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阴差阳错的发现磷

时间:2022-02-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:现在我们知道,民间传说中的“鬼火”是一种磷的氢化物产生的自燃现象。有趣的是,最早发现的磷和“鬼火”并没有关系,而是从尿液中提炼出来的。1845年,奥地利化学家施勒特尔发现了红磷,并且确定了白磷和红磷是同素异形体。由于红磷无毒,在240℃左右着火,受热后能转变成白磷而燃烧,于是红磷成为制造火柴的原料。

现在我们知道,民间传说中的“鬼火”是一种磷的氢化物产生的自燃现象。有趣的是,最早发现的磷和“鬼火”并没有关系,而是从尿液中提炼出来的。

17世纪,盛行炼金术,据说只要找到一种聪明人的石头——哲人石,便可以点石成金,让普通的铅、铁变成贵重的黄金。炼金术士仿佛疯子一般,采用稀奇古怪的器皿和物质,在幽暗的小屋里,口中念着咒语,在炉火里炼,在大缸中搅,朝思暮想地寻觅着点石成金的哲人石。

布兰德

当时,德国汉堡有一个想发财的商人名叫布兰德,千方百计地寻找生财之道。当他偶尔听人说,从人的尿液里可以制造出黄金或是能够点石成金的宝贝时,就决心尝试一番。于是,他偷偷地收集了大量的尿液,将其一点一点慢慢蒸干后,又胡乱地加上各种各样的东西,今天用煮的办法,明天又用烧烤的办法,一次一次地试下去。

白磷

无巧不成书。1699年,布兰德在经过几十次的改变配方、更换方法后,居然在一次将尿液、沙子和木炭放在米中加热,而后用水冷却产生的蒸气时,得到了一种在黑夜中能发出荧光的物质。这就是他初次得到的磷,一小块白色柔软的白磷(磷的一种单质)。

在化学史上,这属于十分巧合的事,并且相当罕见。尽管磷可以形成各种各样的化合物,遍布于人及动物体内,但要用磷的化合物来制取单质,是需要经过一系列复杂的化学反应的。工业生产上,经常是用磷矿石为原料,加上石英和焦炭,再经过1500℃的高温,产生磷蒸气,在隔绝空气的状态下,冷凝到凉水中,才会成为固体的白磷。

黑磷分子式(金属磷)

尿液可以制造出黄金,这根本就是一种荒谬的说法。其实,当时的人们谁也不知道人和动物的尿液里到底含有什么东西。如今我们知道,尿液中除了绝大部分水之外,主要的是尿素。此外尿液中还有一些新陈代谢的废物,其中便含有极少量的硫、磷等元素,而且是以极其复杂的有机化合物的形式存在的,只有在经过长时间的发酵蒸发后,才能变成磷酸盐。同时,由于饮食情况的不同,排泄物中所含磷的量也有所不同。

学海拾贝

布兰德分离出来的物质像蜡一样既白又柔软,而且在黑暗中能放出闪烁的亮光。根据这些特征,布兰德将它称为phosphorus,在希腊语中,意思就是“晨星”。金星被人们叫做晨星,因为在太阳升起前它就闪烁在东方。

布兰德虽然没有得到黄金,却意外地制出了奇怪发光的宝物,这同样让他欣喜若狂。发光是磷和空气慢慢化合的结果,当然,这在一个世纪以后才被弄清楚,但这种发光现象却使磷的发现带上了一种魅力和神秘感。白磷是白色半透明晶体,在空气中缓慢氧化后,产生的能量以光的形式放出,因此在暗处会发光。

19世纪早期,白磷曾被用于制作火柴,但白磷有剧毒,用起来很不安全。1845年,奥地利化学家施勒特尔发现了红磷,并且确定了白磷和红磷是同素异形体。由于红磷无毒,在240℃左右着火,受热后能转变成白磷而燃烧,于是红磷成为制造火柴的原料。此方法一直沿用至今。

1772年,拉瓦锡首先把磷列入化学元素的行列。

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