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重口味化学史:来自人尿的磷

2016.4.01

  西方化学史的研究者们几乎一致认为,磷是在1669年首先在德国汉堡的一位姓布兰德,名叫亨尼格(Henning Brand)的人发现的。至于他是怎么获得磷的呢?一般的说法是,他是通过强热蒸发大量的人尿得来的。布兰德在蒸发人尿的过程中,偶然在曲颈瓶的接收器中发现了一种特殊的白色物质,像是蜡,带有大蒜的味道,在黑暗中不断地发光,这种光被称冷火(德文Kalte Feuer)

  磷在最初发现时获得的是白磷(白磷有毒,切记!!!),是无色半透明状晶体,在空气中缓慢氧化,产生的能量以光的形式放出,因此在暗处会发光。当磷在空气中氧化到表面积积聚的能量使温度上升到40摄氏度时,会达到磷的燃点而使磷自燃。

  至于他为什么选择了人尿?

  有的人说他是异想天开想从有机体中找到西方炼金术士们所祈求的能够使贱金属转变成为金和银的“哲人石”;还有人说当时认为凡是金色的东西里都含有金,尿是金黄色的,所以他选择了尿。

  不过早在布兰德选择尿液的一百年前,在瑞士故意学家帕拉塞尔苏斯(Theophrastus Paracelsus,1493-1541)的著作中,就提到过蒸发人尿获得冰状物,这也许给了布鲁纳一些启发。

  人尿中是含有磷酸钙Ca3(PO42等磷酸盐的,尿中含碳有机物在强热下形成炭,或者是添加到尿里的炭与磷酸钙发生如下反应,生成磷:

  Ca3(PO42+8C=Ca3b2+8CO

  3Ca3(PO42+5Ca3P2 = 24CaO +16P

  如果有沙子(SiO2)的存在,可以使磷酸钙的熔点降低,并且与氧化钙(CaO)结合,生成硅酸盐熔渣

  Ca3(PO42+3SiO2+5C = 3CaSiO3 + 5CO +2P

  这至今仍然是工业上制取磷的方法

  磷是第一个从有机体中获取到的元素

  磷的拉丁名称(Phosphorum )是由古希腊Phos(光)和Phero(携带)两词合成的,也就是发光物的意思,它的元素符号因而采用P。

  我国对磷命名时采用“燐”。按我国传说,死人和牛马的血变为燐,即“鬼火”。东汉哲学家王允说著《论衡》中的论死篇说,”人之兵死也,世言其为血为燐,人夜行见燐,若火之状。”这也就是说,“燐”在我国古书中表示物质在空气中自动燃烧的现象。后来根据我国的化学元素命名规则,固态的非金属元素从“石”,才从“燐”改为“磷”。

  现已知,所谓的“鬼火”其实是磷的氢化物P2H4气体在空气中自动燃烧产生的火焰。

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