Хенниг Брэнд

Алхимик, открывающий фосфор (1771) Джозефа Райта, изображающий Хеннига Брэнда, открывающего фосфор (показанное свечение преувеличено)

Хенниг Брэнд (англ. Немецкое произношение: [ˈhɛnɪç bʁant] ; в. 1630 – ок. 1692 или ок. 1710 ) — немецкий алхимик , живший и работавший в Гамбурге . В 1669 году Бранд случайно открыл химический элемент фосфор во время поисков « философского камня » — вещества, которое, как считалось, превращало неблагородные металлы в золото .

Биография

Обстоятельства рождения Бранда неизвестны, но он родился в 1630 году и умер ок. 1692 он был учеником стеклодува или 1710 год. Некоторые источники описывают его происхождение как скромное и указывают, что в молодости . Однако в переписке его второй жены Маргареты говорится, что он занимал высокое социальное положение. он занимал должность младшего армейского офицера В любом случае во время Тридцатилетней войны его первой жены , и приданое было значительным, что позволило ему заняться алхимией после ухода из армии.

Он был одним из многих искателей философского камня. В процессе он случайно обнаружил фосфор.

Открытие фосфора

Как и другие алхимики того времени, Бранд искал «философский камень», вещество, которое предположительно превращало неблагородные металлы (например, свинец ) в золото. К тому времени, как умерла его первая жена, он исчерпал ее деньги на это занятие. Затем он женился на своей второй жене Маргарете, богатой вдове, чьи финансовые ресурсы позволили ему продолжить поиски.

Как и многие до него, он интересовался мочой и пробовал сочетать ее с различными другими материалами в сотнях комбинаций. Например, он видел рецепт в книге « 400 Auserlensene Chemische Process» . Ф. Кесслера из Страсбурга , опубликованного в 1630 году, за использование квасцов , селитры ( нитрата калия ) и концентрированной мочи для превращения неблагородных металлов в серебро. (рецепт, который не сработал).

Около 1669 года он нагревал остатки вываренной мочи в своей печи до тех пор, пока реторта не раскалилась докрасна, после чего внезапно светящиеся пары наполнили ее, и жидкость капала, загораясь. Он мог собрать жидкость в банку и накрыть ее крышкой, где она затвердевала и продолжала излучать бледно-зеленое свечение. То, что он собрал, было фосфором, который он назвал от греческого слова «несущий свет» или «носитель света».

Фосфор, должно быть, внушал трепет алхимику: он был продуктом деятельности человека и, казалось, светился «жизненной силой», которая не уменьшалась с течением времени (и не нуждалась в повторном воздействии света, как ранее обнаруженный Болонский камень). ). Бранд держал свое открытие в секрете, как и алхимики того времени, и работал с фосфором, безуспешно пытаясь использовать его для производства золота.

Его рецепт был:

• Оставьте мочу на несколько дней, пока она не приобретет резкий запах. (В этом шаге не было необходимости, поскольку позже ученые обнаружили, что свежая моча содержит такое же количество фосфора).
• Прокипятите мочу, чтобы она превратилась в густой сироп.
• Нагревайте, пока из него не выделится красное масло, и слейте его.
• Дайте остыть остатку, который состоит из черной губчатой ​​верхней части и соленой нижней части.
• Выбросьте соль, снова смешайте красное масло с черным веществом.
• Сильно нагревайте эту смесь в течение 16 часов.
• Сначала выходят белые пары, затем масло, затем фосфор.
• Фосфор можно опустить в холодную воду для затвердевания.

Химическая реакция, на которую наткнулся Бранд, заключалась в следующем. Моча содержит фосфаты PO ₄ ³⁻ , как фосфат натрия (т.е. с Na ⁺ ) в виде микрокосмической соли и различной углеродосодержащей органики. При сильном нагревании атомы кислорода фосфата реагируют с углеродом с образованием монооксида углерода CO, в результате чего остается элементарный фосфор P, который выделяется в виде газа. Фосфор конденсируется в жидкость при температуре ниже 280°C, а затем затвердевает (в белого фосфора аллотроп ) при температуре ниже 44°C (в зависимости от чистоты). Эта же самая важная реакция используется до сих пор (но с добычей фосфатных руд, коксом для получения углерода и электропечами).

Процесс Брэнда дал гораздо меньше фосфора, чем могло бы быть. Часть соли, которую он выбросил, содержала большую часть фосфата. Он использовал около 1500 галлонов США (5700 л) мочи. производить всего 120 граммов фосфора. Если бы он измельчил весь остаток, то мог бы получить во много раз больше (в 1 литре мочи взрослого человека содержится около 1,4 г солей фосфора, что составляет около 0,11 г чистого белого фосфора).

Хотя Бранд изначально держал в секрете свой процесс получения фосфора из мочи, Позже он продал рецепт за 200 талеров Иоганну Даниэлю Крафту ( де ) из Дрездена. Впоследствии и шведский химик Иоганн Кункель (в 1678 г.), и английский химик Роберт Бойль (в 1680 г.) смогли самостоятельно открыть фосфор; помощник последнего, Амвросий Годфри-Ханквиц , позже, начиная с 1707 года, занимался производством фосфора.

Ссылки

• Эмсли, Джон (2000). Шокирующая история фосфора . Лондон: Макмиллан. ISBN  0-330-39005-8 .
• Уикс, Мария Эльвира (1933). «Открытие элементов. XXI. Дополнительное примечание к открытию фосфора». Журнал химического образования . 10 (5): 302. Бибкод : 1933ЖЧЭд..10..302В . дои : 10.1021/ed010p302 .

Дальнейшее чтение

• Сегодня в истории науки
• Элементы - Фосфор
• «Брандт, Николас» . Американская энциклопедия . 1920.
• Альфонс Оппенгейм (1876), « Брэнд », Общая немецкая биография (на немецком языке), том. 3, Лейпциг: Данкер и Хамблот, с. 236
• Хансен, Берт (30 июля 2019 г.). «Хенниг Брандт и открытие фосфора» . Институт истории науки .