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真光 的博客

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有人想用尿液炼出黄金 没想到竟发现了……  

2017-04-26 09:16:27|  分类: 趣闻 |  标签: |举报 |字号 订阅

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磷是人体细胞中必不可少的元素,人类生理上的化学反应几乎都离不开磷,它对于心脏、肾脏等器官的正常运行至关重要。

磷是人体细胞中必不可少的元素,人类生理上的化学反应几乎都离不开磷,它对于心脏、肾脏等器官的正常运行至关重要。

不过,作为最早被人类从有机体中取得的元素,磷的发现史却很"污",它居然是在蒸发尿液的过程中发现的!

这到底是怎么回事?让我们一起回到三百多年前的德国汉堡一探究竟吧。

有人想用尿液炼出黄金 没想到竟发现了…… -  - 真光 的博客单质磷的分子构成 图自英国皇家化学学会网站

中世纪的欧洲盛行炼金术,很多人都疯狂地寻找着一种叫"贤者之石"的东西,据说找到这种石头后便可将普通的铁和铅都变为黄金。

当时的一些学界名流,如培根、牛顿、波义耳等人也都曾涉足过炼金术。在众多炼金术士之中,有一个叫亨尼格·布朗特(Hennig Brand)的汉堡商人更是对炼金术达到了痴迷的程度。

不过,他花了大量的资金和精力,却和其他炼金术士一样一无所获。

布朗特一直认为人体有神秘的力量,并坚信液体中必然含有迷人的物质。

公元1669年的一天,他忽然灵机一动:既然人体排出的尿液是和黄金相同的黄色,是否能通过尿液炼出黄金呢?

兴奋的布朗特首先跨出了炼尿第一步--搜集尿液。

他认为要想得到黄金必须要很多尿液才行,便从各地搜集来了近5500升的尿液!这其中有来自家人、朋友的,还有来自部队士兵的,为了获得更黄的尿液,布朗特甚至专门收集了喝啤酒的人的尿液。

然后,布朗特开始炼尿了……他对这些辛苦找来的黄色液体进行了各种折腾,比如露天放置,任由其挥发、变臭,或者加入木炭、石灰石后放到容器里加热。

总之,他的房间内外到处都充满了难闻的气味。

然而事与愿违,布朗特终究还是没能从尿液中炼出黄金。

一次,当他将装有残留尿液的容器烧至红热时,容器中突然出现一道烟雾,随后便有液体滴落并起火。

布朗特迅速将液体装入罐子中并盖上盖子,他发现液体虽然凝固了,却仍散发着淡绿色的光芒。

他还发现这种像白蜡一样的物质尽管散发绿光,却并不能引燃其他物质,于是便将之命名为"冷光"。

有人想用尿液炼出黄金 没想到竟发现了…… -  - 真光 的博客

画作《寻找贤者之石的炼金术士发现了磷》描绘了布朗特发现磷的过程,该画由英国画家约瑟夫?怀特于1771年绘制图自网络

布朗特当时并不知道自己发现的物质是单质磷,但有了新发现总是令人无比高兴的,毕竟没有枉费长久以来与尿相伴的日子。

不过,和当时的炼金术士一样,布朗特最初对自己的新发现也是秘而不宣,并希望进一步从磷中炼出黄金。

后来,布朗特写信给著名的数学家和哲学家莱布尼茨,透露了自己的新发现,但对于如何得到单质磷,布朗特仍然守口如瓶。

没过多久,有关布朗特发现新物质的传言便铺天盖地,不少化学家都争相拜访布朗特,希望能得到单质磷和制作它的方法。

几年后,生活困顿的布朗特将单质磷的制作方法以200个银币出售给了化学家克拉夫特(Daniel Kraft)。

此后克拉夫特在游历欧洲的过程中,将用尿液提取磷的方法告诉了包括波义耳(Robert Boyle)在内的很多学者,人们才逐渐明白原来单质磷竟是炼尿得到的!

有人想用尿液炼出黄金 没想到竟发现了…… -  - 真光 的博客磷的基本性质 图自中国选矿技术网

后来,波义耳也开始折腾起了尿……但作为化学家,波义耳绝非像布朗特那样瞎折腾。

他通过一系列科学试验后,发现在用尿液提取磷的过程中,向尿液加入沙子可以提高磷的生成效率,这一反应的方程式为:

4NaPO3 + 2SiO2 + 10C → 2Na2SiO3 + 10CO + P4

波义耳和助手通过这种方式制作了大量的磷,并将其作为商品卖到了欧洲其他国家。

1680年,波义耳第一次用磷点燃了一端带有硫磺的木棒,这被认为是现代火柴出现的开端。

有人想用尿液炼出黄金 没想到竟发现了…… -  - 真光 的博客英国化学家波义耳 图自维基百科

现如今,人们早已摈弃了从尿液中提取磷的方法,工业上普遍将一定比例的磷矿粉、碳粉和石英砂在电炉中加热至1400到1500度,反应得到的磷蒸汽经静电除尘后通入冷水中析出,从而得到单质磷,该反应方程式为:

2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C → 6CaSiO3 + 10CO + P4

磷的发现虽有点"污",但它的用途却十分广泛,不容忽视。

磷除了对人体的生理健康至关重要外,由磷的化合物组成的磷肥还能促进植物的代谢发育,提高植物的抗旱性和抗寒性。

此外,由于白磷具有强烈的刺激性气味,并且燃点很低(仅40℃),一旦接触氧气便会燃烧,产生黄色火焰且散发浓烈烟雾,因而在军事上被用于制作杀伤力极大的燃烧弹。

回首磷的发现和应用,"英雄莫问出处"这句话,说的也正是它吧。

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