik G. W. Leibniz (1646–1716). Ka siin korraldas Kraft fosforikatsetuste seansi, näidates eelkõige kahte pudelit, mis hõõgusid nagu tulikärbsed. Leibniz, nagu Kunkel, oli uue aine vastu ülimalt huvitatud. Esimesel seansil küsis ta Kraftilt, kas suur tükk seda ainet suudab valgustada tervet ruumi. Kraft nõustus, et see on täiesti võimalik, kuid see oleks ebapraktiline, kuna aine valmistamise protsess on väga keeruline.
Leibnizi katsed veenda Krafti saladust hertsogile müüma ebaõnnestusid. Seejärel läks Leibniz Hamburgi Brandi enda juurde. Siin õnnestus tal sõlmida leping hertsog Johann Friedrichi ja Brandi vahel, mille kohaselt oli esimene kohustatud Brandile saladuse paljastamise eest maksma 60 taalrit. Sellest ajast alates pidas Leibniz Brandiga regulaarset kirjavahetust.
Umbes samal ajal saabus Hamburgi I. I. Becher (1635-1682), eesmärgiga meelitada Brand Mecklenburgi hertsogi juurde. Leibniz võttis Branda aga uuesti vahele ja viis Hannoveri hertsog Johann Friedrichi juurde. Leibniz oli täiesti kindel, et Brand on "tarkade kivi" avastamisele väga lähedal, ja soovitas seetõttu hertsogil teda enne lahti lasta, kui ta on selle ülesande täitnud. Brand viibis aga Hannoveris viis nädalat, valmistas linnast välja värsked fosforivarud, näitas vastavalt kokkuleppele tootmise saladust ja lahkus.
Samal ajal valmistas Brand valguse olemust uurivale füüsikule Christiaan Huygensile märkimisväärse koguse fosforit ja saatis fosforivaru Pariisi.
Brand oli aga väga rahulolematu hinnaga, mille Leibniz ja hertsog Johann Friedrich talle fosforitootmise saladuse paljastamise eest andsid. Ta saatis Leibnizile vihase kirja, milles kurtis, et saadud summast ei piisa isegi Hamburgi pere ülalpidamiseks ja reisikulude tasumiseks. Samasugused kirjad saadeti Leibnizile ja Brandi naisele Margaritale.
Brand oli rahulolematu ka Kraftiga, kellele ta avaldas kirjades pahameelt, heites talle ette, et ta müüs saladuse 1000 taalri eest Inglismaale edasi. Kraft edastas selle kirja Leibnizile, kes soovitas hertsog Johann Friedrichil Brandi mitte ärritada, vaid talle saladuse paljastamise eest heldemalt maksta, kartes, et avastuse autor ütleb kättemaksuna välja fosfori valmistamise retsepti. keegi teine. Leibniz saatis Brandile endale rahustava kirja.
Ilmselt sai Brand preemia, sest. aastal 1679 tuli ta taas Hannoverisse ja töötas seal kaks kuud, saades nädalapalka 10 taalrit koos lisatasuga toitlustuse ja reisikulude katteks. Leibnizi kirjavahetus Brandiga, otsustades Hannoveri raamatukogus talletatud kirjade järgi, jätkus kuni 1684. aastani.
Tulgem nüüd tagasi Kunkeli juurde. Kui Leibnizi uskuda, siis Kunkel õppis Krafti kaudu fosfori valmistamise retsepti ja asus tööle. Kuid tema esimesed katsed olid ebaõnnestunud. Ta saatis Brandi kirja kirja järel, milles kurtis, et talle on saadetud retsept, mis on teisele inimesele väga arusaamatu. 1676. aastal Wittenbergist, kus Kunkel tol ajal elas, kirjutatud kirjas küsis ta Brandilt protsessi üksikasju.
Lõpuks saavutas Kunkel oma katsetes edu, muutes veidi Brandi meetodit. Lisades kuivale uriinile enne selle destilleerimist veidi liiva, sai ta fosforit ja... pretendeeris sõltumatule avastusele. Samal aastal juulis rääkis Kunkel oma õnnestumistest oma sõbrale, Wittenbergi ülikooli professorile Caspar Kirchmeyerile, kes avaldas selleteemalise teose pealkirjaga „Püsiv öölamp, mõnikord sädelev, mida otsiti kaua. , nüüd leitud." Kirchmeyer räägib selles artiklis fosforist kui ammutuntud helendavast kivist, kuid ei kasuta terminit “fosfor” ennast, mis ilmselt polnud selleks ajaks veel kasutusele võetud.
IN Inglismaal, Brandist, Kunkelist ja Kirchmeyerist sõltumatult, hankis fosforit 1680. aastal R. Boyle (1627–1691). Boyle teadis fosforist samast Kraftist. Juba mais 1677 demonstreeriti Londoni Kuninglikus Seltsis fosforit. Sama aasta suvel tuli Kraft ise koos fosforiga Inglismaale. Boyle külastas oma jutu järgi Crafti ja nägi tema valduses olevat fosforit tahkel ja vedelal kujul. Tänuks sooja vastuvõtu eest vihjas Boyle’iga hüvasti jättes Kraft talle, et tema fosfori põhiaine on midagi inimkehale omast. Ilmselt piisas sellest vihjest, et Boyle’i töö käima lükata. Pärast Krafti lahkumist hakkas ta testima verd, luid, juukseid, uriini ning 1680. aastal kroonis tema jõupingutusi helendava elemendi hankimiseks edu.
Boyle hakkas oma avastust kasutama koos assistendi, sakslase Gaukwitziga. Pärast Boyle'i surma 1691. aastal arendas Gaukwitz fosforitootmist, täiustades seda kaubanduslikul tasandil. Gaukwitz teenis tohutu varanduse, müües fosforit hinnaga kolm naela untsi kohta ja tarnides seda teadusasutustele ja üksikutele teadlastele. Kaubandussidemete loomiseks reisis ta läbi Hollandi, Prantsusmaa, Itaalia ja Saksamaa. Londonis endas asutas Gaukwitz ravimifirma, mis sai kuulsaks juba tema eluajal. On uudishimulik, et hoolimata kõigist oma katsetest fosforiga, mis mõnikord oli väga ohtlik, elas Gaukwitz 80-aastaseks, elades üle oma kolm poega ja kõik inimesed, kes osalesid fosfori varase ajalooga seotud töös.
Pärast fosfori avastamist Kunkeli ja Boyle'i poolt hakkas see leiutajatevahelise konkurentsi tõttu kiiresti langema. Lõpuks hakkasid leiutajate pärijad 10 taalri eest kõigile selle valmistamise saladust tutvustama, kogu aeg hinda langetades. 1743. aastal leidis A.S. Marggraff veelgi parema meetodi uriinist fosfori tootmiseks ja avaldas selle kohe, sest kalapüük ei ole enam tulus.
IN Praegu ei toodeta fosforit kusagil Brand–Kunkel–Boyle’i meetodil, kuna see on täiesti kahjumlik. Ajaloolise huvi huvides anname siiski nende meetodi kirjelduse.
Mädanev uriin aurutatakse siirupisse olekusse. Saadud paks mass segada kolmekordse koguse valge liivaga, asetada vastuvõtjaga varustatud retorti ja kuumutada ühtlasel kuumusel 8 tundi kuni lenduvate ainete eemaldamiseni, misjärel kuumutamist suurendada. Vastuvõtja on täidetud valgete aurudega, mis seejärel muutuvad sinakas tahkeks ja helendavaks fosforiks.
Fosfor sai oma nime tänu oma pimedas hõõguvale omadusele (kreeka keelest - helendav). Mõnede vene keemikute seas oli soov anda elemendile puhtalt venepärane nimi: “gem”, “lighter”, kuid need nimed ei hakanud silma.
Lavoisier tundis fosfori põlemise üksikasjaliku uuringu tulemusena selle esimesena ära keemilise elemendina.
Fosfori olemasolu uriinis andis keemikutele põhjust otsida seda looma teistest kehaosadest. 1715. aastal leiti ajust fosforit. Fosfori märkimisväärne sisaldus selles oli aluseks väitele, et "ilma fosforita pole mõtet". 1769. aastal leidis Yu.G.Gan luudest fosforit ja kaks aastat hiljem tõestas K.V.Scheele, et luud koosnevad peamiselt kaltsiumfosfaadist, ning pakkus välja meetodi, kuidas pärast luude põletamist järele jäänud tuhast fosforit saada. Lõpuks, 1788. aastal näitasid M. G. Klaproth ja J. L. Proust, et kaltsiumfosfaat on looduses äärmiselt laialt levinud mineraal.
Fosfori allotroopse modifikatsiooni – punase fosfori – avastas 1847. aastal A. Schrötter. Töös pealkirjaga "Uus allotroopne fosfori olek" kirjutab Schrötter, et päikesevalgus muudab valge fosfori punaseks ning sellised tegurid nagu niiskus ja atmosfääriõhk ei mõjuta. Schrötter eraldas punase fosfori, töödeldes seda süsinikdisulfiidiga. Samuti valmistas ta punast fosforit, kuumutades valget fosforit inertgaasis temperatuurini umbes 250 °C. Samal ajal leiti, et temperatuuri edasine tõus põhjustab taas valge modifikatsiooni moodustumist.
On väga huvitav, et Schrötter ennustas esimesena punase fosfori kasutamist tikutööstuses. 1855. aasta Pariisi maailmanäitusel demonstreeriti juba tehases toodetud punast fosforit.
Vene teadlane A. A. Musin-Puškin sai 1797. aastal fosfori uue modifikatsiooni - violetse fosfori. See avastus omistatakse ekslikult I. V. Hittorfile, kes peaaegu täielikult Musin-Puškini meetodit korrates sai violetse fosfori alles 1853. aastal.
1934. aastal allutas professor P. W. Bridgeman valge fosfori rõhule kuni 1100 atm. , muutis selle mustaks ja sai seega elemendi uue allotroopse modifikatsiooni. Koos värviga on muutunud ka fosfori füüsikalised ja keemilised omadused: näiteks valge fosfor süttib õhu käes iseeneslikult, kuid mustal fosforil, nagu punasel, see omadus puudub.
Võimalik, et fosforit oma elementaarsel kujul saadi juba 12. sajandil. Araabia alkeemik Alchid Behil destilleerib uriini savi ja lubjaga, sellest annab tunnistust iidne alkeemiline käsikiri, mida hoitakse Pariisi raamatukogus. Fosfori avastamist peetakse aga tavaliselt pankrotistunud Hamburgi kaupmehe Hennig Brandi arvele. Ettevõtja harjutas alkeemiat, et saada filosoofikivi ja nooruse eliksiiri, mille abil sai hõlpsasti oma rahalist olukorda parandada.
Kuid üldiselt nimetati iidsetest aegadest pimedas hõõguvaid aineid iidsete kreeklaste kerge käega fosforiteks, kuna nende jaoks tähendas see sõna "valgusekandjat". Muide, nad kutsusid planeeti Veenust Fosforiks või Lutsiferiks, kuid ainult hommikul, õhtuti kandis see teist nime.
Fosfori saamise saladuse avaldamise ajaloos sai oluliseks verstapostiks 17. sajand. Näiteks alkeemiaga tegelenud kingsepp V. Kagaorolo otsustas, et mineraali nimega bariit saab muuta kullaks (või filosoofi kiviks, mis aitaks lahendada sama probleemi ja samal ajal lahendada probleeme tervis ja igavene noorus). Söe ja õliga bariiti kaltsineerides sai ta nn Bolognese fosforit, mis mõnda aega pimedas helendab.
Saksimaal, Baldwin, asus madala positsiooniga kohtuametnik (nagu meie voliniku töödejuhataja) millegipärast katsetama kriidi ja lämmastikhappega (samas on selge, miks: ta oli alkeemik). Pärast koostisosade koostoime produkti kaltsineerimist avastas ta retordis sära - see oli veevaba kaltsiumnitraat, mida nimetati "Baldwini fosforiks".
Kuid selle ajaloo eredaima lehekülje salvestamist alustas Honnig Brand, kellest tasub lähemalt rääkida, sest isegi suur Lavoisier jättis tema kohta põgusaid andmeid pärast temaga kohtumist aastal 1678. Nooruses oli ta sõjaväelane, siis kuulutas ta end arstiks, mitte koormatud arstiharidusega. Abielu jõuka naisega võimaldas tal suurena elama hakata ja kaubandusega tegeleda. Alkeemia meelitas H. Brandi kulla hankimise saladusega.
Oi, kui kirglikult ta sellest ideest suhtus, milliseid pingutusi ta selle elluviimiseks nägi! Uskudes, et inimese, “loodusekuninga” jääkproduktid võivad sisaldada nn primaarenergiat, hakkas väsimatu eksperimenteerija destilleerima inimuriini, võib öelda, et tööstuslikus mastaabis: sõdurite kasarmus kogus ta kokku tonni sellest! Ja ta aurutas selle siirupisse olekusse (muidugi mitte ühe korraga!) ning pärast destilleerimist destilleeris uuesti saadud “uriiniõli” ja kaltsineeris seda pikka aega. Selle tulemusena ilmus retorti valge tolm, mis settis põhja ja hõõgub, mistõttu Brand nimetas seda "külmaks tuleks" (kaltes Feuer). Brandi kaasaegsed nimetasid seda ainet fosforiks selle võime tõttu pimedas hõõguda (vanakreeka keeles: jwsjoroV).
1682. aastal avaldas Brand oma uurimistöö tulemused ja nüüd peetakse teda õigusega elemendi nr 15 avastajaks. Fosfor oli esimene element, mille avastus dokumenteeriti ja selle avastaja on teada.
Huvi uue aine vastu oli tohutu ja Brand kasutas seda ära – ta demonstreeris fosforit ainult raha vastu või vahetas väikese koguse seda kulla vastu. Vaatamata arvukatele jõupingutustele ei suutnud Hamburgi kaupmees ellu viia oma hellitatud unistust - saada pliist kulda “külma tule” abil ja seetõttu müüs ta peagi uue aine saamise retsepti Dresdenist pärit kindlale Kraftile kahesaja taalri eest. Uuel omanikul õnnestus fosforist palju suurem varandus koguda - "külma tulega" rändas ta mööda Euroopat ja demonstreeris seda teadlastele, kõrgetele inimestele ja isegi kuninglikele isikutele, näiteks Robert Boyle'ile, Gottfried Leibnizile, Charles II-le. Kuigi fosfori valmistamise meetodit hoiti kõige rangemas saladuses, õnnestus 1682. aastal Robert Boyle'il see hankida, kuid ka tema andis oma meetodist teada alles Londoni Kuningliku Seltsi kinnisel koosolekul. Boyle'i meetod avalikustati pärast tema surma, 1692. aastal.
1676. aasta kevadel korraldas Kraft Brandenburgi kuurvürsti Frederick Williami õukonnas fosforiga katsetamise istungi. 24. aprillil kell 21 kustutati ruumis kõik küünlad ja Kraft näitas kohalviibijatele „igavese leegiga“ katseid, paljastamata aga selle maagilise aine valmistamise meetodit.
Järgmise aasta kevadel jõudis Kraft Hannoveri hertsog Johann Friedrichi õukonda,3 kus tol ajal töötas raamatukoguhoidjana saksa filosoof ja matemaatik G. W. Leibniz (1646-1716). Ka siin korraldas Kraft fosforikatsetuste seansi, näidates eelkõige kahte pudelit, mis hõõgusid nagu tulikärbsed. Leibniz, nagu Kunkel, oli uue aine vastu ülimalt huvitatud. Esimesel seansil küsis ta Kraftilt, kas suur tükk seda ainet suudab valgustada tervet ruumi. Kraft nõustus, et see on täiesti võimalik, kuid see oleks ebapraktiline, kuna aine valmistamise protsess on väga keeruline.
Leibnizi katsed veenda Krafti saladust hertsogile müüma ebaõnnestusid. Seejärel läks Leibniz Hamburgi Brandi enda juurde. Siin õnnestus tal sõlmida leping hertsog Johann Friedrichi ja Brandi vahel, mille kohaselt oli esimene kohustatud Brandile saladuse paljastamise eest maksma 60 taalrit. Sellest ajast alates pidas Leibniz Brandiga regulaarset kirjavahetust.
Umbes samal ajal saabus Hamburgi I. I. Becher (1635-1682), eesmärgiga meelitada Brand Mecklenburgi hertsogi juurde. Leibniz võttis Branda aga uuesti vahele ja viis Hannoveri hertsog Johann Friedrichi juurde. Leibniz oli täiesti kindel, et Brand on "tarkade kivi" avastamisele väga lähedal, ja soovitas seetõttu hertsogil teda enne lahti lasta, kui ta on selle ülesande täitnud. Brand viibis aga Hannoveris viis nädalat, valmistas linnast välja värsked fosforivarud, näitas vastavalt kokkuleppele tootmise saladust ja lahkus.
Samal ajal valmistas Brand valguse olemust uurivale füüsikule Christiaan Huygensile märkimisväärse koguse fosforit ja saatis fosforivaru Pariisi.
Brand oli aga väga rahulolematu hinnaga, mille Leibniz ja hertsog Johann Friedrich talle fosforitootmise saladuse paljastamise eest andsid. Ta saatis Leibnizile vihase kirja, milles kurtis, et saadud summast ei piisa isegi Hamburgi pere ülalpidamiseks ja reisikulude tasumiseks. Samasugused kirjad saadeti Leibnizile ja Brandi naisele Margaritale.
Brand oli rahulolematu ka Kraftiga, kellele ta avaldas kirjades pahameelt, heites talle ette, et ta müüs saladuse 1000 taalri eest Inglismaale edasi. Kraft edastas selle kirja Leibnizile, kes soovitas hertsog Johann Friedrichil Brandi mitte ärritada, vaid talle saladuse paljastamise eest heldemalt maksta, kartes, et avastuse autor ütleb kättemaksuna välja fosfori valmistamise retsepti. keegi teine. Leibniz saatis Brandile endale rahustava kirja.
Ilmselt sai Brand preemia, sest. aastal 1679 tuli ta taas Hannoverisse ja töötas seal kaks kuud, saades nädalapalka 10 taalrit koos lisatasuga toitlustuse ja reisikulude katteks. Leibnizi kirjavahetus Brandiga, otsustades Hannoveri raamatukogus talletatud kirjade järgi, jätkus kuni 1684. aastani.
Tulgem nüüd tagasi Kunkeli juurde. Kui Leibnizi uskuda, siis Kunkel õppis Krafti kaudu fosfori valmistamise retsepti ja asus tööle. Kuid tema esimesed katsed olid ebaõnnestunud. Ta saatis Brandi kirja kirja järel, milles kurtis, et talle on saadetud retsept, mis on teisele inimesele väga arusaamatu. 1676. aastal Wittenbergist, kus Kunkel tol ajal elas, kirjutatud kirjas küsis ta Brandilt protsessi üksikasju.
Lõpuks saavutas Kunkel oma katsetes edu, muutes veidi Brandi meetodit. Lisades kuivale uriinile enne selle destilleerimist veidi liiva, sai ta fosforit ja... pretendeeris sõltumatule avastusele. Samal aastal juulis rääkis Kunkel oma õnnestumistest oma sõbrale, Wittenbergi ülikooli professorile Caspar Kirchmeyerile, kes avaldas selleteemalise teose pealkirjaga „Püsiv öölamp, mõnikord sädelev, mida otsiti kaua. , nüüd leitud." Kirchmeyer räägib selles artiklis fosforist kui ammutuntud helendavast kivist, kuid ei kasuta terminit “fosfor” ennast, mis ilmselt polnud selleks ajaks veel kasutusele võetud.
Inglismaal, Brandist, Kunkelist ja Kirchmeyerist sõltumatult, hankis fosforit 1680. aastal R. Boyle (1627-1691). Boyle teadis fosforist samast Kraftist. Juba mais 1677 demonstreeriti Londoni Kuninglikus Seltsis fosforit. Sama aasta suvel tuli Kraft ise koos fosforiga Inglismaale. Boyle külastas oma jutu järgi Crafti ja nägi tema valduses olevat fosforit tahkel ja vedelal kujul. Tänuks sooja vastuvõtu eest vihjas Boyle’iga hüvasti jättes Kraft talle, et tema fosfori põhiaine on midagi inimkehale omast. Ilmselt piisas sellest vihjest, et Boyle’i töö käima lükata. Pärast Krafti lahkumist hakkas ta testima verd, luid, juukseid, uriini ning 1680. aastal kroonis tema jõupingutusi helendava elemendi hankimiseks edu.
Boyle hakkas oma avastust kasutama koos assistendi, sakslase Gaukwitziga. Pärast Boyle'i surma 1691. aastal arendas Gaukwitz fosforitootmist, täiustades seda kaubanduslikul tasandil. Gaukwitz teenis tohutu varanduse, müües fosforit hinnaga kolm naela untsi kohta ja tarnides seda teadusasutustele ja üksikutele teadlastele. Kaubandussidemete loomiseks reisis ta läbi Hollandi, Prantsusmaa, Itaalia ja Saksamaa. Londonis endas asutas Gaukwitz ravimifirma, mis sai kuulsaks juba tema eluajal. On uudishimulik, et hoolimata kõigist oma katsetest fosforiga, mis mõnikord oli väga ohtlik, elas Gaukwitz 80-aastaseks, elades üle oma kolm poega ja kõik inimesed, kes osalesid fosfori varase ajalooga seotud töös.
Pärast fosfori avastamist Kunkeli ja Boyle'i poolt hakkas see leiutajatevahelise konkurentsi tõttu kiiresti langema. Lõpuks hakkasid leiutajate pärijad 10 taalri eest kõigile selle valmistamise saladust tutvustama, kogu aeg hinda langetades. 1743. aastal leidis A.S. Marggraff veelgi parema meetodi uriinist fosfori tootmiseks ja avaldas selle kohe, sest kalapüük ei ole enam tulus.
Praegu ei toodeta fosforit kusagil Brand-Kunkel-Boyle'i meetodil, kuna see on täiesti kahjumlik. Ajaloolise huvi huvides anname siiski nende meetodi kirjelduse.
Mädanev uriin aurutatakse siirupisse olekusse. Saadud paks mass segada kolmekordse koguse valge liivaga, asetada vastuvõtjaga varustatud retorti ja kuumutada ühtlasel kuumusel 8 tundi kuni lenduvate ainete eemaldamiseni, misjärel kuumutamist suurendada. Vastuvõtja on täidetud valgete aurudega, mis seejärel muutuvad sinakas tahkeks ja helendavaks fosforiks.
Fosfor sai oma nime tänu oma pimedas hõõguvale omadusele (kreeka keelest - helendav). Mõnede vene keemikute seas oli soov anda elemendile puhtalt venepärane nimi: “gem”, “lighter”, kuid need nimed ei hakanud silma.
Lavoisier tundis fosfori põlemise üksikasjaliku uuringu tulemusena selle esimesena ära keemilise elemendina.
Fosfori olemasolu uriinis andis keemikutele põhjust otsida seda looma teistest kehaosadest. 1715. aastal leiti ajust fosforit. Fosfori märkimisväärne sisaldus selles oli aluseks väitele, et "ilma fosforita pole mõtet". 1769. aastal leidis Yu.G.Gan luudest fosforit ja kaks aastat hiljem tõestas K.V.Scheele, et luud koosnevad peamiselt kaltsiumfosfaadist, ning pakkus välja meetodi, kuidas pärast luude põletamist järele jäänud tuhast fosforit saada. Lõpuks, 1788. aastal näitasid M. G. Klaproth ja J. L. Proust, et kaltsiumfosfaat on looduses äärmiselt laialt levinud mineraal.
Fosfori allotroopse modifikatsiooni – punase fosfori – avastas 1847. aastal A. Schrötter. Töös pealkirjaga "Uus allotroopne fosfori olek" kirjutab Schrötter, et päikesevalgus muudab valge fosfori punaseks ning sellised tegurid nagu niiskus ja atmosfääriõhk ei mõjuta. Schrötter eraldas punase fosfori, töödeldes seda süsinikdisulfiidiga. Samuti valmistas ta punast fosforit, kuumutades valget fosforit inertgaasis temperatuurini umbes 250 °C. Samal ajal leiti, et temperatuuri edasine tõus põhjustab taas valge modifikatsiooni moodustumist.
On väga huvitav, et Schrötter ennustas esimesena punase fosfori kasutamist tikutööstuses. 1855. aasta Pariisi maailmanäitusel demonstreeriti juba tehases toodetud punast fosforit.
Vene teadlane A. A. Musin-Puškin sai 1797. aastal fosfori uue modifikatsiooni - violetse fosfori. See avastus omistatakse ekslikult I. V. Hittorfile, kes peaaegu täielikult Musin-Puškini meetodit korrates sai violetse fosfori alles 1853. aastal.
1934. aastal muutis professor P. W. Bridgeman valge fosfori rõhule kuni 1100 atm selle mustaks ja sai seega elemendi uue allotroopse modifikatsiooni. Koos värviga on muutunud ka fosfori füüsikalised ja keemilised omadused: näiteks valge fosfor süttib õhu käes iseeneslikult, kuid mustal fosforil, nagu punasel, see omadus puudub.
Fosfor (kreeka keelest phosphoros - helendav; lat. Phosphorus) on perioodilisustabeli keemiliste elementide perioodilise süsteemi element, üks levinumaid maakoore elemente, selle sisaldus on 0,08-0,09% selle massist. Kontsentratsioon merevees on 0,07 mg/l. Seda ei leidu vabas olekus kõrge keemilise aktiivsuse tõttu. See moodustab umbes 190 mineraali, millest olulisemad on apatiit Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl,OH), fosforiit Ca 3 (PO 4) 2 jt. Fosforit leidub roheliste taimede kõigis osades, veelgi enam viljades ja seemnetes (vt fosfolipiidid). Loomsetes kudedes sisalduv see on osa valkudest ja muudest olulistest orgaanilistest ühenditest (ATP, DNA) ning on elustiil.
Lugu
Fosfori avastas Hamburgi alkeemik Hennig Brand 1669. aastal. Nagu teisedki alkeemikud, püüdis Brand leida filosoofi kivi, kuid sai helendava aine. Brand keskendus katsetele inimese uriiniga, sest ta uskus, et kuna see on kuldne, võib see sisaldada kulda või midagi kaevandamiseks kasulikku. Esialgu oli tema meetodiks lasta uriinil mitu päeva seista, kuni ebameeldiv lõhn kadus, ja seejärel keeta, kuni see muutus kleepuvaks. Kuumutades seda pastat kõrgel temperatuuril ja tekitades mullid, lootis ta, et kui need kondenseeruvad, sisaldavad need kulda. Pärast mitmetunnist intensiivset keetmist saadi valge vahataolise aine terad, mis põlesid väga eredalt ja ka särasid pimedas. Bränd andis sellele ainele nimeks phosphorus mirabilis (ladina keeles "imeline valguse kandja"). Brandi fosfori avastus oli esimene uue elemendi avastus pärast antiikajast.
Mõnevõrra hiljem sai fosfori teine saksa keemik Johann Kunkel.
Sõltumata Brandist ja Kunkelist hankis fosfori R. Boyle, kes kirjeldas seda 14. oktoobril 1680 dateeritud ja 1693. aastal avaldatud artiklis “Meetod inimese uriinist fosfori valmistamiseks”.
Andreas Marggraf avaldas 1743. aastal täiustatud meetodi fosfori tootmiseks.
On tõendeid, et araabia alkeemikud suutsid saada fosforit 12. sajandil.
Lavoisier tõestas, et fosfor on lihtne aine.
nime päritolu
1669. aastal sai Henning Brand valge liiva ja aurustunud uriini segu kuumutamisel pimedas hõõguva aine, mida algul nimetati "külmaks tuleks". Teisene nimi "fosfor" pärineb kreeka sõnadest "φῶς" - valgus ja "φέρω" - kandma. Vana-Kreeka mütoloogias kandis nime Fosfor (või Eosphorus, vanakreeka Φωσφόρος) Hommikutähe eestkostja.
Kviitung
Fosfor saadakse apatiitidest või fosforiitidest koksi ja ränidioksiidiga interaktsiooni tulemusena temperatuuril 1600 ° C:
2Ca 3 (PO 4) 2 + 10C + 6SiO2 → P4 + 10CO + 6CaSiO3.
Saadud valge fosfori aurud kondenseeritakse vee all olevas vastuvõtjas. Fosforiitide asemel võib redutseerida ka teisi ühendeid, näiteks metafosforhapet:
4HPO3 + 12C → 4P + 2H2 + 12CO.
Füüsikalised omadused
Elementaarne fosfor normaalsetes tingimustes esindab mitmeid stabiilseid allotroopseid modifikatsioone; Fosfori allotroopia küsimus on keeruline ja pole täielikult lahendatud. Tavaliselt on lihtsal ainel neli modifikatsiooni - valge, punane, must ja metalliline fosfor. Mõnikord nimetatakse neid ka peamisteks allotroopseteks modifikatsioonideks, mis tähendab, et kõik teised on nende nelja erinevad. Normaaltingimustes on fosforil ainult kolm allotroopset modifikatsiooni ja ülikõrgsurve tingimustes on olemas ka metalliline vorm. Kõik modifikatsioonid erinevad värvi, tiheduse ja muude füüsikaliste omaduste poolest; Valgelt fosforilt metallilisele fosforile üleminekul on märgatav kalduvus keemilise aktiivsuse järsule vähenemisele ja metalliliste omaduste suurenemisele.
Keemilised omadused
Fosfori keemiline aktiivsus on palju suurem kui lämmastiku oma. Fosfori keemilised omadused on suuresti määratud selle allotroopse modifikatsiooniga. Valge fosfor on väga aktiivne, punasele ja mustale fosforile ülemineku protsessis väheneb keemiline aktiivsus järsult. Valge fosfor helendab õhus pimedas, kuma tuleneb fosfori aurude oksüdeerumisest madalamateks oksiidideks.
Vedelas ja lahustunud olekus, aga ka aurudes kuni 800 ° C, koosneb fosfor P 4 molekulidest. Kuumutamisel üle 800 °C molekulid dissotsieeruvad: P 4 = 2P 2. Temperatuuril üle 2000 °C lagunevad molekulid aatomiteks.
