异想天开的发现

异想天开的发现——磷

我们所说的元素磷，原意为“冷光”。民间传说中的“鬼火”，就是一种磷的氢化物产生的自燃现象，自然界中的这种磷的氢化物，是人或动物的尸体腐烂分解而形成的。它是一种气体，当遇到空气，就会自动燃烧起来。我国古代又把“鬼火”叫做“燐火”，因此我国就把叫做“冷”光的物质叫做“燐”。由于磷是非金属元素，常温下单质为固态，于是又把原来的“火”字旁改为“石”字旁，写成“磷”。这也是用中文汉字命名化学物质的一大特色。

令人觉得有趣的是，最早发现的磷是从人或动物的尿液中提炼出来的。

最早发现磷元素的人，是17世纪德国汉堡商人波兰特。由于他曾听说从尿里可以制得金属之王的黄金，于是抱着图谋发财的目的，便用尿做了大量的实验。1669年，他在一次实验中，将砂、木炭、石灰等跟尿混合，加热蒸馏。意外地得到一种十分美丽的物质。这种物质呈白色、质地柔软，能在黑暗的地方放出闪烁的亮光，于是波兰特给它取了一个名字叫冷光。他所发现的物质，就是我们所说的白磷。波兰特对制磷的方法，起初很保密，但这个新发现的消息仍然很快传遍了德国。

磷

尿液的成分，除了绝大部分水之外，主要的是尿素。此外还有一些新陈代谢过程产生的废物，其中就含有少量的硫、磷等。这些化学元素以极其复杂的有机化合物的形式存在，只有长时间的发酵蒸发后，才能变成磷酸盐。

磷是在人体中含量较多的元素之一，仅次于钙。磷是以多种形式的化合状态存在于人及动物体内。主要的有各种酶及促使营养成分发生同化作用、为生理需要提供活力机制的、含磷的有机化合物。磷和钙都是骨骼牙齿的重要构成材料。正常成年人骨中的含磷总量约为600～900克，占总含磷量的80%和钙结合并贮存于骨骼和牙齿中，剩余的20%分布于神经组织等软组织中，人体每100毫升全血中含磷35～45毫克。平常，我们所吃的食物里，都含有磷。但由于饮食的不同，排泄物中磷的量也不同。

磷可以形成各式各样的化合物，用磷的化合物来制取单质，要用石英和焦炭在经过1500℃的高温条件下，产生的磷蒸汽（实际是P₄分子）。然后在隔绝空气的状态下，在凉水中冷疑，形成固体的白磷。化学方程式可以表示为：

Ca₃（PO₄）₂＋3SiO₂＋5C＝3CaSiO₃＋5CO＋2P

德国化学家孔克尔（Kunckel，J.1630-1703年）得知波兰特制得的这种发光的物质是从尿里提取出来的。于是他也开始用尿做实验，经过苦心探索，在1678年也试验成功。

英国的化学家波意耳和他的助手德国人亨克维茨，也独立地从尿中制出了磷，并改进了制法，使其投入到大量生产中成为商品。1680年和1682年波意耳发表了两篇论文：《空气发光》和《一种观察到的冷光的新实验》，描述了他对于磷的研究。除了发现磷能发现冷光以外，还发现磷在燃烧后生成白烟，白烟与水作用后生成的溶液具有酸性；磷与碱在一起加热能制得一种气体（即磷化氢），这种气体与空气接触能产生缕缕白烟。因此，波意耳可以算是最早研究磷性质及其化合物的化学家。1775年瑞典化学家舍勒，从骨头中制出了磷。磷从此正式命名为“发光体”。

波意耳

研究磷酸最早的化学家是拉瓦锡。1772年，他做这样的实验：将磷放在以汞密封的钟罩里使其燃烧。实验结果得出这样的结论：一定量的磷能燃烧于某容量的空气中；磷燃烧时生成无水磷的白色粉末；燃烧后瓶中的空气约剩原来容量的4/5；磷燃烧后较燃烧前约重2.5倍；白色粉末溶于水即成磷酸。拉瓦锡还证明磷酸可用浓硝酸和磷反应制得。至于无水亚磷酸则是1777年化学家舍勒首先取得的。他置固体磷棒于漏斗上，使在有限的空气中作有烟无焰的燃烧，所得液体即无水亚磷酸，溶于水则为亚磷酸。1812年化学家戴维用三氯化磷与水反应才制得较纯的亚磷酸。

白磷燃烧

白磷发现并大量投入生产成为商品开始出售，但它到底有什么用途呢？在最早时，只是供应实验室用作制造磷头火柴。磷头火柴是当时使用最方便的引火工具。然而白磷有剧毒，又极易着火，很快就被较安全的火柴所代替。我们现在所用的安全火柴也要用磷，那就是涂在火柴盒两侧酱紫色的东西，它的主要成分是红磷。红磷是白磷的同素异形体，但它的着火点要比白磷高，而且毒性也极小。

磷矿石的主要用途是在农业方面，因为磷是植物生产必不可少的元素之一，它是构成细胞核中核蛋白的重要物质。磷对于种子的成熟和根系的发育，起着重要的作用。在作物开花期间追施磷肥，往往能收到显著的效果。一旦缺乏磷，作物根系便不发达、叶呈紫色，结实迟，而且果实小。要农作物生长得好，每年都应施用一定量的磷肥。我国的磷肥资源很丰富，发展磷肥有广阔的前景。