Ո՞ւմ կողմից և երբ է հայտնաբերվել ֆոսֆորը: Ֆոսֆորի ալոտրոպային փոփոխությունների հայտնաբերման պատմություն

Ֆոսֆորը հայտնաբերվել է 1669 թվականին ալքիմիկոս Բրանդտի կողմից, երբ նա, փնտրելով «փիլիսոփայական քարը», ուժեղ տաքացրել է մեզի չոր մնացորդը ածխով առանց օդի հասանելիության։ Մեկուսացված նյութը շողում էր օդում, իսկ հետո բռնկվում։ Այս սեփականության համար Բրանդտը նրան տվել է «ֆոսֆոր» անունը, այսինքն. լույսի կրող («լուսակիր»):

Հայտնաբերումից հետո ևս հարյուր տարի ֆոսֆորը հազվագյուտ և թանկարժեք նյութ էր, քանի որ. դրա պարունակությունը մեզի մեջ աննշան է, իսկ ստանալը՝ դժվար։ Եվ միայն 1771 թվականից հետո, երբ շվեդ քիմիկոս Շելեն մշակեց ոսկորներից ֆոսֆոր ստանալու մեթոդ, հնարավոր դարձավ այն ստանալ զգալի քանակությամբ։

Ֆոսֆորի առանձնահատկությունները

Երկրորդ բնորոշ տարրը՝ հինգերորդ խմբի բնորոշ տարրը, ոչ մետաղ է։ Ֆոսֆորի ամենաբարձր օքսիդացման վիճակը +5 է: +5-ից պակաս օքսիդացման վիճակում ֆոսֆոր պարունակող միացությունները գործում են որպես վերականգնող նյութեր։ Միևնույն ժամանակ, լուծույթներում պարունակվող ֆոսֆոր +5 միացությունները օքսիդացնող նյութեր չեն։ Ֆոսֆորի թթվածնային միացությունները ավելի կայուն են, քան ազոտինը։ Ջրածնի միացությունները պակաս կայուն են:

Բնական միացություններ և ֆոսֆորի ստացում

Երկրակեղևում տարածվածության առումով ֆոսֆորն առաջ է անցնում ազոտից, ծծումբից և քլորից։ Ի տարբերություն ազոտի՝ ֆոսֆորը բնության մեջ հանդիպում է միայն միացությունների տեսքով։ Ֆոսֆորի ամենակարևոր հանքանյութերն են ապատիտ Ca5X (PO4) 3 (X-ը ֆտորն է, ավելի հազվադեպ՝ քլորը և հիդրօքսիդ խումբ) և ֆոսֆորիտը, որի հիմքը Ca3 (PO4) 2 է։ Բացի այդ, ֆոսֆորը որոշ սպիտակուցային նյութերի մի մասն է և հանդիպում է կենդանիների և մարդկանց բույսերում և օրգանիզմներում:

Բնական ֆոսֆոր պարունակող հումքից ազատ ֆոսֆորը ստացվում է ավազի առկայությամբ կոքսով բարձր ջերմաստիճանի (1500 աստիճան C) վերականգնմամբ։ Վերջինս կալցիումի օքսիդը կապում է խարամի՝ կալցիումի սիլիկատի։ Ֆոսֆորիտի կրճատման դեպքում ընդհանուր ռեակցիան կարող է ներկայացվել հավասարմամբ.

Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 = CaSiO3 + 5CO + P2

Ստացված ածխածնի երկօքսիդը և գոլորշի ֆոսֆորը մտնում են սառնարան ջրի հետ, որտեղ խտացում է տեղի ունենում՝ ձևավորելով պինդ սպիտակ ֆոսֆոր:

Ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ

1000 ° C-ից ցածր ֆոսֆորի գոլորշին պարունակում է չորս ատոմային P4 մոլեկուլներ, որոնք ունեն քառաեդրոնի ձև: Ավելի բարձր ջերմաստիճանների դեպքում տեղի է ունենում ջերմային տարանջատում, և խառնուրդում երկատոմային P2 մոլեկուլների պարունակությունը մեծանում է: Վերջինիս քայքայումը ֆոսֆորի ատոմների է տեղի ունենում 2500 C-ից բարձր ջերմաստիճանում։

Գոլորշի խտացումից առաջացած ֆոսֆորի սպիտակ մոդիֆիկացիան ունի մոլեկուլային բյուրեղյա վանդակ, որի հանգույցներում տեղահանված են P4 մոլեկուլները։ Միջմոլեկուլային ուժերի թուլության պատճառով սպիտակ ֆոսֆորը ցնդող է, հալվող, կտրված է դանակով և լուծվում է ոչ բևեռային լուծիչների մեջ, ինչպիսին է ածխածնի դիսուլֆիդը։ Սպիտակ ֆոսֆորը բարձր ռեակտիվ նյութ է: Այն ակտիվորեն փոխազդում է թթվածնի, հալոգենների, ծծմբի և մետաղների հետ։ Օդի մեջ ֆոսֆորի օքսիդացումն ուղեկցվում է տաքացումով և փայլով։ Հետեւաբար, սպիտակ ֆոսֆորը պահպանվում է ջրի տակ, որի հետ այն չի արձագանքում։ Սպիտակ ֆոսֆորը շատ թունավոր է:

Երկարատև պահպանման ժամանակ, ինչպես նաև տաքացնելիս սպիտակ ֆոսֆորը վերածվում է կարմիր մոդիֆիկացիայի։ Կարմիր ֆոսֆորը պոլիմերային նյութ է, չլուծվող ածխածնի դիսուլֆիդում, ավելի քիչ թունավոր, քան սպիտակ ֆոսֆորը: Կարմիր ֆոսֆորն ավելի դժվար է օքսիդանում, քան սպիտակը, չի փայլում մթության մեջ և բռնկվում է միայն 250 աստիճան C ջերմաստիճանում։

Ֆոսֆորի ամենակայուն մոդիֆիկացիան սև ֆոսֆորն է։ Ստացվում է սպիտակ ֆոսֆորի ալոտրոպային փոխակերպմամբ 220 աստիճան C ջերմաստիճանի և 1200 ՄՊա ճնշման դեպքում։ Արտաքին տեսքով այն նման է գրաֆիտին։ Սև ֆոսֆորի բյուրեղային կառուցվածքը շերտավոր է՝ կազմված ծալքավոր շերտերից։ Ինչպես կարմիր ֆոսֆորի դեպքում, այստեղ էլ ֆոսֆորի յուրաքանչյուր ատոմ կապված է երեք հարևանների հետ կովալենտային կապերով: Ֆոսֆորի ատոմների միջև հեռավորությունը 0,387 նմ է: Սպիտակ և կարմիր ֆոսֆորը դիէլեկտրիկներ են, մինչդեռ սև ֆոսֆորը կիսահաղորդիչ է՝ 0,33 էՎ գոտի բացվածքով: Քիմիապես սև ֆոսֆորը ամենաքիչ ռեակտիվն է, այն բռնկվում է միայն 400 աստիճանից բարձր ջերմաստիճանում տաքացնելիս:

Մետաղների հետ փոխազդեցության ժամանակ ֆոսֆորը օքսիդացնող ֆունկցիա է ցուցաբերում՝ 3Ca + 2P = Ca3P2:

Որպես վերականգնող նյութ, ֆոսֆորը գործում է ակտիվ ոչ մետաղների՝ հալոգենների, թթվածնի, ծծմբի, ինչպես նաև ուժեղ օքսիդացնող նյութերի հետ ռեակցիաներում.

2P + 3S = P2S3 2P + 5S = P2S5

Այն նույն կերպ փոխազդում է թթվածնի և քլորի հետ։

P + 5HNO3 = H3PO4 + 5NO2 + H2O

Ալկալային լուծույթներում, երբ տաքացվում է, սպիտակ ֆոսֆորը անհամաչափ է.

8Р + 3Ва(ОН)2 + 6Н2О = 2РН3 + 3Ва(Н2Р2)2

Քիմիական ֆոսֆորի օքսիդը (+3) ունի թթվային բնույթ.

P2O3 + 3H2O = 2H3RO3

Ֆոսֆորաթթու - անգույն, հալվող, ջրում լուծվող բյուրեղներ։ Ըստ քիմիական կառուցվածքի՝ այն աղավաղված քառաեդրոն է, որի կենտրոնում կա ֆոսֆորի ատոմ՝ sp3 հիբրիդային օրբիտալներով, իսկ գագաթները զբաղեցնում են երկու հիդրոքսո խմբերը և ջրածնի ու թթվածնի ատոմները։ Ջրածնի ատոմը ուղղակիորեն կապված է ֆոսֆորի հետ, ի վիճակի չէ փոխարինման, և, հետևաբար, ֆոսֆորաթթուն առավելագույնը երկհիմն է և հաճախ ներկայացված է H2[HPO3] բանաձևով: Ֆոսֆորաթթուն միջին ուժգնության թթու է: Դրա աղերը՝ ֆոսֆիտները ստացվում են P2O3-ի ալկալիների հետ փոխազդեցությամբ.

P2O3 + 4NaOH = 2Na2HPO3 + H2O

Ալկալիական մետաղների և կալցիումի ֆոսֆիտները հեշտությամբ լուծվում են ջրում։

Երբ ջեռուցվում է, ֆոսֆորաթթուն անհամաչափ է.

4H3PO3 = PH3 + 3H3RO4

Ֆոսֆորաթթուն օքսիդացվում է բազմաթիվ օքսիդացնող նյութերով, ներառյալ հալոգենները, օրինակ.

H3PO3 + Cl2 + H2O = H3RO4 + 2HCl

Ֆոսֆորի թթուն սովորաբար ստացվում է ֆոսֆորի տրիհալիդների հիդրոլիզով.

RG3 + 3H2O = H3RO3 + 3NG

Երբ մոնոփոխարինված ֆոսֆիտները տաքացվում են, ստացվում են պիրոֆոսֆորային (դիֆոսֆորային) թթվի աղեր՝ պիրոֆոսֆիտներ.

2NaH2PO3 = Na2H2P2O5 + H2O

Պիրոֆոսֆիտները ջրով եփելիս հիդրոլիզվում են.

Na2H2P2O5 + 3H2O = 2NaOH + 2H3PO3

Պիրոֆոսֆորաթթուն H4P2O5 (պենտօքսոդիֆոսֆորական) ինքնին, ինչպես ֆոսֆորը, միայն երկհիմն է և համեմատաբար անկայուն:

Հայտնի է մեկ այլ ֆոսֆորաթթու (+3)՝ վատ ուսումնասիրված պոլիմերային մետաֆոսֆորաթթու (HPO2) n.

Ֆոսֆորին առավել բնորոշ է P2O5 օքսիդը՝ երկֆոսֆորի պենտօքսիդը։ Այն սպիտակ պինդ նյութ է, որը հեշտությամբ կարելի է ստանալ ապակեպատ վիճակում։ Գոլորշի վիճակում ֆոսֆորի օքսիդի մոլեկուլները (+5) ունեն P4O10 բաղադրություն։ Պինդ P2O5-ն ունի մի քանի փոփոխություններ: Ֆոսֆորի օքսիդի ձևերից մեկը (+5) ունի մոլեկուլային կառուցվածք՝ P4O10 մոլեկուլներով ցանցերի տեղամասերում։ Արտաքին տեսքով այս մոդիֆիկացիան սառույց է հիշեցնում։ Այն ունի ցածր խտություն, հեշտությամբ անցնում է գոլորշի, շատ լուծելի է ջրում և ռեակտիվ: P2O5-ը ամենաուժեղ ջրազրկողն է: Չորացման էֆեկտի ինտենսիվության առումով այն շատ գերազանցում է այնպիսի խոնավություն կլանողներին, ինչպիսիք են CaCl2, NaOH, H2SO4 և այլն: Երբ P2O5-ը հիդրացվում է, սկզբում ձևավորվում է մետաֆոսֆորական թթու.

P2O5 + H2O = 2HPO3

որի հետագա խոնավացումը հաջորդաբար հանգեցնում է պիրոֆոսֆորական և օրթոֆոսֆորական թթվի.

2HPO3 + H2O = H4P2O7 և H4P2O7 + H2O = 2H3PO4

Քիմիական տարրերի հայտնաբերման պատմությունը լի է անձնական դրամաներով, զանազան անակնկալներով, առեղծվածային առեղծվածներով և զարմանալի լեգենդներով։
Երբեմն հետազոտողին ողբերգական վախճան էր սպասում, ինչպես, օրինակ, դա տեղի ունեցավ ֆտոր հայտնաբերողի հետ։ Բայց ավելի հաճախ հաջողությունը պարզվում էր նրանց հավատարիմ ուղեկիցը, ովքեր գիտեին, թե ինչպես ուշադիր նայել բնական երևույթներին։
Հնագույն մատյանները մեզ համար առանձին դրվագներ են պահպանել թոշակի անցած զինվորի և համբուրգյան վաճառականի կյանքից։ Նրա անունը Հենիգ Բրանդ էր (մոտ 1630-?): Նրա առևտրական գործերը փայլուն չընթացան, և այդ պատճառով էր, որ նա ջանում էր դուրս գալ աղքատությունից։ Նա սարսափելի ճնշում էր նրան։ Եվ Բրենդը որոշեց իր բախտը փորձել ալքիմիայում։ Ավելին, XVII դ. ի տարբերություն մեր 20-րդ դարի. Համարվում էր, որ միանգամայն հնարավոր է գտնել «փիլիսոփայական քար», որը կարող է բազային մետաղները վերածել ոսկու:

Hennig ապրանքանիշ և ֆոսֆոր

Բրենդն արդեն բազմաթիվ փորձեր է անցկացրել տարբեր նյութերի հետ, սակայն նրան ոչ մի խելամիտ բան չի հաջողվել։ Մի օր նա որոշեց քիմիական փորձ անցկացնել մեզի հետ: Նա գոլորշիացրեց այն գրեթե մինչև չորանա և մնացած բաց դեղին նստվածքը խառնեց ածուխի և ավազի հետ՝ տաքացնելով այն առանց օդի։ Արդյունքում Բրենդը նոր նյութ ստացավ, որն ուներ մթության մեջ փայլելու զարմանալի հատկություն։
Այսպիսով, 1669 թվականին հայտնաբերվեց ֆոսֆորը, որը չափազանց կարևոր դեր է խաղում վայրի բնության մեջ՝ բուսական աշխարհում, կենդանիների և մարդկանց մարմնում:
Երջանիկ գիտնականը չուշացավ օգտվել նոր նյութի անսովոր հատկություններից և սկսեց ազնվական մարդկանց ցույց տալ լուսավոր ֆոսֆոր՝ բավականին բարձր վարձատրության դիմաց: Այն ամենը, ինչ շփվում էր ֆոսֆորի հետ, ձեռք էր բերում փայլելու հատկություն։ Բավական էր մատները, մազերը կամ առարկաները օծել ֆոսֆորով, և դրանք փայլատակեցին առեղծվածային կապտասպիտակ լույսով։ Այն ժամանակվա կրոնական և միստիկ տրամադրվածությամբ հարուստ մարդիկ հիանում էին Բրենդի տարբեր մանիպուլյացիաներով այս «աստվածային» նյութով։ Նա հմտորեն օգտագործեց ֆոսֆորի նկատմամբ գիտնականների և հանրության հսկայական հետաքրքրությունը և սկսեց վաճառել այն այնպիսի գնով, որը նույնիսկ գերազանցում էր ոսկու ինքնարժեքը։ X. Բրենդը մեծ քանակությամբ ֆոսֆոր էր արտադրում և խստագույնս պահպանում էր դրա ստացման եղանակը։ Մյուս ալքիմիկոսներից ոչ մեկը չկարողացավ թափանցել նրա լաբորատորիա, և այդ պատճառով նրանցից շատերը սկսեցին տենդագին տարբեր փորձեր կազմակերպել՝ փորձելով բացահայտել ֆոսֆորի ստեղծման գաղտնիքը։
Գերմանացի նշանավոր քիմիկոս Ի.Կունկելը (1630-1703) խորհուրդ է տվել իր ընկեր-գործընկեր Ի.Կրաֆթին համոզել Հ.Բրենդին վաճառել ֆոսֆորի ստացման գաղտնիքը։ Ի.Կրաֆթին հաջողվել է 100 թալերի դիմաց հայտնագործողին համոզել այս գործարքին, «սակայն, «հավերժական կրակի» ձեռքբերման գաղտնիքի նոր սեփականատերը պարզվեց, որ վարձկան մարդ է և իր ընկերոջը՝ Ի.Կունկելին ոչ մի բառ չասելով. բաղադրատոմսը ձեռք բերելու մասին, սկսեց հսկայական գումարներ աշխատել հանրությանը ֆոսֆորի ցուցադրությունների վրա:

I. Kunkel

Գերմանացի ականավոր մաթեմատիկոս և փիլիսոփա Գ.Լայբնիցը նույնպես առիթը բաց չթողեց և Հ.Բրանդից ձեռք բերեց ֆոսֆորի արտադրության գաղտնիքը։

Գ.Լայբնից

Շուտով «սառը կրակի» պատրաստման բաղադրատոմսը հայտնի դարձավ Ի.Կունկելին և Կ.Կիրչմայերին, իսկ 1680 թվականին ֆոսֆորի ստացման գաղտնիքը Անգլիայում բացահայտեց հայտնի քիմիկոս Ռ.Բոյլը։ Ռ. Բոյլի մահից հետո նրա աշակերտը՝ գերմանացի Ա. Գանկվիցը, կատարելագործելով ֆոսֆորի ստացման մեթոդը, ստեղծեց դրա արտադրությունը և նույնիսկ փորձեց կատարել առաջին լուցկիները։ Նա ֆոսֆոր էր մատակարարում Եվրոպայի գիտական ​​հաստատություններին և այն գնել ցանկացող անհատներին։ Առևտրային հարաբերություններն ընդլայնելու նպատակով Ա.Գանկվիցն այցելել է Հոլանդիա, Ֆրանսիա, Իտալիա և Գերմանիա՝ կնքելով ֆոսֆորի վաճառքի նոր պայմանագրեր։ Լոնդոնում նա հիմնեց դեղագործական ընկերություն, որը լայն ճանաչում գտավ։ Հետաքրքիր է, որ Ա. Հանկվիցը, չնայած ֆոսֆորի հետ երկար աշխատանքին և դրա հետ շատ վտանգավոր փորձերին, ապրեց մինչև ութսուն տարեկան։ Նա ապրեց իր երեք որդիներին և բոլոր նրանց, ովքեր մասնակցեցին ֆոսֆորի վաղ պատմությանը վերաբերող աշխատանքին:
Ֆոսֆորի գինը Ի.Կունկելի և Ռ.Բոյլի կողմից հայտնաբերումից ի վեր սկսեց արագ ընկնել, և ի վերջո հայտնաբերողների ժառանգները սկսեցին ներկայացնել ընդամենը 10 թալերի համար ֆոսֆոր ստանալու գաղտնիքը։

Ֆոսֆորի ուսումնասիրության փուլերը

Քիմիայի պատմության մեջ ֆոսֆորը կապված է բազմաթիվ մեծ հայտնագործությունների հետ։ Այնուամենայնիվ, ֆոսֆորի հայտնաբերումից ընդամենը մեկ դար անց նա առևտրի և շահույթի աշխարհից տեղափոխվեց գիտության աշխարհ: Բայց այս երկար ժամանակաշրջանում միայն մեկ իրադարձություն կարելի է վերագրել իրական գիտությանը, այն կապված է 1715թ.-ի հետ, երբ Ի. Գենսինգը ուղեղի հյուսվածքում ֆոսֆոր հայտնաբերեց։ Սա հետագայում հիմք հանդիսացավ այն հայտարարության համար. «Առանց ֆոսֆորի միտք չկա»։
Յու Գանը 1769 թվականին ոսկորներում ֆոսֆոր գտավ, իսկ երկու տարի անց հայտնի շվեդ քիմիկոսը ցույց տվեց, որ ոսկորները հիմնականում բաղկացած են կալցիումի ֆոսֆատից և առաջարկեց ոսկորների այրման ժամանակ առաջացած մոխիրից ֆոսֆոր ստանալու մեթոդ։
Ջ. Պրուստը և Մ. Կլապրոտը 1788 թվականին ապացուցեցին բնության մեջ կալցիումի ֆոսֆատ պարունակող հանքանյութերի չափազանց բարձր տարածվածությունը:
Հետազոտողները պարզել են, որ ֆոսֆորի փայլը տեղի է ունենում միայն սովորական, այսինքն՝ խոնավություն պարունակող օդի առկայության դեպքում։ Ֆոսֆորի նման վարքագիծը պայմանավորված է նրա դանդաղ օքսիդացումով մթնոլորտային թթվածնով: Միաժամանակ ձևավորվում է նաև օզոն, որը օդին հաղորդում է գարնանային ամպրոպների օրերին մեզ քաջ հայտնի թարմություն։ Ֆոսֆորի փայլը տեղի է ունենում առանց նկատելի տաքացման, և նման ռեակցիան կոչվում է քիմիլյումինեսցենտություն: Այն կարող է դիտվել ոչ միայն ֆոսֆորի դանդաղ օքսիդացման ժամանակ, այլ նաև որոշ այլ քիմիական և կենսաքիմիական պրոցեսների ժամանակ, որոնցում, օրինակ, առաջանում է հրաբուխների փայլ, փտում, օվկիանոսային պլանկտոն և այլն։

Մ.Կլապրոտ

XVIII դարի 70-ականների սկզբին։ Ֆրանսիացի քիմիկոս Անտուան ​​Լորան Լավուազեն, փակ տարայի մեջ ֆոսֆորի և այլ նյութերի այրման տարբեր փորձեր կատարելով, համոզիչ կերպով ապացուցեց, որ ֆոսֆորը պարզ մարմին է։ Իսկ օդը, նրա կարծիքով, բարդ բաղադրություն ունի և բաղկացած է առաջին հերթին երկու բաղադրիչներից՝ թթվածնից և ազոտից։
Երկու դարերի վերջին՝ 1799 թվականին, անգլիացի Ա. Դոնդոնալդը հայտնաբերեց, որ ֆոսֆորի միացություններն անհրաժեշտ են բույսերի օրգանիզմների բնականոն զարգացման համար։ Մեկ այլ անգլիացի Ջ. Լոզը 1839 թվականին առաջին անգամ ստացավ սուպերֆոսֆատ՝ ֆոսֆորային պարարտանյութ, որը հետագայում չափազանց կարևոր դեր խաղաց մշակաբույսերի բերքատվության բարձրացման գործում:
1797 թվականին Ռուսաստանում Ա.Ա.Մուսին-Պուշկինը ստացավ ֆոսֆորի ալոտրոպիկ տեսակ՝ մանուշակագույն ֆոսֆոր: Սակայն գրականության մեջ մանուշակագույն ֆոսֆորի հայտնաբերումը սխալմամբ վերագրվում է Ի.Գիտտորֆին, ով Ա.Ա.Մուսին-Պուշկինի մեթոդով այն ստացել է միայն 1853թ.
1848 թվականին ավստրիացի քիմիկոս Ա.Շրետերը հայտնաբերեց ֆոսֆորի ալոտրոպ մոդիֆիկացիան՝ կարմիր ֆոսֆորը։ Նա ստացել է այդպիսի ֆոսֆոր՝ տաքացնելով սպիտակ ֆոսֆորը մինչև մոտ 250 ° C ջերմաստիճան ածխածնի օքսիդի (IV) մթնոլորտում։ Հետաքրքիր է նշել, որ Շրոետերն առաջինն էր, ով մատնանշեց կարմիր ֆոսֆորի օգտագործման հնարավորությունը լուցկիների արտադրության մեջ։ 1855 թվականին Փարիզի համաշխարհային ցուցահանդեսում ցուցադրվեց կարմիր ֆոսֆորը, որը ստացվել էր արդեն գործարանում։
Ամերիկացի հայտնի ֆիզիկոս Պ.Բրիջենը 1917 թվականին, մոտ 1,27 ԳՊա ճնշման տակ ֆոսֆորը տաքացնելով մինչև 200 °C, ստացավ նոր ալոտրոպ մոդիֆիկացիա՝ սև ֆոսֆոր։ Ինչպես կարմիր ֆոսֆորը, այնպես էլ վերջինս օդում չի բռնկվում։
Այսպիսով, շատ տասնամյակներ պահանջվեցին ֆոսֆորի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները ուսումնասիրելու և նրա նոր ալոտրոպ մոդիֆիկացիաները հայտնաբերելու համար։ Ֆոսֆորի ուսումնասիրությունը հնարավորություն է տվել պարզել, թե ինչ դեր է այն խաղում բույսերի և կենդանիների կյանքում։ Ֆոսֆորը գտնվում է կանաչ բույսերի բառացիորեն բոլոր մասերում, որոնք ոչ միայն կուտակում են այն իրենց կարիքների համար, այլև դրանով մատակարարում են կենդանիներին։ Սա բնության մեջ ֆոսֆորի ցիկլի փուլերից մեկն է։

Ֆոսֆոր և բնություն

Ֆոսֆորը նույնքան կարևոր է, որքան ազոտը։ Նա մասնակցում է նյութի բնական մեծ շրջապտույտին, և եթե չլիներ ֆոսֆորը, բուսական և կենդանական աշխարհը բոլորովին այլ կլիներ։ Սակայն ֆոսֆորը բնական պայմաններում հանդիպում է ոչ այնքան հաճախ, հիմնականում օգտակար հանածոների տեսքով, և նրան բաժին է ընկնում երկրակեղևի զանգվածի 0,08%-ը։ Տարածվածության առումով այն զբաղեցնում է տասներեքերորդ տեղը մյուս տարրերի շարքում: Հետաքրքիր է նշել, որ մարդու մարմնում ֆոսֆորը կազմում է մոտավորապես 1,16%: Դրանցից 0.75%-ը բաժին է ընկնում ոսկրային հյուսվածքին, մոտ 0.25%-ը՝ մկանային և մոտ 0.15%-ը՝ նյարդային հյուսվածքին։
Ֆոսֆորը հազվադեպ է հայտնաբերվում մեծ քանակությամբ, և ընդհանուր առմամբ այն պետք է դասակարգվի որպես հետքի տարր: Բնության մեջ այն ազատ ձևով չի հանդիպում, քանի որ ունի շատ կարևոր հատկություն՝ հեշտությամբ օքսիդանում է, բայց պարունակում է բազմաթիվ միներալներ, որոնց թիվն արդեն 190 է։ Դրանցից ամենակարևորներն են ֆտորապատիտը, հիդրօքսիլապատիտը և այլն։ ֆոսֆորիտ. Վիվիանիտը, մոնազիտը, ամբլիգոնիտը, տրիֆիլիտը որոշ չափով ավելի հազվադեպ են, իսկ քսենոտիտը և տորբերնիտը բավականին հազվադեպ են:

Ինչ վերաբերում է ֆոսֆորի հանքանյութերին, ապա դրանք բաժանվում են առաջնային և երկրորդային: Առաջնայիններից առավել տարածված են ապատիտները, որոնք հիմնականում հրային ծագման ապարներ են։ Ապատիտի քիմիական բաղադրությունը կալցիումի ֆոսֆատ է, որը պարունակում է որոշակի քանակությամբ ֆտոր և կալցիումի քլորիդ: Հենց դա է որոշում ֆտորապատիտի և քլորապատիտի միներալների առկայությունը։ Բացի այդ, դրանք պարունակում են 5-ից մինչև 36% P2 05: Սովորաբար, այս միներալները շատ դեպքերում հանդիպում են մագմայի գոտում, բայց դրանք հաճախ հանդիպում են այն վայրերում, որտեղ հրային ապարները շփվում են նստվածքայինների հետ: Բոլոր հայտնի ֆոսֆատների հանքավայրերից առավել նշանակալիցները գտնվում են Նորվեգիայում և Բրազիլիայում: Ֆերսմանի կողմից 1925 թվականին Խիբինիում հայտնաբերվեց մեծ կենցաղային ապատիտի հանքավայր: «Ապատիտը հիմնականում ֆոսֆորաթթվի և կալցիումի միացություն է», - գրել է Ա. Է. Ֆերսմանը: Նրանք այն անվանել են ապատիտ, որը հունարեն նշանակում է «խաբեբա»: Կամ սրանք թափանցիկ բյուրեղներ են, ամենափոքր մանրուքը հիշեցնում է բերիլը կամ նույնիսկ քվարցը, ապա դրանք խիտ զանգվածներ են, որոնք չեն տարբերվում պարզ կրաքարից, ապա դրանք ճառագայթային շողացող գնդիկներ են, այնուհետև ժայռը հատիկավոր է և փայլուն, ինչպես խոշոր հատիկավոր մարմար:
Ապատիտները, եղանակային պրոցեսների գործողության, բակտերիաների կենսագործունեության և հողի տարբեր թթուների կողմից ոչնչացման արդյունքում, անցնում են բույսերի կողմից հեշտությամբ սպառվող ձևերի և այդպիսով ներգրավվում են կենսաքիմիական ցիկլում: Հարկ է նշել, որ ֆոսֆորը ներծծվում է միայն ֆոսֆորաթթվի լուծված աղերից։ Այնուամենայնիվ, ֆոսֆորը մասամբ լվանում է հողից, և դրա մեծ քանակությունը, ներծծված բույսերի կողմից, հետ չի վերադառնում հող և տարվում բերքի հետ միասին: Այս ամենը հանգեցնում է հողի աստիճանական մաշման։ Հողում ֆոսֆատ պարարտանյութերի ներմուծմամբ բերքատվությունն ավելանում է։
Չնայած ֆոսֆորային պարարտանյութերի զգալի պահանջարկին, կարծես թե առանձնապես մտահոգություն չկա դրանց արտադրության համար հումքի սպառման հետ կապված: Այս պարարտանյութերը կարելի է ստանալ հանքային հումքի, հատակի ծովային նստվածքների և ֆոսֆորով հարուստ տարբեր երկրաբանական ապարների համալիր վերամշակմամբ։
Օրգանական ծագման ֆոսֆորով հարուստ միացությունների տարրալուծման ժամանակ հաճախ առաջանում են գազային և հեղուկ նյութեր։ Երբեմն կարելի է դիտարկել գազի արտազատումը փտած ձկան հոտով` ջրածնի ֆոսֆիդ, կամ ֆոսֆին, PH3: Ֆոսֆինի հետ միաժամանակ առաջանում է մեկ այլ մթերք՝ դիֆոսֆին, P2 H4, որը հեղուկ է։ Դիֆոսֆինի գոլորշիները ինքնաբուխ բռնկվում են և բռնկվում գազային ֆոսֆինը։ Դրանով է բացատրվում այսպես կոչված «թափառող լույսերի» հայտնվելը այնպիսի վայրերում, ինչպիսիք են գերեզմանատները, ճահիճները:
«Թափառող լույսերը» և ֆոսֆորի ու նրա միացությունների փայլի այլ դեպքերը սնահավատ վախ առաջացրին շատ մարդկանց մոտ, ովքեր ծանոթ չէին այդ երևույթների էությանը։ Ահա թե ինչ է հիշում գազային ֆոսֆորի հետ աշխատելու մասին ակադեմիկոս Ս.Ի. Վոլֆկովիչ. «Ֆոսֆորը ստացվել է Մոխովայա փողոցում Մոսկվայի համալսարանում տեղադրված էլեկտրական վառարանում։ Քանի որ այդ փորձերն այն ժամանակ առաջին անգամ իրականացվեցին մեր երկրում, ես չձեռնարկեցի այն նախազգուշական միջոցները, որոնք անհրաժեշտ էին գազային ֆոսֆորի հետ աշխատելիս՝ թունավոր, ինքնաբռնկվող և լուսավոր կապտավուն տարր: Էլեկտրական վառարանում աշխատելու շատ ժամերի ընթացքում ազատված գազային ֆոսֆորի մի մասը այնքան թրջում էր հագուստս և նույնիսկ կոշիկներս, որ երբ ես գիշերը համալսարանից քայլում էի Մոսկվայի մութ, այն ժամանակ չլուսավորված փողոցներով, հագուստս կապտավուն փայլ էր արձակում, և կոշիկներիս տակից (մայթի վրա շփվելու ժամանակ) կայծեր են ընկել։
Ամեն անգամ, երբ իմ հետևում ամբոխ էր հավաքվում, որի մեջ, չնայած իմ բացատրություններին, քիչ չէին մարդիկ, ովքեր իմ մեջ տեսնում էին այլ աշխարհի «նոր հայտնված» ներկայացուցչի։ Շուտով, Մոխովայա փողոցի տարածքի և ամբողջ Մոսկվայի բնակիչների շրջանում, փայլուն վանականի մասին ֆանտաստիկ պատմություններ սկսեցին փոխանցվել բերանից բերան ... »:
Ֆոսֆինը և դիֆոսֆինը բնության մեջ բավականին հազվադեպ են, և ավելի հաճախ պետք է գործ ունենալ այնպիսի ֆոսֆորի միացությունների հետ, ինչպիսիք են ֆոսֆորիտները: Դրանք օրգանական ծագման երկրորդային միներալներ-ֆոսֆատներ են, որոնք հատկապես կարևոր դեր են խաղում գյուղատնտեսության մեջ։ Խաղաղ օվկիանոսի կղզիներում՝ Չիլիում և Պերուում, դրանք ձևավորվել են թռչնաղբի՝ գուանոյի հիման վրա, որը չոր կլիմայական պայմաններում կուտակվում է հաստ շերտերում՝ հաճախ գերազանցելով հարյուր մետրը:
Ֆոսֆորիտների առաջացումը կարող է կապված լինել նաև երկրաբանական աղետների հետ, օրինակ՝ սառցե դարաշրջանի հետ, երբ կենդանիների մահը զանգվածային էր։ Նմանատիպ գործընթացներ հնարավոր են նաև օվկիանոսում՝ ծովային ֆաունայի զանգվածային մահվան ժամանակ։ Հիդրոլոգիական պայմանների արագ փոփոխությունը, որը կարող է կապված լինել տարբեր լեռնաշինական գործընթացների, մասնավորապես ստորջրյա հրաբուխների գործողության հետ, անկասկած, որոշ դեպքերում հանգեցնում է ծովային կենդանիների մահվան: Օրգանական մնացորդներից ֆոսֆորը մասամբ կլանում է բույսերը, բայց հիմնականում, լուծվելով ծովի ջրում, անցնում հանքային ձևերի։ Ծովի ջուրը բավականին մեծ քանակությամբ ֆոսֆատներ է պարունակում՝ 100-200 մգ/մ3։ Ծովի ջրի որոշակի քիմիական գործընթացների ժամանակ ֆոսֆատները կարող են նստել և կուտակվել հատակին: Իսկ երբ տարբեր երկրաբանական ժամանակաշրջաններում ծովի հատակը բարձրանում է, պարզվում է, որ ֆոսֆորի հանքավայրերը ցամաքում են։ Նմանապես, Ղազախստանի Կարա-Տաուի մոտ կարող էր ստեղծվել ֆոսֆորի մեծ հանքավայր: Ֆոսֆորիտներ են հայտնաբերվել նաև Մոսկվայի մարզում:

Ֆոսֆորի ցիկլը բնության մեջ

Բնության մեջ ֆոսֆորի ցիկլի հիմնական փուլերի լավ բացատրությունը կարող է լինել հայտնի գիտնական, ֆոսֆորային պարարտանյութերի ուսումնասիրության վերաբերյալ հայրենական գիտության ուղղության հիմնադիրներից մեկի խոսքերը. ունի կենսաքիմիական ծագում. Ապատիտից՝ մի հանքանյութից, որում ի սկզբանե պարունակվում էր լիթոսֆերայի գրեթե ամբողջ ֆոսֆորը, այս տարրը անցնում է բույսերի մարմին, բույսերից՝ կենդանիների մարմին, որոնք իսկական ֆոսֆորի խտացուցիչներ են։ Կենդանիների մի շարք մարմինների միջով անցնելուց հետո ֆոսֆորը վերջնականապես դուրս է գալիս կենսաքիմիական ցիկլից և նորից վերադառնում հանքային: Որոշակի ֆիզիկական և աշխարհագրական պայմաններում ծովում տեղի է ունենում կենդանական օրգանիզմների զանգվածային մահ

Հանդիպման մասին
Առաջին կրակն առաջացրել է մարդը շատ պարզունակ կերպով՝ երկու կտոր փայտ քսելով, և փայտի փոշին ու թեփն այնքան են տաքացել, որ ինքնաբուխ բռնկվել են։ Հին մարդիկ գիտեին շփման միջոցով կրակ ստեղծելու մի քանի եղանակներ. ամենից հաճախ փայտե սուր փայտը արագ պտտվում էր՝ այն հենելով չոր տախտակի վրա: Այս մեթոդը այժմ կարելի է վերարտադրել, բայց դա ամենևին էլ պարզ չէ և մեծ ջանք ու ճարտարություն է պահանջում։ Ահա թե ինչպես է մարդը հազարամյակներ շարունակ կրակ վառել։
Դա զարմանալի է! Եթե ​​մտածեք այս պարզ փաստի մասին, ապա կտեսնեք, թե որքան բարդ էր մարդու յուրաքանչյուր քայլ առաջընթացի ճանապարհին:
Փայտե ձողիկներին փոխարինելու եկան հայտնի կայծքարն ու պողպատը։ Սա շատ պարզ սարք է՝ պողպատի կամ պղնձի պիրիտի մի կտոր հարվածել են կայծքարին, և կայծերի մի շղթա կտրվել՝ հրդեհելով դյուրավառ նյութ։
Այս մեթոդը, որը մեզ ներկայացրել է հին մարդը, լայնորեն կիրառվել է Հայրենական մեծ պատերազմի ժամանակ, երբ երկիրը լուցկիների սուր պակաս ապրեց։
Զարմանալիորեն, բայց միայն 200 տարի առաջ Ռուսաստանում և ամբողջ աշխարհում պողպատե կայծքարն ու վիթը գործնականում միակ «համապատասխանությունն» էին մի մարդու, ով կարողացավ ոչ միայն կառուցել եգիպտական ​​բուրգերը, այլև ստեղծել Ջեյմս Ուոթի շոգեմեքենան, Ռոբերտ Ֆուլթոնի առաջին շոգենավը, ջուլհակները և շատ այլ մեծ գյուտեր, բայց ոչ լուցկի: Նրանք ծնվել են ավելի ուշ! Դժվար և մեծ էր նրանց տանող ճանապարհը, ինչպես մարդուն անծանոթ աշխարհի ցանկացած ճանապարհ:
Հին հույներն ու հռոմեացիները գիտեին կրակ ստեղծելու մեկ այլ եղանակ՝ օգտագործելով արևի ճառագայթները, որոնք կենտրոնացած էին ոսպնյակի կամ գոգավոր հայելու միջոցով: Հին հույն մեծ գիտնական Արքիմեդը հմտորեն օգտագործել է այս մեթոդը և, ըստ լեգենդի, հսկայական հայելու օգնությամբ հրկիզել է թշնամու նավատորմը։ Բայց կրակ ստանալու այս մեթոդը քիչ օգուտ ունի, քանի որ դրա օգտագործման շատ սահմանափակ հնարավորությունները, քանի որ արևը անհրաժեշտ է։
Քաղաքակրթության զարգացումը, գիտական ​​և տեխնոլոգիական առաջընթացը նոր հնարավորություններ բացեցին մարդկային գործունեության տարբեր ոլորտներում։
1700թ.-ից հետո հայտնագործվել են կրակի արտադրության զգալի թվով միջոցներ, որոնցից ամենահետաքրքիրը 1823թ.-ին Յենայում ստեղծված Döbereiner հրկիզիչ ապարատն է: Սարքի գյուտարարն օգտագործել է պայթուցիկ գազի հատկությունները սպունգի առկայության դեպքում ինքնաբուխ բռնկվելու համար: պլատին, այսինքն. նուրբ մանրացված.
Այնուամենայնիվ, նման սարքը, իհարկե, քիչ կիրառություն ուներ լայն կիրառման համար:
Մենք ավելի ու ավելի ենք մոտենում այն ​​պահին, երբ վերջապես առաջին անգամ հնչեց «լուցք» բառը։ Թե ով է այս բառը գործածության մեջ մտցրել, դեռ հաստատված չէ, բայց այս ուղղությամբ աշխատանքները շարունակվում են, և հուսով ենք, որ մեր երիտասարդ ընթերցողները մեզ կօգնեն այս հարցում։
Այստեղ մենք պետք է մի փոքրիկ կամուրջ գցենք դեպի ֆոսֆորը և նրա հայտնաբերողը` համբուրգյան զինվորը, հետագայում` վաճառական և ալքիմիկոս Հենիգ Բրենդը: Նոր տարրը՝ ֆոսֆորը, պարզվեց, որ դյուրավառ է, երբ քսում են: Հետազոտողները օգտվել են այս հատկությունից՝ ստեղծելով լուցկիներ։
Ռ. Բոյլի օգնականն ու աշակերտը, տաղանդավոր և նախաձեռնող գերմանացի Ա. Հանկվիցը, մաքուր ֆոսֆոր ստացավ ֆոսֆատներից և կռահեց, որ լուցկի պատրաստում է ծծմբի ծածկույթով, որը բռնկվում էր ֆոսֆորի մի կտորի հետ քսելով: Բայց այս առաջին քայլը պետք է բարելավվեր և համընդհանուր օգտագործման համար ավելի հարմար դառնա համընկնումները:
Դա հնարավոր դարձավ, երբ ֆրանսիացի հայտնի քիմիկոս Կ. Բերտոլեն ստացավ աղ՝ կալիումի քլորատ KClO3, որը կոչվում է Բերտոլե: Նրա հայրենակից Շանսելը օգտվեց այս հայտնագործությունից և 1805 թվականին հորինեց այսպես կոչված ֆրանսիական հրկիզիչ մեքենաները։ Կալիումի քլորատը՝ ծծմբի, խեժի, շաքարավազի և արաբական մաստակի հետ միասին քսել են փայտե փայտի վրա, և երբ այն շփվել է խտացված ծծմբաթթվի հետ, տեղի է ունեցել բռնկում։ Ռեակցիան երբեմն զարգանում էր շատ արագ և կրում էր պայթյունավտանգ բնույթ։
1806 թվականին գերմանացի Վագեմանը Տյուբինգենից օգտագործեց Շանսելի գյուտը, բայց ծծմբաթթուն ավելացրեց ասբեստի կտորներ՝ այրման գործընթացը դանդաղեցնելու համար։ Շուտով նա տեղափոխվում է Բեռլին և կազմակերպում այսպես կոչված բեռլինյան կրակայրիչների արտադրությունը։ Նրա ստեղծած գործարանը հրկիզիչ սարքերի առաջին լայնածավալ արտադրությունն էր, որտեղ աշխատում էր ավելի քան 400 մարդ։ Նմանատիպ հրկիզիչ խառնուրդ օգտագործվել է 1828 թվականին Անգլիայում արտադրված «Պրոմեթևս»-ում (Ջոնի լուցկիներ):
1832 թվականին Վիեննայում հայտնվեցին չոր լուցկիներ։ Դրանք հորինել է Լ.Տրեվանին, նա փայտե ծղոտի գլուխը ծածկել է Բերտոլե աղի խառնուրդով ծծմբով և սոսինձով։ Եթե ​​նման լուցկի անցկացվում է հղկաթղթի վրա, ապա նրա գլուխը բռնկվում է։ Բայց նույնիսկ այս դեպքում ամեն ինչ չէ, որ հաջող է ստացվել, երբեմն գլուխը բռնկվում էր պայթյունից, և դա հանգեցնում էր լուրջ այրվածքների։
Լուցկիների հետագա բարելավման ուղիները չափազանց պարզ էին. անհրաժեշտ է խառնուրդի նման բաղադրություն պատրաստել՝ լուցկու գլխիկի համար, որպեսզի այն հանգիստ լուսավորվի: Խնդիրը շուտով լուծվեց։ Նոր բաղադրությունը ներառում էր Berthollet աղ, սպիտակ ֆոսֆոր և սոսինձ: Նման ծածկույթով լուցկիները հեշտությամբ բռնկվում են, երբ քսում են որևէ կոշտ մակերեսի, ապակու, կոշիկի ներբանների կամ փայտի կտորի հետ:
Ֆոսֆորի առաջին լուցկիների գյուտարարը տասնինը տարեկան ֆրանսիացի Չարլզ Սորիան էր: 1831 թվականին երիտասարդ փորձարարը սպիտակ ֆոսֆոր ավելացրեց Բերտոլե աղի և ծծմբի խառնուրդին, որպեսզի թուլացնի դրա պայթուցիկ հատկությունները։ Այս գաղափարը չափազանց հաջող է ստացվել, քանի որ ստացված բաղադրությամբ յուղված բեկորը շփման ժամանակ հեշտությամբ բռնկվել է: Նման լուցկիների բռնկման ջերմաստիճանը համեմատաբար ցածր է` 30 ° C: Երիտասարդ Ս. Սորիան փորձեց արտոնագիր ստանալ իր գյուտի համար, բայց, ցավոք, պարզվեց, որ դա շատ ավելի դժվար է անել, քան առաջին ֆոսֆորի լուցկիները ստեղծելը: Արտոնագրի համար պետք էր վճարել չափազանց մեծ գումար, սակայն Ս.Սորիան նման գումար չուներ։ Մեկ տարի անց ֆոսֆորի լուցկիները կրկին ստեղծեցին գերմանացի քիմիկոս Ջ.Կամմերերը։
Այսպիսով, ավարտվեց առաջին լուցկի արգանդի հասունացման երկար ճանապարհը և այն ծնվեց միանգամից մի քանի գյուտարարների ձեռքում։ Այնուամենայնիվ, ճակատագիրը գոհ էր այս հայտնագործության մեջ առաջնահերթության դափնիները տալ Յակոբ Ֆրիդրիխ Կամերերին (1796-1857) և պահպանել 1832 թվականը որպես լուցկիների ծննդյան տարի, որը 19-րդ դարի ամենամեծ հայտնագործությունն էր. կարևոր դեր է ունեցել մարդկության մշակույթի զարգացման պատմության մեջ։
Շատերը ձգտում էին ստանալ լուցկի հայտնաբերողների դափնիները, բայց պատմությունը մեզ համար պահպանել է Ջ. Կամերերի անունը բոլոր դիմորդների մեջ։ Առաջին ֆոսֆորի լուցկիները Ռուսաստան բերվեցին Համբուրգից 1836 թվականին և վաճառվեցին շատ թանկ գնով՝ հարյուրը մեկ արծաթ ռուբլի։ Կան ենթադրություններ, որ մեր մեծ բանաստեղծ Ա.
Սանկտ Պետերբուրգի երիտասարդությունը, իհարկե, չէր դանդաղում ֆոսֆորի լուցկիները ցուցադրել պարահանդեսներում և նորաձև սրահներում՝ ձգտելով ոչ մի կերպ չզիջել Արևմտյան Եվրոպային։ Ափսոս, որ Ա.Ս. Պուշկինը չհասցրեց ոչ մի բանաստեղծական տող նվիրել լուցկիներին՝ հրաշալի և շատ կարևոր գյուտ, այնքան օգտակար և ծանոթ հիմա, որ նույնիսկ չենք էլ մտածում լուցկիների հայտնվելու դժվարին ճակատագրի մասին... Մեզ թվում է՝ լուցկիները միշտ մեր կողքին են եղել։ Բայց իրականում լուցկիների արտադրության առաջին հայրենական գործարանը կառուցվել է Սանկտ Պետերբուրգում միայն 1837 թվականին։
150 տարուց մի փոքր ավելի է անցել այն պահից, երբ ռուսական պետության բնակիչները ստացան առաջին կենցաղային լուցկիները և, հասկանալով այս գյուտի կարևորությունը, արագ սկսեցին լուցկի արտադրությունը։
1842 թվականին Սանկտ Պետերբուրգի գավառներից մեկում կար 9 լուցկու գործարան, որոնք օրական արտադրում էին 10 միլիոն լուցկի։ Լուցկիների գինը կտրուկ իջել է եւ չի գերազանցել 3-5 կոպեկը։ պղինձ 100 հատ. Լուցկիների պատրաստման եղանակն այնքան պարզ է դարձել, որ Ռուսաստանում 19-րդ դարի կեսերին։ այն սկսեց կրել արհեստագործության բնույթ։ Այսպիսով, 1843-1844 թթ. Պարզվել է, որ լուցկիները զգալի քանակությամբ տնական են:
Դրանք արտադրվում էին Ռուսաստանի ամենահեռավոր անկյուններում ձեռներեց գյուղացիների կողմից՝ այդպիսով թաքնվելով հարկերից։ Սակայն ֆոսֆորի դյուրավառությունը հանգեցրել է խոշոր հրդեհների։ Շատ գյուղեր ու գյուղեր այրվել են բառիս բուն իմաստով։
Այս աղետների մեղավորը սպիտակ ֆոսֆորն էր, որը խիստ դյուրավառ է։ Փոխադրման ժամանակ լուցկիները հաճախ կրակ էին բռնում շփումից։ Լուցկու վագոնների ճանապարհին ահռելի հրդեհներ էին բռնկվում, իսկ վառվող վագոններով խելագարված ձիերը շատ դժվարություններ էին բերում։
1848 թվականին հետևեց Նիկոլայ I-ի կողմից ստորագրված կայսերական բարձրագույն հրամանը, որը թույլ էր տալիս հրկիզվող լուցկիներ պատրաստել միայն մայրաքաղաքներում, իսկ լուցկիները պետք է փաթեթավորվեին 1000 կտոր տարաների մեջ։ Այնուհետև, հրամանագրում ասվում էր. «Հատուկ ուշադրություն դարձրեք հրկիզվող լուցկիների կիրառման ծայրահեղ տարածմանը, հարգեք, որ այս տարի տեղի ունեցած հրդեհների ժամանակ, որոնք որոշ քաղաքներում խլեցին ավելի քան 12,000,000 ռուբլի: Փղշտացիների ունեցվածքի արծաթը, հրկիզողները շատ հաճախ իրենց հանցանքը կատարում էին լուցկիների միջոցով։
Բացի այդ, սպիտակ ֆոսֆորը ամենաթունավոր նյութերից է։
Հետևաբար, լուցկու գործարաններում աշխատանքը ուղեկցվում էր ծնոտների վրա ազդող լուրջ հիվանդությամբ, որը կոչվում է ֆոսֆորային նեկրոզ, այսինքն. բջիջների մահը, ինչպես նաև լնդերի ծանր բորբոքումն ու արյունահոսությունը:
Արտադրության ընդլայնման հետ մեկտեղ աճեցին աշխատողների մոտ լուրջ թունավորումների դեպքերը։ Դժբախտ պատահարներն այնպիսի աղետալի ձևեր ստացան, որ Ռուսաստանում արդեն 1862 թվականին հրաման է տրվել սահմանափակել սպիտակ ֆոսֆորի վաճառքը։
Ֆոսֆորը սկսեց վաճառվել միայն տեղի ոստիկանության հատուկ թույլտվությամբ։
Լուցկիների գործարանները ստիպված են եղել ծանր հարկեր վճարել, իսկ ձեռնարկությունների թիվը սկսել է նվազել։ Բայց լուցկիների կարիքը ոչ թե պակասեց, այլ, ընդհակառակը, աճեց։ Հայտնվեցին տարբեր արհեստական ​​լուցկիներ, որոնք ապօրինի էին բաժանվում։ Այս ամենը հանգեցրեց նրան, որ 1869 թվականին ընդունվեց նոր հրամանագիր, որը թույլ էր տալիս «ամենուր, ինչպես կայսրությունում, այնպես էլ Լեհաստանի Թագավորությունում, առանց հատուկ սահմանափակումների վաճառքի հանել ֆոսֆորային լուցկիներ ...»:
XIX դարի երկրորդ կեսին։ Սպիտակ ֆոսֆորի փոխարինման խնդիրը շատ սուր առաջացավ։ Շատ երկրների կառավարություններ եկել են այն եզրակացության, որ սպիտակ ֆոսֆոր պարունակող լուցկիների արտադրությունն ավելի շատ վնաս է բերում, քան եկամուտ։ Շատ երկրներում նման լուցկիների արտադրությունն արգելված էր օրենքով։
Բայց ելքը գտնվեց, համեմատաբար արագ պարզվեց, որ հնարավոր է սպիտակ ֆոսֆորը փոխարինել կարմիրով, որը հայտնաբերվել է 1848 թվականին։ Ի տարբերություն սպիտակի՝ այս տեսակի ֆոսֆորը բացարձակապես անվնաս է։ Լուցկու զանգվածի բաղադրության մեջ մտցվել է կարմիր ֆոսֆոր։ Բայց սպասելիքները չարդարացան։ Լուցկիները շատ վատ են այրվել։ Շուկա չգտան։ Արտադրությունը սկսած արտադրողները սնանկացան։
19-րդ դարի կեսերին բազմաթիվ ակնառու գյուտեր էին արվել, և սովորական լուցկի պատրաստելը չէր կարող բավարար լուծում գտնել։
Խնդիրը լուծվել է 1855 թվականին Շվեդիայում։ Անվտանգության խաղերը նույն տարում ներկայացվեցին Փարիզի միջազգային ցուցահանդեսում և ստացան ոսկե մեդալ։ Այդ պահից սկսած, այսպես կոչված, շվեդական հանդիպումները սկսեցին իրենց հաղթարշավը աշխարհով մեկ։ Նրանց հիմնական առանձնահատկությունն այն էր, որ նրանք չէին բռնկվում, երբ քսում էին որևէ կոշտ մակերեսին: Շվեդական լուցկին վառվում էր միայն այն դեպքում, եթե այն քսում էին տուփի կողքին՝ ծածկված հատուկ զանգվածով։
Այսպիսով, շվեդական լուցկիներում «անվտանգ կրակը» ծնվել է շփման և քիմիական ռեակցիայի հոյակապ միությունից։
Սա, երևի, բոլորն է։ Եկեք հիմա պատմենք, թե ինչպես է աշխատում ժամանակակից համընկնումը: Լուցկու գլխի զանգվածը բաղկացած է 60% Բերտոլե աղից, ինչպես նաև այրվող նյութերից, ծծումբից կամ որոշ մետաղների սուլֆիդներից, օրինակ՝ անտիմոնի սուլֆիդից։ Որպեսզի գլուխը դանդաղ և հավասարաչափ, առանց պայթյունի բռնկվի, զանգվածին ավելացնում են այսպես կոչված լցոնիչներ՝ ապակու փոշի, երկաթի օքսիդ (III) և այլն։ Կապող նյութը սոսինձ է։ Բերտոլեի աղը կարող է փոխարինվել մեծ քանակությամբ թթվածին պարունակող նյութերով, օրինակ՝ կալիումի բիքրոմատը։
Իսկ ինչի՞ց է բաղկացած մաշկի մածուկը։ Այստեղ հիմնական բաղադրիչն է
կարմիր ֆոսֆոր. Դրան ավելացնում են մանգանի (IV) օքսիդ, մանրացված ապակի, սոսինձ։
Հիմա տեսնենք, թե ինչ գործընթացներ են տեղի ունենում լուցկի վառելիս։
Երբ գլուխը քսում են մաշկին իրենց շփման կետում, կարմիր ֆոսֆորը բռնկվում է Բերտոլե աղի թթվածնի շնորհիվ։ Պատկերավոր ասած՝ կրակն ի սկզբանե մաշկի մեջ է ծնվում։ Նա վառում է լուցկու գլուխը։ Նրանում բռնկվում է ծծումբ կամ անտիմոնի (III) սուլֆիդ՝ կրկին Բերտոլե աղի թթվածնի պատճառով։ Եվ հետո ծառը վառվում է:
Այժմ կան գլխի և սփրեդ կոմպոզիցիաների բազմաթիվ բաղադրատոմսեր։ Միակ մշտական ​​բաղադրիչներն են Բերտոլե աղը և կարմիր ֆոսֆորը:

Բայց, ի վերջո, լուցկու անհրաժեշտ տարրը նրա փայտե մասն է կամ լուցկու ծղոտը։ Դրա պատրաստման եղանակները նույնպես երկար պատմություն ունեն։ Պարզունակ թաթախված լուցկիների համար ջահը ձեռքով կտրում էին դանակով։ Այժմ հնարամիտ մեքենաներ են աշխատում լուցկու գործարաններում։ Լուցկու ծղոտ պատրաստելու համար ամենահարմար ծառը կաղամախին է։ Կաղամախու լեռնաշղթան նախ ավազով մաքրվում է և մանրակրկիտ մաքրվում: Հատուկ մեքենաների վրա գերանից կտրում են բարակ փայտե թերթ։ Այնուհետև այն բաժանվում է երկար բարակ ձողերի։ Այս ձողերը մեկ այլ մեքենայի մեջ արդեն լուցկու փայտի են վերածվում։ Այնուհետև ծղոտը մտնում է մեքենաներ, որտեղ լուցկու զանգված է կիրառվում դրա ծայրին։ Դրա հետ մեկտեղ լուցկու ծղոտները սովորաբար ենթարկվում են հատուկ մշակման՝ կանխելու, օրինակ, խոնավությունը։
Լուցկի պատրաստող ժամանակակից Mishins-ն օրական արտադրում է հարյուր միլիոնավոր լուցկի:
Եզրափակելով՝ եկեք նայենք լուցկու արտադրությանը տնտեսագետի աչքերով։ Եթե ​​ենթադրենք, որ յուրաքանչյուր մարդ օրական միջինում ծախսում է առնվազն մեկ լուցկի, ապա մարդկության տարեկան կարիքը լուցկիի բավարարելու համար անհրաժեշտ է մոտ 20 միլիոն կաղամախի, որը կազմում է գրեթե կես միլիոն հեկտար առաջին կարգի կաղամախու անտառ։
Դժվար չէ՞։ Իսկ այն երկրների համար, որտեղ անտառներ քիչ են կամ գրեթե բացակայում են, դա պարզապես հնարավոր չէ։ Փայտե ծղոտի փոխարեն փորձեցինք ստվարաթուղթ օգտագործել: Բայց նման մեղմ հանդիպումները հաջող չեն ստացվել։ Նրանք շատ անհարմար են կարգավորել:
Դրա համար էլ մեծ տարածում են գտել բոլոր տեսակի կրակայրիչները՝ բենզին, գազ, գազօջախների էլեկտրական կրակայրիչներ և այլն։ Եվ ի վերջո դրանց արտադրությունն ավելի էժան է լինելու, քան լուցկու արտադրությունը։
Արդյո՞ք սա նշանակում է, որ խաղը մի օր կդառնա ընդամենը թանգարանային նմուշ: Դժվար է պատասխանել այս հարցին։ Կարելի է ենթադրել, որ ապագայում կարող է կրճատվել լուցկիների արտադրությունը։
Ներկայումս մեր երկիրն աշխարհում առաջին տեղն է զբաղեցնում լուցկիների արտադրությամբ։ Լուցկու ժամանակակից գործարանները հագեցած են բարձր արտադրողականությամբ մեքենաներով, որոնք հնարավորություն են տալիս ժամում արտադրել 500000 լուցկի։
Արտադրության ընդլայնմամբ կատարելագործվում է տեխնոլոգիան, յուրացվում են լուցկիների նոր տեսակներ, արտադրվում են որսորդական, փոթորիկ, գազ և հուշանվերների լուցկիներ, որոնց գունավոր պիտակները արտացոլում են մեր երկրի կյանքի կարևորագույն իրադարձությունները։
Որսորդական լուցկիները պարզից տարբերվում են նրանով, որ բացի սովորականից
գլուխներ և ծղոտներ, նրանք ունեն լրացուցիչ ծածկույթ գլխի տակ: Հավելյալ հրկիզող զանգվածը լուցկին երկար այրում է մեծ տաք բոցով։ Այն այրվում է մոտ 10 վրկ, մինչդեռ պարզ համընկնումը՝ ընդամենը 2-3 վրկ։ Նման լուցկիները հնարավորություն են տալիս ցանկացած եղանակին կրակ վառել։

Փոթորկի լուցկիները պակաս հետաքրքրական չեն: Նրանք գլուխ չունեն, բայց «մարմնի» ծածկույթը շատ ավելի հաստ է, քան որսորդական լուցկիները։ Նրանց հրկիզող զանգվածը պարունակում է մեծ քանակությամբ բերտոլե աղ, հետևաբար, բռնկվելու հատկություն, այսինքն. նման հանդիպումների զգայունությունը շատ բարձր է։ Նրանք այրվում են առնվազն 10 վրկ ցանկացած օդերևութաբանական պայմաններում, նույնիսկ փոթորկոտ եղանակին 12 բալով: Նման լուցկիները հատկապես անհրաժեշտ են ձկնորսներին և նավաստիներին։
Գազի լուցկիները սովորականից տարբերվում են նրանով, որ դրանց փայտիկն ավելի երկար է։ Այժմ արտադրվում են 70 մմ ծղոտներով լուցկիներ: Այս լուցկիով դուք կարող եք միանգամից մի քանի այրիչ վառել: Հրդեհային զանգվածին որոշ աղերի ավելացումով հնարավոր է դառնում ստանալ գունավոր կրակ՝ կարմիր, վարդագույն, կապույտ, կանաչ, մանուշակագույն։
Լուցկիները փաթեթավորված են տարբեր չափերի տուփերում, որոնք պարունակում են հիսուն, հարյուր, երկու հարյուր և նույնիսկ հինգ հարյուր լուցկի: Ներկայումս լուցկու արտադրությունը լիովին ավտոմատացված է, ինչը թույլ է տալիս վաճառել իր արտադրանքը բավականին ցածր գներով: Նախկինում օգտագործվում էր «Լուցկիից էժան» արտահայտությունը, որը նշանակում է «գրեթե անվճար»։
Իհարկե, լուցկու հատիկներ պատրաստելու վրա փայտ ծախսելը գնալով ավելի վատն է դառնում։ Ի վերջո, դրա վրա ծախսվում են հարյուրավոր հեկտարներ լավ անտառներ, որոնց փրկությամբ այժմ շահագրգռված են աշխարհի գրեթե բոլոր երկրները, նույնիսկ նրանք, որոնք դեռևս ունեն բավականին մեծ անտառային հարստություն։ Ժամանակակից արտադրության և շինարարության ծավալն այնքան արագ է աճում, որ ամեն տասնամյակը մեկ զգալիորեն ավելանում է սպառվող փայտի քանակը։ Այժմ փայտանյութը խնայելու և այն հնարավորության դեպքում փոխարինելու ամբողջական խնդիր կա այլ հումքից:
Կենցաղում լայնորեն կիրառվող տարբեր իրեր ավելի ու ավելի են պատրաստվում պլաստիկից։ Համաշխարհային շուկայում վերջին տասնամյակում նկատելիորեն նվազել են պոլիվինիլքլորիդի, պոլիվինիլացետատի, պոլիստիրոլի և այլ նյութերի գները։

Լուցկու և լուցկու տուփերի արտադրություն պլաստմասսայից

Ներկայումս լայնորեն քննարկվում է զանգվածային սպառողների համար պլաստմասսայից լուցկի և լուցկու տուփեր պատրաստելու հարցը։ Եթե ​​դա հնարավոր լիներ անել, ապա իսկական հեղափոխություն տեղի կունենար լուցկու արդյունաբերության զարգացման գործում։ Մեր էկոլոգիապես սպիացած հողի վրա հնարավոր կլիներ փրկել հարյուրավոր հեկտար անտառներ, որոնք սպառվում են շատ ավելի արագ, քան դրա պաշարները համալրվում են։
Սակայն իրականում ամեն ինչ այնքան էլ պարզ չէ։ Շատ պլաստիկ նյութեր դժվար է վերամշակել, և դրանք ավելի ու ավելի են աղտոտում օվկիանոսն ու ցամաքը: Արդյունաբերական խոշոր քաղաքները դժվարությամբ են դիմանում պլաստիկ նյութերից թափոնների վերամշակմանը, մեր երբեմնի մաքուր մոլորակը խեղդվում է սինթետիկ թափոնների հարձակման տակ։ Բնականաբար, տարբեր պոլիմերային նյութերից պատրաստված լուցկու տուփերը նույնպես անզգուշությամբ դեն են նետվելու լուցկիներն օգտագործելուց հետո, ինչպես հիմա է լինում ստվարաթղթից ու փայտից պատրաստված նմանատիպ ապրանքների դեպքում։ Այդ ժամանակ, անկասկած, Մոսկվան և Մոսկվայի մարզը և մեր բազմաչարչար մոլորակի շատ այլ քաղաքներ կհագնվեն նոր հանդերձանք՝ լուցկու արտադրանքի թափոններից։ Սա այլևս կլինի ոչ թե թագավորի առասպելական զգեստը մեծ Անդերսենի հիասքանչ հեքիաթից, այլ ինկվիզիտորական տոգա՝ պատրաստված մարդու կողմից պոլիմերային նյութերից Մայր Երկրի համար։
Այսպիսով, որտեղ է ելքը: Ինչպե՞ս խուսափել պլաստմասե արտադրանքի ինտենսիվ բաշխման մեջ թաքնված աղետից։ Ելք, իհարկե, կա. Կան և ավելի ու ավելի շատ են օգտագործվում արհեստական ​​նյութեր, որոնք արեգակնային ճառագայթման և թթուների ազդեցության տակ լուծվում են հողում։ Այս սինթետիկ նյութերը լուցկու տուփերի և լուցկիների արտադրության համար, անկասկած, կօգտագործվեն մոտ ապագայում։ Չնայած ներկայումս նման արտադրանքը շատ ավելի թանկ է, քան նմանատիպ փայտյա արտադրանքը:
Սինթետիկ նյութերից շատ գեղեցիկ լուցկու տուփերի արտադրությունը զգալի ներդրումներ է պահանջում։ Պլաստիկից պատրաստված արտաքին լուցկու տուփերի վրա մի նախշ է քամվում և հատուկ մեքենաների միջոցով կիրառվում է ֆոսֆորային զանգված։
Իհարկե, վերջին քառորդ դարի ընթացքում գինը որոշակիորեն նվազել է արտադրության տեխնոլոգիայի բարելավման պատճառով, բայց միևնույն է, սինթետիկ լուցկիները դեռևս չեն կարող գնի մեջ մրցել փայտից պատրաստված լուցկիների հետ: Արևմտյան Եվրոպայի մի շարք երկրներում սինթետիկ լուցկիները արտադրվում են փոքր խմբաքանակներով։ Պահանջվում է ավելի էժան հումք և սարքավորումների հետագա կատարելագործում։ Արդյո՞ք դա անլուծելի է:
Հիշեցնենք, որ ընդամենը մոտ 100 տարի առաջ ալյումինը ավելի թանկ էր, քան ոսկին, և միայն դրա ստացման նոր էլեկտրաքիմիական մեթոդի ստեղծման շնորհիվ այն դարձավ մատչելի և էժան:
Լուցկու փայտիկի համար սինթետիկ նյութի ձեռքբերումը, որը կարող է փոխարինել լուցկու հատիկը, հնարավորություն տալով կարգավորել ջերմաստիճանը և այրման արագությունը, միանգամայն հնարավոր է տեխնիկական տեսանկյունից ժամանակակից արդյունաբերության կողմից սինթետիկ լուցկիների զանգվածային արտադրության հարցը լուծելիս:
Ներկայումս Գերմանիայում Reifenhäuser ընկերությունը լուցկու տուփերի և լուցկիների արտադրության համար օգտագործում է պոլիստիրոլ, իսկ Ֆրանսիայում սկսել են պատրաստել մոմ լուցկիներ, այսինքն՝ սովորական լուցկի ստեղծելու հարցում դեռևս վերջին խոսքը չի ասվել։ Այս ոլորտում գործունեության լայն դաշտը սպասում է մատաղ սերնդին մտահոգություններով ու հաջողություններով։ Կուզենայի հավատալ, որ մենք էլ կհրաժարվենք փայտ օգտագործելուց։

քիմիական արդյունաբերության քիմիական նորություններ

Իմացեք ավելին քիմիայի ոլորտի նորությունների մասին, հետաքրքիր

Ֆոսֆորը հայտնաբերել է գերմանացի ալքիմիկոս Հենիգ Բրանդը։ Հ. Բրենդը Համբուրգի վաճառական էր, հետո սնանկացավ, պարտքերի մեջ ընկավ և որոշեց իր բախտը փորձել ալքիմիայում՝ իր գործերը բարելավելու համար։ Երկար ժամանակ անհաջող աշխատելուց հետո նա որոշեց փնտրել «փիլիսոփայական քարը»։ Առաջին հերթին Բրենդը որոշել է այս խորհրդավոր նյութը փնտրել կենդանի օրգանիզմի արտադրանքի մեջ։ Մի շարք պատճառներով, հիմնականում առեղծվածային բնույթի, նա այդ նպատակով ընտրել է մեզը։ Գրեթե մինչև չորանալուց հետո Բրենդը այն ենթարկել է ուժեղ տաքացման, մինչդեռ նկատել է, որ ստացվել է սպիտակ նյութ, որն այրվել է սպիտակ ծխի առաջացմամբ։

Ալքիմիկոս Հ.Բրենդը, փորձելով գտնել «փիլիսոփայական քարը»,
ստացավ զարմանալի իրեր: Պարզվեց, որ դա ֆոսֆոր է

Բրենդը որոշեց հավաքել այս նյութը և սկսեց չորացած մեզը տաքացնել առանց օդի։ 1669-ին նրա աշխատանքը պսակվեց անսպասելի հայտնագործությամբ. ռեպորտաժում ձևավորվեց յուրահատուկ նյութ, որն ուներ տհաճ համ, թույլ սխտորի հոտ, նման էր մոմ, հալվում էր թեթև տաքացումով և արձակում գոլորշիներ, որոնք փայլում էին մթության մեջ: Բրենդը ձեռքն անցկացրեց նյութի վրայով. նրա մատները սկսեցին փայլել մթության մեջ, նետեց այն եռացող ջրի մեջ. գոլորշիները վերածվեցին տպավորիչ փայլուն ճառագայթների: Այն ամենը, ինչ շփվում էր ստացված նյութի հետ, ձեռք էր բերում ինքնալուսավորվելու հատկություն։ Կարելի է պատկերացնել, թե որքան մեծ էր «փիլիսոփայական քարի» հավատքի վրա դաստիարակված միստիկական տրամադրված Բրենդի զարմանքը։
Այսպես է հայտնաբերվել ֆոսֆորը։ Բրենդն այն անվանել է Կալտես Ֆոյեր(«սառը կրակ»), երբեմն այն քնքշորեն անվանելով «իմ կրակը»: Եվ չնայած Բրենդը չէր կարող նոր լուսաշող նյութի օգնությամբ հիմնական մետաղի մեկ անգամ վերածել ոսկու կամ արծաթի, այնուամենայնիվ, «սառը կրակը» նրան շատ զգալի օգուտ բերեց։
Բրենդը շատ խելամտորեն օգտագործեց այն ահռելի հետաքրքրությունը, որն առաջացրել էր ֆոսֆորի հայտնաբերումը գիտական ​​աշխարհի և լայն հասարակության շրջանում: Նա սկսեց արտադրել ֆոսֆոր բավականին զգալի քանակությամբ։ Այն ձեռք բերելու եղանակը նա հագցրել է ամենախիստ գաղտնիությամբ, և մյուս ալքիմիկոսներից ոչ մեկը չի կարողացել թափանցել նրա լաբորատորիա։ Բրենդը փողի դիմաց ցույց տվեց նոր նյութ և վաճառեց այն փոքր չափաբաժիններով ոսկու գնով և նույնիսկ ավելի բարձր։ 1730 թվականին, ի. Հայտնաբերումից 61 տարի անց մեկ ունցիա (31 գ) ֆոսֆոր Լոնդոնում արժեցել է 10,5 չերվոնեց, իսկ Ամստերդամում՝ 16 չերվոնեց: Ուստի զարմանալի չէ, որ շատերը շտապեցին տարբեր փորձեր անել՝ փորձելով բացահայտել Բրենդի գաղտնիքը։
Գերմանացի քիմիկոս, Վիտենբերգի համալսարանի պրոֆեսոր Յոհան Կունկելը (1630–1703) հատկապես հետաքրքրված էր ֆոսֆորով։ Ճանապարհորդության ընթացքում նա հանդիպել է իր ընկերոջը՝ Դրեզդենից քիմիկոս Կրաֆտին, և համոզել նրան գնել գաղտնիք Բրենդից՝ դրանից օգուտ քաղելու համար։ Քրաֆթը այցելեց Բրենդին և նրան հաջողվեց գնել ֆոսֆոր պատրաստելու գաղտնիքը 200 թալերի համար։ Այնուամենայնիվ, Կունկելը ոչինչ չշահեց այս գործարքից. Քրաֆթը չկիսեց իր հետ ստացած գաղտնիքը, այլ սկսեց շրջել ընտրողների բակերով՝ Բրենդի պես փողի դիմաց ֆոսֆոր ցույց տալով և հսկայական գումարներ վաստակելով այս գործով։
1676 թվականի գարնանը Կրաֆտը կազմակերպեց ֆոսֆորի հետ կապված փորձերի նիստ Բրանդենբուրգի ընտրիչ Ֆրիդրիխ Վիլհելմի դատարանում: Ապրիլի 24-ին երեկոյան ժամը 21-ին սենյակի բոլոր մոմերը հանգցրեցին, և Քրաֆթը ներկաներին ցույց տվեց փորձեր «հավերժական կրակով»՝ չբացահայտելով, սակայն, թե ինչ մեթոդով է պատրաստվել այս կախարդական նյութը։
Հաջորդ տարվա գարնանը Կրաֆտը եկավ Հաննովերում դուքս Յոհան Ֆրիդրիխի արքունիքը, որտեղ այդ ժամանակ որպես գրադարանավար ծառայում էր գերմանացի փիլիսոփա և մաթեմատիկոս Գ. Վ. Լայբնիցը (1646–1716): Կրաֆթը նաև այստեղ կազմակերպեց ֆոսֆորի հետ կապված փորձեր՝ ցույց տալով, մասնավորապես, երկու տափաշիշ, որոնք փայլում էին ինչպես կայծոռիկ։ Լայբնիցը, ինչպես Կունկելը, չափազանց հետաքրքրված էր նոր նյութով։ Առաջին նիստում նա հարցրեց Կրաֆթին, թե արդյոք այս նյութի մի մեծ կտոր չի կարողանա լուսավորել ամբողջ սենյակը: Քրաֆթը համաձայնել է, որ դա միանգամայն հնարավոր է, բայց ոչ գործնական, քանի որ նյութի պատրաստման գործընթացը շատ բարդ է։
Լայբնիցի փորձերը՝ համոզելու Կրաֆտին, որ գաղտնիքը վաճառի դուքսին, ձախողվեցին։ Հետո Լայբնիցը գնաց Համբուրգ՝ անձամբ Բրենդի մոտ։ Այստեղ նրան հաջողվեց պայմանագիր կնքել դուքս Յոհան Ֆրիդրիխի և Բրենդի միջև, ըստ որի՝ առաջինը պարտավոր էր բրենդի 60 թալեր վճարել գաղտնիքը բացահայտելու համար։ Այդ ժամանակվանից Լայբնիցը կանոնավոր նամակագրության մեջ մտավ Բրենդի հետ։
Մոտավորապես նույն ժամանակ Համբուրգ ժամանեց Ի.Ի.Բեխերը (1635-1682)՝ նպատակ ունենալով Բրենդին հրապուրել Մեկլենբուրգի դուքսի մոտ։ Այնուամենայնիվ, Բրենդին կրկին ընդհատեց Լայբնիցը և տարավ Հանովեր՝ դուքս Յոհան Ֆրիդրիխի մոտ։ Լայբնիցը լիովին համոզված էր, որ Բրենդը շատ մոտ է «փիլիսոփայական քարի» բացահայտմանը, և այդ պատճառով դուքսին խորհուրդ տվեց բաց չթողնել նրան, քանի դեռ չի կատարել այս առաջադրանքը։ Բրենդը, սակայն, հինգ շաբաթ մնաց Հանովերում, քաղաքից դուրս ֆոսֆորի թարմ պաշարներ պատրաստեց, ցույց տվեց, ըստ պայմանագրի, արտադրության գաղտնիքը և հեռացավ։
Այնուհետև Բրենդը զգալի քանակությամբ ֆոսֆոր պատրաստեց ֆիզիկոս Քրիստիան Հյուգենսի համար, ով ուսումնասիրեց լույսի բնույթը և ֆոսֆորի պաշար ուղարկեց Փարիզ։
Բրենդը, սակայն, շատ դժգոհ էր Լայբնիցի և դուքս Յոհան Ֆրիդրիխի տված գնից՝ ֆոսֆորի արտադրության գաղտնիքը բացահայտելու համար։ Նա զայրացած նամակ է ուղարկել Լայբնիցին՝ բողոքելով, որ ստացված գումարը չի բավականացնում անգամ Համբուրգում իր ընտանիքը պահելու և ճանապարհածախսը վճարելու համար։ Նմանատիպ նամակներ են ուղարկվել Լայբնիցի և Բրենդի կնոջը՝ Մարգարիտային։
Բրենդը դժգոհ էր նաև Կրաֆթից, որին նա նամակներով դժգոհություն էր հայտնում՝ հանդիմանելով նրան Անգլիային 1000 թալերի համար գաղտնիքը վերավաճառելու համար։ Կրաֆթը այս նամակը փոխանցել է Լայբնիցին, որը դուքս Յոհան Ֆրիդրիխին խորհուրդ է տվել չնյարդայնացնել Բրենդին, ավելի առատաձեռն վճարել նրան գաղտնիքը բացահայտելու համար՝ վախենալով, որ հայտնագործության հեղինակը, վրեժխնդրության ակտի տեսքով, կկիսվի պատրաստման բաղադրատոմսով։ ֆոսֆոր ուրիշի հետ: Լայբնիցը հուսադրող նամակ է ուղարկել անձամբ Բրենդին։
Ըստ երևույթին, Բրենդը ստացել է պարգև՝ տկ. 1679 թվականին նա կրկին գալիս է Հանովեր և այնտեղ աշխատում երկու ամիս՝ ստանալով շաբաթական 10 թալեր աշխատավարձ՝ սեղանի և ճանապարհածախսի հավելավճարով։ Լայբնիցի և Բրենդի նամակագրությունը, դատելով Հանովերի գրադարանում պահվող նամակներից, շարունակվել է մինչև 1684 թվականը։
Այժմ վերադառնանք Կունկելին։ Ըստ Լայբնիցի՝ Կունկելը Kraft-ի միջոցով սովորել է ֆոսֆորի պատրաստման բաղադրատոմսը և անցել աշխատանքի։ Բայց նրա առաջին փորձերը անհաջող էին։ Նա նամակ առ նամակ գրում էր Բրենդին՝ բողոքելով, որ իրեն ուղարկել են մի բաղադրատոմս, որը շատ անհասկանալի է մեկ այլ անձի համար։ 1676 թվականին գրված նամակում Վիտենբերգից, որտեղ այդ ժամանակ ապրում էր Կունկելը, նա հարցրեց Բրենդին գործընթացի մանրամասների մասին։
Ի վերջո, Կունկելը հաջողության հասավ իր փորձերում՝ որոշակիորեն փոփոխելով Բրենդի մեթոդը։ Թորելուց առաջ չոր մեզի վրա մի քիչ ավազ ավելացնելով, նա ստացավ ֆոսֆոր և ... հայտարարեց հայտնագործության անկախության մասին: Նույն թվականին՝ հուլիսին, Կունկելը պատմեց իր հաջողությունների մասին իր ընկերոջը՝ Վիտենբերգի համալսարանի պրոֆեսոր Կասպար Կիրշմայերին, ով այս հարցի վերաբերյալ աշխատություն հրապարակեց «Մշտական ​​գիշերային լամպ, երբեմն շողշողացող, որը երկար փնտրվում էր, այժմ գտնվել է» վերնագրով։ « Այս հոդվածում Կիրչմեյերը խոսում է ֆոսֆորի մասին՝ որպես վաղուց հայտնի լուսաշող քարի, բայց ինքը չի օգտագործում «ֆոսֆոր» տերմինը, ակնհայտորեն դեռ սովոր չէ այդ ժամանակին։
INԱնգլիան, անկախ Բրանդից, Կունկելից և Կիրչմայերից 1680 թվականին, ֆոսֆորը ստացավ Ռ. Բոյլը (1627–1691): Բոյլը ֆոսֆորի մասին գիտեր նույն Կրաֆտից։ Արդեն 1677 թվականի մայիսին ֆոսֆորը ցուցադրվեց Լոնդոնի թագավորական ընկերությունում։ Նույն տարվա ամռանը Կրաֆտն ինքը ֆոսֆորով եկավ Անգլիա։ Բոյլը, ըստ իր իսկ պատմածի, այցելել է Կրաֆթ և տեսել ֆոսֆոր իր պինդ և հեղուկ ձևով։ Ի երախտագիտություն ջերմ ընդունելության համար՝ Կրաֆտը, հրաժեշտ տալով Բոյլին, ակնարկեց նրան, որ իր ֆոսֆորի հիմնական նյութը մարդու մարմնին բնորոշ մի բան է։ Ակնհայտորեն, այս ակնարկը բավական էր Բոյլի աշխատանքին թափ հաղորդելու համար։ Կրաֆտի հեռանալուց հետո նա սկսեց արյան, ոսկորների, մազերի, մեզի փորձարկումներ կատարել, և 1680 թվականին նրա ջանքերը՝ լուսավոր տարր ստանալու համար, պսակվեցին հաջողությամբ։
Բոյլը սկսեց իր հայտնագործությունը շահագործել գերմանացի Գաուկվիցի օգնականի ընկերակցությամբ։ 1691 թվականին Բոյլի մահից հետո Գաուկվիցը սկսեց ֆոսֆորի արտադրությունը՝ բարելավելով այն կոմերցիոն մասշտաբով։ Ֆոսֆորը վաճառելով երեք ֆունտ ստեռլինգ մեկ ունցիա և դրանով մատակարարելով Եվրոպայի գիտական ​​հաստատություններին և առանձին գիտնականներին՝ Գաուկվիցը հսկայական կարողություն կուտակեց։ Առևտրային կապեր հաստատելու համար նա մեկնել է Հոլանդիա, Ֆրանսիա, Իտալիա և Գերմանիա։ Բուն Լոնդոնում Գաուկվիցը հիմնեց դեղագործական ընկերություն, որը հայտնի դարձավ իր կենդանության օրոք։ Հետաքրքիր է, որ չնայած ֆոսֆորի հետ կապված իր բոլոր փորձերին, որը երբեմն շատ վտանգավոր էր, Գաուկվիցը ապրեց մինչև 80 տարեկան՝ գերազանցելով իր երեք որդիներին և բոլոր մարդկանց, ովքեր մասնակցել են ֆոսֆորի վաղ պատմության հետ կապված աշխատանքին:
Կունկելի և Բոյլի կողմից ֆոսֆորի հայտնաբերումից հետո այն արագորեն էժանացել է գյուտարարների մրցակցության արդյունքում։ Ի վերջո, գյուտարարների ժառանգները սկսեցին բոլորին ծանոթացնել դրա 10 թալերի արտադրության գաղտնիքին՝ միևնույն ժամանակ իջեցնելով գինը։ 1743 թվականին Ա.Ս. Մարգգրաֆը գտավ մեզից ֆոսֆոր արտադրելու ավելի լավ միջոց և անմիջապես հրապարակեց այն, քանի որ. ձկնորսությունն այլևս ձեռնտու չէ.
INՆերկայումս ֆոսֆորը ոչ մի տեղ չի արտադրվում Բրենդ-Կունկել-Բոյլի մեթոդով, քանի որ այն բացարձակապես անշահավետ է։ Պատմական հետաքրքրության համար մենք դեռ տալիս ենք նրանց մեթոդի նկարագրությունը։
Փտած մեզը գոլորշիացվում է օշարակային վիճակի: Ստացված թանձր զանգվածը խառնում են եռապատիկ քանակությամբ սպիտակ ավազի հետ, տեղադրում ընդունիչով հագեցած ռետինեում և 8 ժամ տաքացնում հավասար կրակի վրա, մինչև ցնդող նյութերը հեռացվեն, որից հետո տաքացումը մեծացնում են։ Ընդունիչը լցված է սպիտակ գոլորշով, որն այնուհետև վերածվում է կապտավուն պինդ և լուսավոր ֆոսֆորի։
Ֆոսֆորն իր անվանումն ստացել է մթության մեջ փայլելու հատկության շնորհիվ (հունարենից՝ լուսավորող): Որոշ ռուս քիմիկոսների մեջ ցանկություն կար տարրին տալ զուտ ռուսական անուն՝ «գոհար», «կրակայրիչ», բայց այս անունները արմատ չգտանք։
Լավուազյեն ֆոսֆորի այրման մանրամասն ուսումնասիրության արդյունքում առաջինն է ճանաչել այն որպես քիմիական տարր։
Ֆոսֆորի առկայությունը մեզի մեջ քիմիկոսներին հիմք է տվել այն փնտրելու կենդանիների մարմնի այլ մասերում։ 1715 թվականին ուղեղում ֆոսֆոր է հայտնաբերվել։ Նրանում ֆոսֆորի զգալի առկայությունը հիմք է ծառայել այն պնդման համար, որ «առանց ֆոսֆորի միտք չկա»։ 1769 թվականին Յու.Գ. Գանը ոսկորներում ֆոսֆոր գտավ, իսկ երկու տարի անց Կ.Վ. Շելեն ապացուցեց, որ ոսկորները հիմնականում բաղկացած են կալցիումի ֆոսֆատից և առաջարկեց ոսկորների այրումից հետո մնացած մոխիրից ֆոսֆոր ստանալու մեթոդ: Ի վերջո, 1788 թվականին Մ.Գ. Կլապրոտը և Ջ.Լ. Պրուստը ցույց տվեցին, որ կալցիումի ֆոսֆատը բնության մեջ չափազանց տարածված հանքանյութ է։
Ֆոսֆորի ալոտրոպ մոդիֆիկացիան՝ կարմիր ֆոսֆորը, հայտնաբերվել է 1847 թվականին Ա. Շրետերի կողմից։ «Ֆոսֆորի նոր ալոտրոպիկ վիճակը» վերնագրված աշխատության մեջ Շրետերը գրում է, որ արևի լույսը սպիտակ ֆոսֆորը փոխում է կարմիրի, և այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են խոնավությունը, մթնոլորտային օդը, ազդեցություն չունեն։ Շրետերը առանձնացրել է կարմիր ֆոսֆորը՝ մշակելով ածխածնի դիսուլֆիդով։ Նա նաև պատրաստեց կարմիր ֆոսֆոր՝ տաքացնելով սպիտակ ֆոսֆորը մինչև մոտ 250 ° C ջերմաստիճանի իներտ գազի մեջ։ Միևնույն ժամանակ պարզվել է, որ ջերմաստիճանի հետագա աճը կրկին հանգեցնում է սպիտակ մոդիֆիկացիայի ձևավորմանը։
Շատ հետաքրքիր է, որ Շրոետերն առաջինն էր, ով կանխատեսեց կարմիր ֆոսֆորի օգտագործումը լուցկու արդյունաբերության մեջ։ 1855 թվականին Փարիզում կայացած համաշխարհային ցուցահանդեսում ցուցադրվել է կարմիր ֆոսֆորը, որն արդեն ստացել է գործարանը։
Ռուս գիտնական Ա.Ա.Մուսին-Պուշկինը 1797 թվականին ստացել է ֆոսֆորի նոր փոփոխություն՝ մանուշակագույն ֆոսֆոր: Այս հայտնագործությունը սխալմամբ վերագրվում է I.V. Gittorf-ին, ով գրեթե ամբողջությամբ կրկնելով Մուսին-Պուշկինի մեթոդը, մանուշակագույն ֆոսֆոր ստացավ միայն 1853 թվականին։
1934 թվականին պրոֆեսոր Պ.Վ. Բրիջմանը, սպիտակ ֆոսֆորը ենթարկելով մինչև 1100 ատմ ճնշման , այն սևացրեց և այդպիսով ստացավ տարրի նոր ալոտրոպ մոդիֆիկացիա: Գույնի հետ մեկտեղ փոխվել են ֆոսֆորի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները. սպիտակ ֆոսֆորն, օրինակ, ինքնաբուխ բռնկվում է օդում, իսկ սևը, ինչպես կարմիրը, չունի այդ հատկությունը։

Հնարավոր է, որ տարրական ֆոսֆորը ստացվել է դեռևս 12-րդ դարում։ արաբ ալքիմիկոս Ալխիդ Բեհիլի կողմից մեզի կավով և կրաքարով թորելու ժամանակ, այդ մասին է վկայում Փարիզի գրադարանում պահվող հնագույն ալքիմիական ձեռագիրը։ Այնուամենայնիվ, ֆոսֆորի հայտնաբերումը սովորաբար վերագրվում է սնանկացած համբուրգյան վաճառական Հենիգ Բրենդին: Ձեռնարկատերը զբաղվել է ալքիմիայով, որպեսզի ձեռք բերի փիլիսոփայական քարը և երիտասարդության էլիքսիրը, որով կարելի էր հեշտությամբ բարելավել իր ֆինանսական վիճակը։

Բայց իրականում, հնագույն ժամանակներից նյութերը, որոնք կարող են փայլել մթության մեջ, կոչվում էին ֆոսֆորներ հին հույների թեթև ձեռքով, քանի որ նրանք ունեին այս բառը, որը նշանակում է «լուսակիր»: Ի դեպ, նրանք մոլորակը Վեներա անվանեցին Ֆոսֆոր կամ Լյուցիֆեր, բայց միայն առավոտյան, երեկոյան ժամերին այն այլ անուն ուներ։

Ֆոսֆորի ստացման գաղտնիքի բացահայտման պատմության մեջ 17-րդ դարը դարձավ կարևոր հանգրվան։ Օրինակ, կոշկակար Վ. Կագաորոլոն, ով զբաղվում էր ալքիմիայով, որոշեց, որ «բարիտ» կոչվող միներալը կարող է վերածվել ոսկու (կամ փիլիսոփայական քարի, որը կօգնի լուծել նույն խնդիրը, և միևնույն ժամանակ հարցեր լուծել։ առողջությամբ և հավերժ երիտասարդությամբ): Ունենալով կալցինացված բարիտ ածուխով և նավթով, նա ստացել է այսպես կոչված «Բոլոնեզի ֆոսֆորը»՝ որոշ ժամանակ շողալով մթության մեջ։

Սաքսոնիայում Բալդուինը, ցածր աստիճանի դատական ​​պաշտոնյան (ինչպես մեր մեծ վարպետը), ինչ-ինչ պատճառներով փորձեր կատարեց կավիճի և ազոտաթթվի հետ (սակայն պարզ է, թե ինչու. նա ալքիմիկոս էր): Բաղադրիչների փոխազդեցության արտադրանքը կալցինացնելով, նա ռետորտի մեջ հայտնաբերեց փայլ՝ դա անջուր կալցիումի նիտրատ էր, որը կոչվում էր «Բալդուինի ֆոսֆոր»:

Բայց այս պատմության ամենապայծառ էջի գրառումը սկսել է Հոննիգ Բրանդը, որի մասին արժե ավելի մանրամասն խոսել, քանի որ նույնիսկ մեծ Լավուազեն հակիրճ տեղեկություններ է թողել նրա մասին 1678 թվականին նրանց հանդիպելուց հետո: Երիտասարդ տարիներին նա զինվոր էր, այնուհետև ինքն իրեն բժիշկ է հռչակել՝ առանց բժշկական կրթությամբ ծանրաբեռնվելու։ Հարուստ կնոջ հետ ամուսնանալը հնարավորություն տվեց սկսել մեծ կյանքով ապրել և զբաղվել առևտրով։ Ալքիմիան Հ.Բրենդին գրավել է ոսկի ստանալու գաղտնիքով։

Օ՜, ինչքա՜ն տարվեց այդ գաղափարով, ինչ ջանքեր գործադրեց այն իրականացնելու համար։ Կարծելով, որ մարդու՝ «բնության թագավորի» կենսագործունեության արտադրանքը կարող է պարունակել այսպես կոչված առաջնային էներգիա, անխոնջ փորձարարը սկսեց թորել մարդու մեզը, կարելի է ասել, արդյունաբերական մասշտաբով՝ զինվորների զորանոցում։ , նա ընդհանուր առմամբ հավաքեց մի ամբողջ տոննա։ Եվ նա գոլորշիացավ մինչև օշարակ (իհարկե, ոչ մի անգամ), և թորելուց հետո նա կրկին թորեց ստացված «մեզի յուղը» և երկար ժամանակ կալցինացրեց: Արդյունքում, ռեպորտաժում սպիտակ փոշի է առաջացել, որը նստել է հատակը և փայլել, ինչի պատճառով էլ Բրենդը կոչել է «սառը կրակ» (kaltes Feuer): Բրենդի ժամանակակիցները այս նյութը անվանել են ֆոսֆոր՝ մթության մեջ փայլելու ունակության պատճառով (հունական մեկ այլ jwsjoroV):

1682 թվականին Բրենդը հրապարակեց իր հետազոտության արդյունքները, և նա այժմ իրավամբ համարվում է թիվ 15 տարրի հայտնաբերողը։ Ֆոսֆորն առաջին տարրն էր, որի հայտնագործությունը փաստագրված էր, և հայտնի է նրա հայտնագործողը։

Նոր նյութի նկատմամբ հետաքրքրությունը հսկայական էր, և Բրենդն օգտվեց դրանից. նա ֆոսֆորը ցուցադրեց միայն փողի դիմաց կամ փոքր քանակությամբ փոխանակեց ոսկու հետ: Չնայած բազմաթիվ ջանքերին՝ համբուրգյան վաճառականը չկարողացավ կատարել իր նվիրական երազանքը՝ կապարից ոսկի ստանալ՝ օգտագործելով «սառը կրակ», և այդ պատճառով նա շուտով վաճառեց նոր նյութ ստանալու բաղադրատոմսը Դրեզդենից ինչ-որ Կրաֆթին երկու հարյուր թալերի դիմաց։ Նոր սեփականատիրոջը հաջողվեց շատ ավելի մեծ հարստություն վաստակել ֆոսֆորի վրա. «սառը կրակով» նա շրջեց ամբողջ Եվրոպայով և ցույց տվեց այն գիտնականներին, բարձրաստիճան և նույնիսկ թագավորական մարդկանց, օրինակ՝ Ռոբերտ Բոյլին, Գոթֆրիդ Լեյբնիցին, Չարլզ II-ին։ Թեև ֆոսֆորի պատրաստման եղանակը պահպանվում էր ամենախիստ գաղտնիության մեջ, 1682 թվականին Ռոբերտ Բոյլին հաջողվեց ստանալ այն, բայց նա նաև բացահայտեց իր մեթոդը միայն Լոնդոնի թագավորական ընկերության փակ ժողովում: Բոյլի մեթոդը հրապարակվեց նրա մահից հետո՝ 1692 թվականին։

1676 թվականի գարնանը Կրաֆտը կազմակերպեց ֆոսֆորի հետ կապված փորձերի նիստ Բրանդենբուրգի ընտրիչ Ֆրիդրիխ Վիլհելմի դատարանում: Ապրիլի 24-ին երեկոյան ժամը 21-ին սենյակի բոլոր մոմերը հանգցրեցին, և Քրաֆթը ներկաներին ցույց տվեց փորձեր «հավերժական կրակով»՝ չբացահայտելով, սակայն, թե ինչ մեթոդով է պատրաստվել այս կախարդական նյութը։

Հաջորդ տարվա գարնանը Կրաֆտը եկավ Հանովերում դուքս Յոհան Ֆրիդրիխի արքունիքը3, որտեղ այդ ժամանակ գրադարանավար էր գերմանացի փիլիսոփա և մաթեմատիկոս Գ.Վ.Լայբնիցը (1646-1716): Կրաֆթը նաև այստեղ կազմակերպեց ֆոսֆորի հետ կապված փորձեր՝ ցույց տալով, մասնավորապես, երկու տափաշիշ, որոնք փայլում էին ինչպես կայծոռիկ։ Լայբնիցը, ինչպես Կունկելը, չափազանց հետաքրքրված էր նոր նյութով։ Առաջին նիստում նա հարցրեց Կրաֆթին, թե արդյոք այս նյութի մի մեծ կտոր չի կարողանա լուսավորել ամբողջ սենյակը: Քրաֆթը համաձայնել է, որ դա միանգամայն հնարավոր է, բայց ոչ գործնական, քանի որ նյութի պատրաստման գործընթացը շատ բարդ է։

Լայբնիցի փորձերը՝ համոզելու Կրաֆտին, որ գաղտնիքը վաճառի դուքսին, ձախողվեցին։ Հետո Լայբնիցը գնաց Համբուրգ՝ անձամբ Բրենդի մոտ։ Այստեղ նրան հաջողվեց պայմանագիր կնքել դուքս Յոհան Ֆրիդրիխի և Բրենդի միջև, ըստ որի՝ առաջինը պարտավոր էր բրենդի 60 թալեր վճարել գաղտնիքը բացահայտելու համար։ Այդ ժամանակվանից Լայբնիցը կանոնավոր նամակագրության մեջ մտավ Բրենդի հետ։

Մոտավորապես նույն ժամանակ Համբուրգ ժամանեց Ի.Ի.Բեխերը (1635-1682)՝ նպատակ ունենալով Բրենդին հրապուրել Մեկլենբուրգի դուքսի մոտ։ Այնուամենայնիվ, Բրենդին կրկին ընդհատեց Լայբնիցը և տարավ Հանովեր՝ դուքս Յոհան Ֆրիդրիխի մոտ։ Լայբնիցը լիովին համոզված էր, որ Բրենդը շատ մոտ է «փիլիսոփայական քարի» բացահայտմանը, և այդ պատճառով դուքսին խորհուրդ տվեց բաց չթողնել նրան, քանի դեռ չի կատարել այս առաջադրանքը։ Բրենդը, սակայն, հինգ շաբաթ մնաց Հանովերում, քաղաքից դուրս ֆոսֆորի թարմ պաշարներ պատրաստեց, ցույց տվեց, ըստ պայմանագրի, արտադրության գաղտնիքը և հեռացավ։

Այնուհետև Բրենդը զգալի քանակությամբ ֆոսֆոր պատրաստեց ֆիզիկոս Քրիստիան Հյուգենսի համար, ով ուսումնասիրեց լույսի բնույթը և ֆոսֆորի պաշար ուղարկեց Փարիզ։

Բրենդը, սակայն, շատ դժգոհ էր Լայբնիցի և դուքս Յոհան Ֆրիդրիխի տված գնից՝ ֆոսֆորի արտադրության գաղտնիքը բացահայտելու համար։ Նա զայրացած նամակ է ուղարկել Լայբնիցին՝ բողոքելով, որ ստացված գումարը չի բավականացնում անգամ Համբուրգում իր ընտանիքը պահելու և ճանապարհածախսը վճարելու համար։ Նմանատիպ նամակներ են ուղարկվել Լայբնիցի և Բրենդի կնոջը՝ Մարգարիտային։

Բրենդը դժգոհ էր նաև Կրաֆթից, որին նա նամակներով դժգոհություն էր հայտնում՝ հանդիմանելով նրան Անգլիային 1000 թալերի համար գաղտնիքը վերավաճառելու համար։ Կրաֆթը այս նամակը փոխանցել է Լայբնիցին, որը դուքս Յոհան Ֆրիդրիխին խորհուրդ է տվել չնյարդայնացնել Բրենդին, ավելի առատաձեռն վճարել նրան գաղտնիքը բացահայտելու համար՝ վախենալով, որ հայտնագործության հեղինակը, վրեժխնդրության ակտի տեսքով, կկիսվի պատրաստման բաղադրատոմսով։ ֆոսֆոր ուրիշի հետ: Լայբնիցը հուսադրող նամակ է ուղարկել անձամբ Բրենդին։

Ըստ երևույթին, Բրենդը ստացել է պարգև՝ տկ. 1679 թվականին նա կրկին գալիս է Հանովեր և այնտեղ աշխատում երկու ամիս՝ ստանալով շաբաթական 10 թալեր աշխատավարձ՝ սեղանի և ճանապարհածախսի հավելավճարով։ Լայբնիցի և Բրենդի նամակագրությունը, դատելով Հանովերի գրադարանում պահվող նամակներից, շարունակվել է մինչև 1684 թվականը։

Այժմ վերադառնանք Կունկելին։ Ըստ Լայբնիցի՝ Կունկելը Kraft-ի միջոցով սովորել է ֆոսֆորի պատրաստման բաղադրատոմսը և անցել աշխատանքի։ Բայց նրա առաջին փորձերը անհաջող էին։ Նա նամակ առ նամակ գրում էր Բրենդին՝ բողոքելով, որ իրեն ուղարկել են մի բաղադրատոմս, որը շատ անհասկանալի է մեկ այլ անձի համար։ 1676 թվականին գրված նամակում Վիտենբերգից, որտեղ այդ ժամանակ ապրում էր Կունկելը, նա հարցրեց Բրենդին գործընթացի մանրամասների մասին։

Ի վերջո, Կունկելը հաջողության հասավ իր փորձերում՝ որոշակիորեն փոփոխելով Բրենդի մեթոդը։ Թորելուց առաջ չոր մեզի վրա մի քիչ ավազ ավելացնելով, նա ստացավ ֆոսֆոր և ... հայտարարեց հայտնագործության անկախության մասին: Նույն թվականին՝ հուլիսին, Կունկելը պատմեց իր հաջողությունների մասին իր ընկերոջը՝ Վիտենբերգի համալսարանի պրոֆեսոր Կասպար Կիրշմայերին, ով այս հարցի վերաբերյալ աշխատություն հրապարակեց «Մշտական ​​գիշերային լամպ, երբեմն շողշողացող, որը երկար փնտրվում էր, այժմ գտնվել է» վերնագրով։ « Այս հոդվածում Կիրչմեյերը խոսում է ֆոսֆորի մասին՝ որպես վաղուց հայտնի լուսաշող քարի, բայց ինքը չի օգտագործում «ֆոսֆոր» տերմինը, ակնհայտորեն դեռ սովոր չէ այդ ժամանակին։

Անգլիայում, անկախ Բրանդից, Կունկելից և Կիրչմայերից 1680 թվականին, ֆոսֆորը ստացավ Ռ. Բոյլը (1627-1691): Բոյլը ֆոսֆորի մասին գիտեր նույն Կրաֆտից։ Արդեն 1677 թվականի մայիսին ֆոսֆորը ցուցադրվեց Լոնդոնի թագավորական ընկերությունում։ Նույն տարվա ամռանը Կրաֆտն ինքը ֆոսֆորով եկավ Անգլիա։ Բոյլը, ըստ իր իսկ պատմածի, այցելել է Կրաֆթ և տեսել ֆոսֆոր իր պինդ և հեղուկ ձևով։ Ի երախտագիտություն ջերմ ընդունելության համար՝ Կրաֆտը, հրաժեշտ տալով Բոյլին, ակնարկեց նրան, որ իր ֆոսֆորի հիմնական նյութը մարդու մարմնին բնորոշ մի բան է։ Ակնհայտորեն, այս ակնարկը բավական էր Բոյլի աշխատանքին թափ հաղորդելու համար։ Կրաֆտի հեռանալուց հետո նա սկսեց արյան, ոսկորների, մազերի, մեզի փորձարկումներ կատարել, և 1680 թվականին նրա ջանքերը՝ լուսավոր տարր ստանալու համար, պսակվեցին հաջողությամբ։

Բոյլը սկսեց իր հայտնագործությունը շահագործել գերմանացի Գաուկվիցի օգնականի ընկերակցությամբ։ 1691 թվականին Բոյլի մահից հետո Գաուկվիցը սկսեց ֆոսֆորի արտադրությունը՝ բարելավելով այն կոմերցիոն մասշտաբով։ Ֆոսֆորը վաճառելով երեք ֆունտ ստեռլինգ մեկ ունցիա և դրանով մատակարարելով Եվրոպայի գիտական ​​հաստատություններին և առանձին գիտնականներին՝ Գաուկվիցը հսկայական կարողություն կուտակեց։ Առևտրային կապեր հաստատելու համար նա մեկնել է Հոլանդիա, Ֆրանսիա, Իտալիա և Գերմանիա։ Բուն Լոնդոնում Գաուկվիցը հիմնեց դեղագործական ընկերություն, որը հայտնի դարձավ իր կենդանության օրոք։ Հետաքրքիր է, որ չնայած ֆոսֆորի հետ կապված իր բոլոր փորձերին, որը երբեմն շատ վտանգավոր էր, Գաուկվիցը ապրեց մինչև 80 տարեկան՝ գերազանցելով իր երեք որդիներին և բոլոր մարդկանց, ովքեր մասնակցել են ֆոսֆորի վաղ պատմության հետ կապված աշխատանքին:

Կունկելի և Բոյլի կողմից ֆոսֆորի հայտնաբերումից հետո այն արագորեն էժանացել է գյուտարարների մրցակցության արդյունքում։ Ի վերջո, գյուտարարների ժառանգները սկսեցին բոլորին ծանոթացնել դրա 10 թալերի արտադրության գաղտնիքին՝ միևնույն ժամանակ իջեցնելով գինը։ 1743 թվականին Ա.Ս. Մարգգրաֆը գտավ մեզից ֆոսֆոր արտադրելու ավելի լավ միջոց և անմիջապես հրապարակեց այն, քանի որ. ձկնորսությունն այլևս ձեռնտու չէ.

Ներկայումս ֆոսֆորը ոչ մի տեղ չի արտադրվում Բրենդ-Կունկել-Բոյլի մեթոդով, քանի որ այն բացարձակապես անշահավետ է։ Պատմական հետաքրքրության համար մենք, այնուամենայնիվ, կտանք նրանց մեթոդի նկարագրությունը։

Փտած մեզը գոլորշիացվում է օշարակային վիճակի: Ստացված թանձր զանգվածը խառնում են եռապատիկ քանակությամբ սպիտակ ավազի հետ, տեղադրում ընդունիչով հագեցած ռետինեում և 8 ժամ տաքացնում հավասար կրակի վրա, մինչև ցնդող նյութերը հեռացվեն, որից հետո տաքացումը մեծացնում են։ Ընդունիչը լցված է սպիտակ գոլորշով, որն այնուհետև վերածվում է կապտավուն պինդ և լուսավոր ֆոսֆորի։

Ֆոսֆորն իր անվանումն ստացել է մթության մեջ փայլելու հատկության շնորհիվ (հունարենից՝ լուսավորող): Որոշ ռուս քիմիկոսների մեջ ցանկություն կար տարրին տալ զուտ ռուսական անուն՝ «գոհար», «կրակայրիչ», բայց այս անունները արմատ չգտանք։

Լավուազյեն ֆոսֆորի այրման մանրամասն ուսումնասիրության արդյունքում առաջինն է ճանաչել այն որպես քիմիական տարր։

Ֆոսֆորի առկայությունը մեզի մեջ քիմիկոսներին հիմք է տվել այն փնտրելու կենդանիների մարմնի այլ մասերում։ 1715 թվականին ուղեղում ֆոսֆոր է հայտնաբերվել։ Նրանում ֆոսֆորի զգալի առկայությունը հիմք է ծառայել այն պնդման համար, որ «առանց ֆոսֆորի միտք չկա»։ 1769 թվականին Յու.Գ. Գանը ոսկորներում ֆոսֆոր գտավ, իսկ երկու տարի անց Կ.Վ. Շելեն ապացուցեց, որ ոսկորները հիմնականում բաղկացած են կալցիումի ֆոսֆատից և առաջարկեց ոսկորների այրումից հետո մնացած մոխիրից ֆոսֆոր ստանալու մեթոդ: Ի վերջո, 1788 թվականին Մ.Գ. Կլապրոտը և Ջ.Լ. Պրուստը ցույց տվեցին, որ կալցիումի ֆոսֆատը բնության մեջ չափազանց տարածված հանքանյութ է։

Ֆոսֆորի ալոտրոպ մոդիֆիկացիան՝ կարմիր ֆոսֆորը, հայտնաբերվել է 1847 թվականին Ա. Շրետերի կողմից։ «Ֆոսֆորի նոր ալոտրոպիկ վիճակը» վերնագրված աշխատության մեջ Շրետերը գրում է, որ արևի լույսը սպիտակ ֆոսֆորը փոխում է կարմիրի, և այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են խոնավությունը, մթնոլորտային օդը, ազդեցություն չունեն։ Շրետերը առանձնացրել է կարմիր ֆոսֆորը՝ մշակելով ածխածնի դիսուլֆիդով։ Նա նաև պատրաստեց կարմիր ֆոսֆոր՝ տաքացնելով սպիտակ ֆոսֆորը մինչև մոտ 250 ° C ջերմաստիճանի իներտ գազի մեջ։ Միևնույն ժամանակ պարզվել է, որ ջերմաստիճանի հետագա աճը կրկին հանգեցնում է սպիտակ մոդիֆիկացիայի ձևավորմանը։

Շատ հետաքրքիր է, որ Շրոետերն առաջինն էր, ով կանխատեսեց կարմիր ֆոսֆորի օգտագործումը լուցկու արդյունաբերության մեջ։ 1855 թվականին Փարիզում կայացած համաշխարհային ցուցահանդեսում ցուցադրվել է կարմիր ֆոսֆորը, որն արդեն ստացել է գործարանը։

Ռուս գիտնական Ա.Ա.Մուսին-Պուշկինը 1797 թվականին ստացել է ֆոսֆորի նոր մոդիֆիկացիա՝ մանուշակագույն ֆոսֆոր: Այս հայտնագործությունը սխալմամբ վերագրվում է I.V. Gittorf-ին, ով գրեթե ամբողջությամբ կրկնելով Մուսին-Պուշկինի մեթոդը, մանուշակագույն ֆոսֆոր ստացավ միայն 1853 թվականին։

1934 թվականին պրոֆեսոր Պ.Վ.Բրիջմանը, սպիտակ ֆոսֆորը ենթարկելով մինչև 1100 ատմ ճնշման, այն վերածեց սևի և այդպիսով ստացավ տարրի նոր ալոտրոպ մոդիֆիկացիա։ Գույնի հետ մեկտեղ փոխվել են ֆոսֆորի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները. սպիտակ ֆոսֆորն, օրինակ, ինքնաբուխ բռնկվում է օդում, իսկ սևը, ինչպես կարմիրը, չունի այդ հատկությունը։

Ֆոսֆոր (հունարենից phosphoros - լուսարձակ; լատ. Ֆոսֆոր) - պարբերական համակարգի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի տարր, երկրակեղևի ամենատարածված տարրերից մեկը, դրա պարունակությունը կազմում է զանգվածի 0,08-0,09%-ը։ Ծովի ջրում կոնցենտրացիան 0,07 մգ/լ է։ Ազատ վիճակում չի հանդիպում բարձր քիմիական ակտիվության պատճառով։ Այն կազմում է մոտ 190 միներալ, որոնցից գլխավորներն են ապատիտ Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl,OH), ֆոսֆորիտ Ca 3 (PO 4) 2 և այլն։ Ֆոսֆորը հանդիպում է կանաչ բույսերի բոլոր մասերում, իսկ ավելի շատ՝ մրգերում և սերմերում (տես ֆոսֆոլիպիդներ)։ Պարունակվում է կենդանիների հյուսվածքներում, մտնում է սպիտակուցների և այլ էական օրգանական միացությունների (ATP, ԴՆԹ), կյանքի տարր է։

Պատմություն

Ֆոսֆորը հայտնաբերել է համբուրգցի ալքիմիկոս Հենիգ Բրենդը 1669 թվականին։ Ինչպես մյուս ալքիմիկոսները, Բրենդը փորձել է գտնել փիլիսոփայական քարը, սակայն ստացել է լուսավոր նյութ։ Բրենդը կենտրոնացել է մարդու մեզի հետ կապված փորձերի վրա, քանի որ կարծում էր, որ այն ունենալով ոսկեգույն գույն, կարող է պարունակել ոսկի կամ հանքարդյունաբերության համար անհրաժեշտ որևէ բան։ Սկզբում նրա մեթոդը կայանում էր նրանում, որ սկզբում մեզը նստում էր մի քանի օր, մինչև անհետացավ տհաճ հոտը, իսկ հետո եռում էր մինչև կպչուն վիճակ։ Տաքացնելով այս մածուկը բարձր ջերմաստիճանի և հասցնելով այն մինչև պղպջակների տեսքը, նա հույս ուներ, որ երբ խտացվեն, դրանք ոսկի կպարունակեն: Մի քանի ժամ ինտենսիվ եռումից հետո ստացվել են սպիտակ մոմ հիշեցնող նյութի հատիկներ, որոնք շատ վառ այրվում էին և, ավելին, թարթում էին մթության մեջ։ Բրենդն այս նյութն անվանել է ֆոսֆոր mirabilis (լատ. «հրաշալի լույսի կրիչ»): Բրենդի կողմից ֆոսֆորի հայտնաբերումը նոր տարրի առաջին բացահայտումն էր հնությունից ի վեր:
Որոշ ժամանակ անց ֆոսֆորը ստացավ մեկ այլ գերմանացի քիմիկոս Յոհան Կունկելը։
Անկախ Բրենդից և Կունկելից, ֆոսֆորը ստացել է Ռ. Բոյլը, որը նկարագրել է այն «Մարդու մեզից ֆոսֆորի պատրաստման մեթոդ» հոդվածում, որը թվագրված է 1680 թվականի հոկտեմբերի 14-ին և հրապարակվել է 1693 թվականին։
Ֆոսֆորի ստացման կատարելագործված մեթոդը հրապարակվել է 1743 թվականին Անդրեաս Մարգգրաֆի կողմից։
Կան ապացույցներ, որ արաբ ալքիմիկոսները կարողացել են ֆոսֆոր ստանալ 12-րդ դարում։
Այն, որ ֆոսֆորը պարզ նյութ է, ապացուցել է Լավուազեն։

անվան ծագումը

1669 թվականին Հենինգ Բրենդը, տաքացնելով սպիտակ ավազի և գոլորշիացված մեզի խառնուրդը, ստացավ մթության մեջ շողացող նյութ, որն առաջին անգամ կոչվեց «սառը կրակ»։ «Ֆոսֆոր» երկրորդական անվանումն առաջացել է հունարեն «φῶς» - լույս և «φέρω» - կրում եմ բառերից: Հին հունական դիցաբանության մեջ Ֆոսֆոր (կամ Էոսֆոր, այլ հունարեն Φωσφόρος) անունը կրում էր Առավոտյան աստղի պահապանը։

Անդորրագիր

Ֆոսֆորը ստացվում է ապատիտներից կամ ֆոսֆորիտներից՝ կոքսի և սիլիցիումի հետ փոխազդեցության արդյունքում 1600 ° C ջերմաստիճանում.
2Ca 3 (PO 4) 2 + 10C + 6SiO 2 → P4 + 10CO + 6CaSiO 3:

Ստացված սպիտակ ֆոսֆորի գոլորշին ջրի տակ խտանում է ընդունիչում։ Ֆոսֆորիտների փոխարեն կարող են կրճատվել այլ միացություններ, օրինակ՝ մետաֆոսֆորական թթու.
4HPO 3 + 12C → 4P + 2H 2 + 12CO:

Ֆիզիկական հատկություններ

Տարրական ֆոսֆորը նորմալ պայմաններում ներկայացնում է մի քանի կայուն ալոտրոպային փոփոխություններ. Ֆոսֆորի ալոտրոպիայի խնդիրը բարդ է և ամբողջությամբ լուծված չէ։ Սովորաբար պարզ նյութի չորս փոփոխություն կա. սպիտակ, կարմիր, սև և մետաղական ֆոսֆոր. Երբեմն դրանք նաև կոչվում են հիմնական ալոտրոպային փոփոխություններ, ինչը ենթադրում է, որ մնացած բոլորը այս չորսի բազմազանությունն են: Նորմալ պայմաններում ֆոսֆորի միայն երեք ալոտրոպ մոդիֆիկացիա կա, իսկ գերբարձր ճնշման պայմաններում կա նաև մետաղական ձև։ Բոլոր փոփոխությունները տարբերվում են գույնով, խտությամբ և այլ ֆիզիկական բնութագրերով. սպիտակից մետաղական ֆոսֆորին անցնելու ժամանակ քիմիական ակտիվության կտրուկ նվազման և մետաղական հատկությունների բարձրացման նկատելի միտում կա:

Քիմիական հատկություններ

Ֆոսֆորի քիմիական ակտիվությունը շատ ավելի բարձր է, քան ազոտինը։ Ֆոսֆորի քիմիական հատկությունները մեծապես որոշվում են նրա ալոտրոպ մոդիֆիկացմամբ։ Սպիտակ ֆոսֆորը շատ ակտիվ է, կարմիր և սև ֆոսֆորի անցման գործընթացում քիմիական ակտիվությունը կտրուկ նվազում է։ Սպիտակ ֆոսֆորը փայլում է մթության մեջ օդում, փայլը պայմանավորված է ֆոսֆորի գոլորշիների օքսիդացումով դեպի ցածր օքսիդներ:
Հեղուկ և լուծարված վիճակում, ինչպես նաև մինչև 800 ° C գոլորշիներում ֆոսֆորը բաղկացած է P 4 մոլեկուլներից։ 800 ° C-ից բարձր տաքացնելիս մոլեկուլները տարանջատվում են՝ P 4 \u003d 2P 2: 2000 °C-ից բարձր ջերմաստիճանի դեպքում մոլեկուլները բաժանվում են ատոմների։