«...Да! Это была собака, огромная, черная, как смоль. Но такой собаки еще никто из нас, смертных, не видывал. Из ее отверстой пасти вырывалось пламя, глаза метали искры, по морде и загривку переливался мерцающий огонь. Ни в чьем воспаленном мозгу не могло возникнуть видение более страшное, более омерзительное, чем это адское существо, выскочившее на нас из тумана... Страшный пес, величиной с молодую львицу. Его огромная пасть все еще светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза были обведены огненными кругами.

Я дотронулся до этой светящейся головы и, отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте. Фосфор, – сказал я».

Узнали? Артур Конан-Дойл. «Собака Баскервилей».

Вот в какой скверной истории оказался замешан элемент №15.

Еще одна скверная история

Более трехсот лет отделяют нас от того момента, когда гамбургский алхимик Геннинг Бранд открыл новый элемент – фосфор. Подобно другим алхимикам, Бранд пытался отыскать эликсир жизни или философский камень, с помощью которых старики молодеют, больные выздоравливают, а неблагородные металлы превращаются в золото. Не забота о благе людском, а корысть руководила Брандом. Об этом свидетельствуют факты из истории единственного настоящего открытия, сделанного им.

В ходе одного из опытов он выпарил мочу, смешал остаток с углем, песком и продолжил выпаривание. Вскоре в реторте образовалось вещество, светившееся в темноте. Правда, kaltes Feuer (холодный огонь), или «мой огонь», как Бранд его называл, не превращал свинец в золото и не изменял облика старых людей, но то, что полученное вещество светилось без подогрева, было необычно и ново.

Этим свойством нового вещества Бранд не замедлил воспользоваться. Он стал показывать фосфор различным привилегированным лицам, получая от них подарки и деньги. Хранить тайну получения фосфора было нелегко, и вскоре Бранд продал ее дрезденскому химику И. Крафу. Число демонстраторов фосфора увеличилось, когда рецепт его изготовления стал известен И. Кункелю и К. Кирхмейеру. В 1680 г. независимо от предшественников новый элемент был получен знаменитым английским физиком и химиком Робертом Бойлем. Но вскоре Бойль умер, а его ученик А. Ганквиц изменил чистой науке и вновь возродил «фосфорную спекуляцию». Лишь в 1743 г. А. Маркграф отыскал более совершенный способ получения фосфора и опубликовал свои данные для всеобщего сведения. Это событие положило конец брандовскому бизнесу и послужило началом серьезного изучения фосфора и его соединений.

На первом, пятидесятилетнем этапе истории фосфора, кроме открытия Бойля, лишь одно событие отмечено историей науки: в 1715 г. Генсинг установил наличие фосфора в мозговой ткани. После опытов Маркграфа история элемента, приобретшего много лет спустя номер 15, стала историей многих больших открытий.

Хронология этих открытий

В 1769 г. Ю. Ган доказал, что в костях содержится много фосфора. То же самое подтвердил через два года знаменитый шведский химик К. Шееле, предложивший способ получения фосфора из золы, образующейся при обжиге костей.

Еще несколькими годами позже Ж.Л. Пруст и М. Клапрот, исследуя различные природные соединения, доказали, что фосфор широко распространен в земной коре, главным образом в виде фосфата кальция.

Больших успехов в изучении свойств фосфора достиг в начале 70-х годов XVIII в. великий французский химик Антуан Лоран Лавуазье. Сжигая фосфор с другими веществами в замкнутом объеме воздуха, Лавуазье доказал, что фосфор – самостоятельный элемент, а воздух имеет сложный состав и слагается по крайней мере из двух компонентов – кислорода и азота. «Таким образом он впервые поставил на ноги всю химию, которая в своей флогистической форме стояла на голове». Так Ф. Энгельс писал о работах Лавуазье в предисловии ко второму тому «Капитала».

В 1799 г. Дондональд доказал, что соединения фосфора необходимы для нормального развития растений.

В 1839 г. другой англичанин, Лауз, впервые получил суперфосфат – фосфорное удобрение, легко усвояемое растениями.

В 1847 г. немецкий химик Шреттер, нагревая белый фосфор без доступа воздуха, получил новую разновидность (аллотропную модификацию) элемента №15 – красный фосфор, а уже в XX в., в 1934 г., американский физик П. Бриджмен, изучая влияние высоких давлений на разные вещества, выделил похожий на графит черный фосфор. Таковы основные вехи в истории элемента №15. Теперь проследим, что последовало за каждым из этих открытий.

«В 1715 году Генсинг установил наличие фосфора в мозговой ткани... В 1769 году Ган доказал, что в костях содержится много фосфора».

Фосфор – аналог азота. Хотя физические и химические свойства этих элементов очень сильно различаются, есть у них и общее, в частности то, что оба эти элемента совершенно необходимы животным и растениям. Академик А.Е. Ферсман называл фосфор «элементом жизни и мысли», и это определение вряд ли можно отнести к категории литературных преувеличений. Фосфор обнаружен буквально во всех органах зеленых растений: в стеблях, корнях, листьях, но больше всего его в плодах и семенах. Растения накапливают фосфор и снабжают им животных.

В организме животных фосфор сосредоточен главным образом в скелете, мышцах и нервной ткани.

Из продуктов человеческого питания особенно богат фосфором желток куриных яиц.

Тело человека содержит в среднем около 1,5 кг элемента №15. Из этого количества 1,4 кг приходится на кости, около 130 г – на мышцы и 12 г – на нервы и мозг. Почти все важнейшие физиологические процессы, происходящие в нашем организме, связаны с превращениями фосфорорганических веществ. В состав костей фосфор входит главным образом в виде фосфата кальция. Зубная эмаль – это тоже соединение фосфора, которое по составу и кристаллическому строению соответствует важнейшему минералу фосфора апатиту Са 5 (PO 4) 3 (F, Cl).

Естественно, что, как и всякий жизненно необходимый элемент, фосфор совершает в природе круговорот. Из почвы его берут растения, от растений этот элемент попадает в организмы человека и животных. В почву фосфор возвращается с экскрементами и при гниении трупов. Фосфоробактерии переводят органический фосфор в неорганические соединения.

Однако в единицу времени из почвы выводится значительно больше фосфора, чем поступает в почву. Мировой урожай сейчас ежегодно уносит с полей больше 3 млн т фосфора.

Естественно, что для получения устойчивых урожаев этот фосфор должен быть возвращен в почву, и потому нет ничего удивительного в том, что мировая добыча фосфоритной руды сейчас составляет более 100 млн т в год.

«...Пруст и Клапрот доказали, что фосфор широко распространен в земной коре, главным образом в виде фосфата кальция».

В земной коре фосфор встречается исключительно в виде соединений. Это главным образом малорастворимые соли ортофосфорной кислоты; катионом чаще всего служит нон кальция.

На долю фосфора приходится 0,08% веса земной коры. По распространенности он занимает 13-е место среди всех элементов. Фосфор содержится не менее чем в 190 минералах, из которых главнейшие: фторапатит – Са 5 (РO 4) 3 F, гидроксилапатит Са 5 (РO 4) 3 OH, фосфорит Са 3 (РO 4) 2 с примесями.

Реже встречаются вивианит Fе 3 (РO 4) 2 · 8Н 2 O, монацит (Се, La)PO 4 , амблигонит LaAl(PO 4)F, трифилит Li(Fe, Mn)PO 4 и еще реже ксенотим YPO 4 и торбернит Сu(UO 2) 2 [РO 4 ] 2 · 12Н 2 O.

Минералы фосфора делятся на первичные и вторичные. Из первичных особенно распространены апатиты, часто встречающиеся среди пород магматического происхождения. Эти минералы образовались в момент становления земной коры.

В отличие от апатитов фосфориты залегают среди пород осадочного происхождения, образовавшихся в результате отмирания живых существ. Это вторичные минералы.

В виде фосфидов железа, кобальта, никеля фосфор встречается в метеоритах. Разумеется, этот распространенный элемент есть и в морской воде (6·10 –6 %).

«Лавуазье доказал, что фосфор – самостоятельный химический элемент...»

Фосфор – неметалл (то, что раньше называли металлоид) средней активности. На наружной орбите атома фосфора находятся пять электронов, причем три из них не спарены. Поэтому он может проявлять валентности 3–, 3+ и 5+.

Для того чтобы фосфор проявлял валентность 5+, необходимо какое-либо воздействие на атом, которое бы превратило в не спаренные два спаренных электрона последней орбиты.

Фосфор часто называют многоликим элементом. Действительно, в разных условиях он ведет себя по-разному, проявляя то окислительные, то восстановительные свойства. Многоликость фосфора – это и его способность находиться в нескольких аллотропных модификациях.

Пожалуй, самая известная модификация элемента №15 – мягкий, как воск, белый или желтый фосфор. Это ее открыл Бранд, и благодаря ее свойствам элемент получил свое имя: по-гречески «фосфор» значит светящийся, светоносный. Молекула белого фосфора состоит из четырех атомов, построенных в форме тетраэдра. Плотность 1,83, температура плавления 44,1°C. Белый фосфор ядовит, легко окисляется. Растворим в сероуглероде, жидких аммиаке и SO 2 , бензоле, эфире. В воде почти не растворяется.

При нагревании без доступа воздуха выше 250°C белый фосфор превращается в красный. Это уже полимер, но не очень упорядоченной структуры. Реакционная способность у красного фосфора значительно меньше, чем у белого. Он не светится в темноте, не растворяется в сероуглероде, не ядовит (Всегда содержит небольшие количества белого фосфора, вслед­ствие чего может оказаться ядовитым.). Плотность его намного больше, структура мелкокристаллическая.

Менее известны другие, еще более высокомолекулярные модификации фосфора – фиолетовый, коричневый и черный, отличающиеся одна от другой молекулярным весом и степенью упорядоченности макромолекул. Черный фосфор, впервые полученный П. Бриджменом в условиях больших давлений (200 тыс. атм. при температуре 200°C), скорее напоминает графит, чем белый или красный фосфор. Эти модификации – лабораторная экзотика и в отличие от белого и красного фосфора практического применения пока не нашли.

Кстати, о применениях элементарного фосфора; главные его потребители – производство спичек, металлургия, химические производства. В недавнем прошлом часть получаемого элементарного фосфора расходовалась на военных предприятиях, его использовали для приготовления дымовых е зажигательных составов.

Металлурги обычно стремятся избавиться от примеси фосфора в металле – он ухудшает механические свойства, но иногда фосфор вводят в сплавы умышленно. Это делается, когда нужно, чтобы при затвердевании металл немного расширился и точно воспринял очертания формы. Широко используется фосфор и в химии. Часть его идет на приготовление хлоридов фосфора, нужных при синтезе некоторых органических препаратов; стадия производства элементарного фосфора есть и в некоторых технологических схемах производства концентрированных фосфорных удобрений.

Теперь о его соединениях.

Фосфорный ангидрид P 2 O 5 – превосходный осушитель, жадно поглощающий воду из воздуха и других веществ. Содержание P 2 O 5 – основной критерий ценности всех фосфорных удобрений.

Фосфорные кислоты, в первую очередь ортофосфорная H 3 PO 4 , используются в основной химической промышленности. Соли фосфорных кислот – это прежде всего фосфорные удобрения (о них разговор особый) и фосфаты щелочных металлов, необходимые для производства моющих средств.

Галогениды фосфора (главным образом хлориды PCl 3 и PCl 5) используются в промышленности органического синтеза.

Из соединений фосфора с водородом наиболее известен фосфин PH 3 – сильно ядовитый бесцветный газ с чесночным запахом.

Среди соединений фосфора особое место принадлежит фосфорорганическим соединениям. Большинство их обладает биологической активностью. Поэтому одни фосфорорганические соединения используются как лекарства, другие – как средства борьбы с сельскохозяйственными вредителями.

Самостоятельный класс веществ составили фосфонитрилхлориды – соединения фосфора с азотом и хлором. Мономер фосфонитрилхлорида способен к полимеризации. С ростом молекулярного веса меняются свойства веществ этого класса, в частности заметно уменьшается их растворимость в органических жидкостях. Когда молекулярный вес полимера достигает нескольких тысяч, получается каучукоподобное вещество – единственный пока каучук, в составе которого совсем нет углерода. Дальнейший рост молекулярного веса приводит к образованию твердых пластмассоподобных веществ. «Безуглеродный каучук» обладает значительной термостойкостью: он начинает разрушаться лишь при 350°C.

«В 1839 г. англичанин Лауз впервые получил суперфосфат – фосфорное удобрение, легко усвояемое растениями».

Чтобы растения могли усваивать фосфор, он должен находиться в составе растворимого соединения. Чтобы получить эти соединения, фосфат кальция и серную кислоту смешивают в таких соотношениях, чтобы на одну грамм-молекулу фосфата приходилось две грамм-молекулы кислоты. В результате взаимодействия образуются сульфат и растворимый дигидрофосфат кальция: Са 3 (РO 4) 2 + 2Н 2 SO 4 → 2СаSO 4 + Са(Н 2 PO 4) 2 . Смесь этих двух солей известна под названием суперфосфата. В этой смеси сульфат кальция с точки зрения агрохимии – балласт, однако его обычно не отделяют, так как эта операция требует больших затрат и сильно удорожает удобрение. В простом суперфосфате содержится всего 14...20% Р 2 О 5 .

Более концентрированное фосфорное удобрение – двойной суперфосфат. Его получают при взаимодействии фосфата кальция с фосфорной кислотой:

Са 3 (РO 4) 2 + 4Н 3 РO 4 → 3Са(H 2 PO 4) 2 .

В двойном суперфосфате содержится 40...50% Р 2 O 5 . По сути, его правильнее было бы называть тройным: он в три раза богаче фосфором, чем простой суперфосфат.

Иногда в качестве фосфорного удобрения используется преципитат CaHPO 4 · 2H 2 O, который получается при взаимодействии фосфорной кислоты с гидроокисью или с карбонатом кальция:

Са(OH) 2 + Н 3 РO 4 → СаHPO 4 · 2Н 2 О.

2СаCO 3 + 2Н 3 РO 4 → 2СаHPO 4 · 2Н 2 О + 2CO 2 .

В этом удобрении 30...35% Р 2 O 5 .

С разведанными запасами фосфорного сырья в нашей стране, как и во всем мире, дело обстоит не совсем благополучно. Академик С.И. Вольфкович с трибуны IX Менделеевского съезда по общей и прикладной химии заявил:

«Если сырьевая база азотной промышленности – воздушный океан, вода и природный газ – не ограничивает масштабов нового строительства, а разведанные к настоящему времени залежи калийных солей обеспечивают развитие производства калийных удобрений более чем на тысячелетие, то изученных к настоящему времени запасов отечественного фосфорного сырья при намеченных больших объемах производства удобрений хватит всего на несколько десятилетий».

Это вовсе не значит, что человечеству грозит голод и урожаи год от года будут уменьшаться. Резервы есть. Много дополнительного фосфора можно будет получить при комплексной переработке минерального сырья, донных морских отложений и более детальной геологической разведке. Следовательно, особых оснований для пессимизма у нас пет, тем более что по учтенным запасам фосфорных руд СССР занимает первое место в мире. Мы располагаем крупнейшими месторождениями апатитов на Кольском полуострове и фосфоритов в Южном Казахстане и ряде других мест.

Но искать новые месторождения, разрабатывать способы получения фосфорных удобрений из более бедных руд необходимо уже сейчас. Это нужно для будущего, потому что фосфор – «элемент жизни и мысли» – будет необходим человечеству всегда.

Изотопы фосфора

Природный фосфор в отличие от подавляющего большинства элементов состоит только из одного изотопа 31 Р. В ядерных реакциях синтезировано несколько короткоживущих радиоактивных изотопов элемента №15. Один из них – фосфор-30 оказался вообще первым изотопом, полученным искусственным путем. Это его получили в 1934 г. Фредерик и Ирен Жолио-Кюри при облучении алюминия альфа-частицами. Фосфор-30 имеет период полураспада 2,55 минуты и, распадаясь, излучает позитроны («положительные электроны»). Сейчас известны шесть радиоактивных изотопов фосфора. Наиболее долгоживущий из них 33 Р имеет период полураспада 25 дней. Изотопы фосфора применяются главным образом в биологических исследованиях.

Начало суперфосфатной промышленности

Первое в мире промышленное производство суперфосфата было организовано в 1842 г. в Англии. В России подобные предприятия появились в 1868 и 1871 гг. До революции в нашей стране было построено всего шесть суперфосфатных заводов, их общая производительность не превышала 50 тыс. т в год. В годы первой мировой войны, иностранной интервенции и гражданской войны четыре завода из шести вышли из строя, и в 1918 г. в нашей стране было выпущено всего 2,8 тыс. т суперфосфата. А всего через 20 лет, в 1938 г., по производству фосфорных удобрений Советский Союз занял первое место в Европе и второе место в мире. Сейчас доля нашей страны в мировом производстве фосфоритной руды и фосфорных удобрений составляет примерно четвертую часть.

Свидетельствует Д.Н. Прянишников

«...Как бы правильно ни хранился и применялся навоз, он не может вернуть почве того, чего он сам не содержит, т.е. крупной доли фосфора, отчужденного из хозяйства в проданном зерне, костях животных, в молоке и пр.; таким образом, почва постепенно, но неуклонно теряет свой фосфор (или по крайней мере его усвояемую часть), и за известным пределом фосфор попадает в положение того «минимального фактора», которого наиболее недостает для получения хорошего урожая, как это совершенно правильно было подмечено еще Либихом». (Из статьи «О значении фосфатов для нашего земледелия и о расширении возможности непосредственного применения фосфоритов», 1924).

Апатиты заполярья

В 1926 г. А.Е. Ферсманом и его сотрудниками были открыты огромные запасы апатита на Кольском полуострове. Спустя много лет академик А.Е. Ферсман писал об этом месторождении: «...велений искристый апатит с серым нефелином образует сплошную стену в 100 м. На 25 км протягивается этот замечательный пояс хибинских тундр, огибая их кольцом. Исследования показали, что апатитовая руда уходит в глубину даже ниже поверхности океана, и около двух миллиардов тонн этих ценнейших ископаемых накоплено здесь в Хибинах, не имея себе равных нигде в мире». («Занимательная минералогия», 1937.) На базе этого месторождения был построен горнохимический комбинат «Апатит» им. С.М. Кирова. Незадолго до войны было открыто еще одно очень крупное месторождение фосфорного сырья – фосфориты Кара-Тау в Казахстане. Фосфориты есть и в других районах нашей страны, в частности в Подмосковье. Но лучшее сырье для производства фосфорных удобрений до сих пор дает апатитовый «пояс хибинских тундр».

Как выглядит апатит

Вновь обратимся к «Занимательной минералогии». «Апатит – это фосфорнокислый кальций, но внешний вид его такой разнообразный и странный, что недаром старые минералоги назвали его апатитом, что значит по-гречески «обманщик»: то это прозрачные кристаллики, до мелочей напоминающие берилл или даже кварц, то это плотные массы, неотличимые от простого известняка, то это радиально-лучистые шары, то порода зернистая и блестящая, как крупнозернистый мрамор».

Кто же первый?

Французский историк Ф. Гефер утверждает, что общепринятое мнение, будто фосфор впервые получен алхимиком Г. Брандом в 1669 г., неверно. По его данным, фосфор умели получать еще в XII в. арабские алхимики, причем технология получения фосфора у них была такая же, как у Бранда: выпаривание мочи и нагревание сухого остатка с углем и песком. Если так, то человечество знакомо с элементом №15 почти 800 лет.

Красный и фиолетовый

Самые известные модификации фосфора – белая и красная, обе они используются в промышленности. Прочие разновидности элемента №15 – фиолетовый, коричневый, черный фосфор – можно встретить только в лабораториях. Но фиолетовый фосфор стал известен людям намного раньше, чем красный. Русский ученый А.А. Мусин-Пушкин впервые получил его еще в 1797 г. В некоторых книгах можно встретить утверждение, что красный и фиолетовый фосфор – одно и то же. Но эти разновидности отличаются не только цветом. Кристаллы фиолетового фосфора крупнее. Красный фосфор получается при нагревании белого в замкнутом объеме уже при 250°C, а фиолетовый – только при 500°C.

«Светящийся монах»

Из воспоминаний академика С.И. Вольфковича: «Фосфор получался в электрической печи, установленной в Московском университете на Моховой улице. Так как эти опыты проводились тогда в нашей стране впервые, я не предпринял тех предосторожностей, которые необходимы при работе с газообразным фосфором – ядовитым, самовоспламеняющимся и светящимся голубоватым цветом элементом. В течение многих часов работы у электропечи часть выделяющегося газообразного фосфора настолько пропитала мою одежду и даже ботинки, что когда ночью я шел из университета по темным, не освещенным тогда улицам Москвы, моя одежда излучала голубоватое сияние, а из-под ботинок (при трении их о тротуар) высекались искры.

За мной каждый раз собиралась толпа, среди которой, несмотря на мои объяснения, немало было лиц, видевших во мне «новоявленного» представителя потустороннего мира. Вскоре среди жителей района Моховой и по всей Москве из уст в уста стали передаваться фантастические рассказы о «светящемся монахе»...

Чудеса без чудес

Церковь не раз пользовалась белым фосфором для одурачивания верующих. Известны, как минимум, два вида «чудес», к которым причастно это вещество. Чудо первое: свеча, загорающаяся сама. Делается это так: на фитиль наносят раствор фосфора в сероуглероде, растворитель довольно быстро испаряется, а оставшиеся на фитиле крупинки фосфора окисляются кислородом воздуха и самовоспламеняются. Чудо второе: «божественные» надписи, вспыхивающие на стенах. Тот же раствор, те же реакции. Если раствор достаточно насыщен, то надписи сначала светятся, а затем вспыхивают и исчезают.

Фосфорорганика и жизнь

О роли фосфорорганических соединений в важнейших биохимических реакциях организма написаны многие тома. В любом учебнике биохимии эти вещества не только многократно упоминаются, но и подробно описываются. Без фосфорорганических соединений не мог бы идти процесс обмена углеводов в ткани мозга. Фосфорсодержащий фермент фосфорилаза способствует не только распаду, но и синтезу полисахаридов в мозгу. В процессе окисления углеводов в ткани мозга важную роль играют дифосфо-пиридиннуклеотид и неорганический фосфат. Другой важнейший процесс – сокращение мышц поддерживается энергией, выделяющейся при реакциях с участием аденозинфосфатов. При сокращении мышцы молекула аденозинтрифосфата (АТФ) распадается на аденозиндифосфат и неорганическую фосфорную кислоту. При этом освобождается много энергии (8...11 ккал/моль). О важнейшей роли этих веществ свидетельствует и тот факт, что в мышечной ткани всегда поддерживается постоянный уровень АТФ.

Очерк общей истории химии [От древнейших времен до начала XIX в.] Фигуровский Николай Александрович

ОТКРЫТИЕ ФОСФОРА

ОТКРЫТИЕ ФОСФОРА

Как мы видели, химия в XVII в. переживала переходную эпоху. В умах большинства химиков в эту эпоху удивительно уживались новые передовые материалистические взгляды и старые алхимические верования. Переход химиков на новые позиции «научной химии» происходил весьма медленно и болезненно. Пережитки и традиции средневековья были настолько сильны, что даже вполне, казалось бы, очевидные новые факты и обобщения, публиковавшиеся отдельными исследователями, не укладывались в сознание химиков. Лишь отдельным ученым, таким как Майов и Бойль, удавалось подняться до уровня идей новой химии и решительно отказаться от некоторых верований прошлого. Большинство же химиков иатрохимической школы продолжало трактовать вновь возникающие проблемы со старых позиций и объяснять открываемые явления с точки зрения учений и мнений философов далекого прошлого.

Для характеристики состояния химических знаний в XVII в. весьма показательна история открытия фосфора. Сделанное совершенно случайно, это открытие вызвало сенсацию во всей образованной Европе. Оно содействовало подрыву алхимических верований в трансмутацию металлов и другие чудеса и явилось одним из важных событий, завершающих историю алхимии.

Светящиеся в темноте вещества были довольно широко известны и до открытия фосфора. Помимо светящихся насекомых и светящегося гниющего дерева еще в 1602 г. было открыто свечение в темноте так называемого болонского камня, предварительно облученного на солнце. В середине XVII в. саксонский чиновник Балдуин получил действием азотной кислоты на известь продукт, весьма гигроскопичный и расплывающийся на воздухе. Прокалив этот продукт в реторте, Балдуин обнаружил, что он светится в темноте. По имени автора этого наблюдения безводный нитрат кальция стали называть «фосфором Балдуина» (42). Таким образом, слово «фосфор» было известно еще до открытия элемента фосфора.

Имеются даже некоторые указания на то, что будто бы арабским алхимикам был известен секрет изготовления фосфора. Так, Гефер (43) отмечает, что около XII в. араб Альхильд Бехиль получил при перегонке мочи в смеси с глиной, известью и органическим веществом, или углем, некое тело, названное им carbunculus (уменьшительное от слова carbo - «уголь») и, по-видимому, представлявшее собой фосфор. Однако в XVII в. едва ли кто-либо мог знать об этих опытах Бехиля. Во всяком случае, открытие фосфора с его удивительными и необъяснимыми в то время свойствами явилось полной неожиданностью для ученого мира.

В шестидесятых годах XVII в. гамбургский любитель-алхимик Хенниг Бранд (44) в поисках секрета трансмутации металлов и приготовления философского камня подвергал обработке (выпариванию, дистилляции, прокаливанию и пр.) самые разнообразные продукты, исходя из предположения, что продукты жизнедеятельности высшего на земле существа - человека - могут содержать «первичную материю». В 1669 г. он занялся перегонкой человеческой мочи в надежде получить жидкость, при помощи которой можно серебро превратить в золото. Бранд собрал около тонны мочи (из солдатских казарм) и выпаривал ее до тех пор, пока не получил сиропообразную жидкость. Эту жидкость он подверг дистилляции, в результате чего получилось тяжелое и красное «уринное масло». Он перегнал это масло еще раз и обнаружил на дне куба остаток «мертвой головы» (caput mortuum). Прокаливая длительное время этот остаток «мертвой головы», он заметил появление в реторте белой пыли, которая оседала на дно и ярко светилась.

Первым заключением, к которому пришел Бранд, было то, что в его «маслянистой мертвой голове» сам собой возник элементарный огонь. Исследовав более подробно полученный «фосфор», т. е. «Светоносец» (от греческого??? - «свет» и???? - «несу»), Бранд решил, что ему наконец удалось получить «первичную материю», обладающую столь необычайными свойствами. По-видимому, при помощи этой «материи» он безрезультатно пытался осуществить трансмутацию серебра в золото. Получив новые порции фосфора, Бранд продолжил свои опыты. Не добившись никаких результатов при попытках получить золото, он решил до поры до времени держать свое открытие в секрете. Однако пораженный удивительными свойствами фосфора, он не смог удержаться от рассказов о чудодейственном веществе некоторым своим знакомым, и через несколько лет сведения о фосфоре и его необычных свойствах стали известны многим алхимикам и ученым.

Иоганн Кункель, состоявший в то время на службе в качестве алхимика у саксонского курфюрста, услышав об открытии фосфора Брандом, попросил своего сослуживца, врача Иоганна Даниила Крафта (1624–1697), отправлявшегося по какому-то делу в Гамбург, подробнее разузнать об этом открытии. Крафт разыскал Бранда и уговорил его продать секрет изготовления фосфора (за сравнительно небольшую сумму - 200 талеров), с условием, что Крафт никому, в частности Кункелю, не сообщит о способе изготовления фосфора. Получив по способу Бранда некоторое количество фосфора, Крафт отправился в путешествие по Европе и Америке, где с большим успехом демонстрировал при дворах королей, князей, вельмож и богачей различные опыты с фосфором.

Кункелю, однако, удалось кое-что выяснить о способе изготовления фосфора (он узнал от Бранда, что фосфор получен из мочи) и в середине семидесятых годов алхимик принялся за работу. Вскоре ему удалось получить фосфор способом, несколько отличавшимся от способа Бранда. В отличие от Бранда, Кункель стремился широко рекламировать фосфор. Свойства фосфора были подробно описаны Кункелем (1678 г.) и его друзьями в нескольких трактатах. Однако о способе изготовления фосфора в этих трактатах не сообщалось ни слова. Он продолжал оставаться секретом, известным только трем лицам.

В третий раз фосфор был получен Р. Бойлем в 1680 г. в растворе, а в 1682 г. - в твердом состоянии. Некоторые данные о способе изготовления фосфора Бойль узнал от Крафта еще в 1677 г. Так же как и Кункель, Бойль описал свойства фосфора в нескольких статьях (1682 г.), но способ его изготовления сообщил лишь Лондонскому королевскому обществу в закрытом пакете. Описание способа Бойля было опубликовано лишь в 1694 г., уже после его смерти.

Открытие фосфора вызвало широкий интерес в среде ученых различных специальностей. Появились многочисленные описания свойств этого удивлявшего всех вещества. В Англии помимо Бойля фосфором заинтересовался Р. Гук и другие ученые. В Парижской академии наук с докладом о свойствах фосфора выступил известный немецкий физик Е. В. Чирнгауз (1651–1708), узнавший некоторые подробности о фосфоре и путях его получения от Г. В. Лейбница, оставившего ряд данных по истории открытия фосфора.

В Германии фосфором заинтересовались не только алхимики и иатрохимики, но и некоторые серьезные ученые, и среди них Ф. Генкель, И. Бехер и др. Однако подавляющее большинство ученых того времени не столько интересовалось подробным исследованием химических свойств нового вещества, сколько главным образом его способностью светиться и самовоспламеняться на воздухе. Обсуждался вопрос и о том, в каком отношении фосфор находится к элементу - огню. Конечно, было немало попыток использовать фосфор для алхимических целей.

Отношение химиков различных направлений и школ к открытию фосфора показывает, насколько живучими во второй половине XVII в. оставались алхимические традиции в деятельности химиков. Правда, новая социально-экономическая обстановка (развитие торгового и промышленного капитализма) сказалась на психологии алхимиков. Те из них, которым удавалось в результате собственных изысканий или другим путем добиться успеха в овладевании секретом изготовления каких-либо веществ, суливших выгоды, охотно оставляли свои алхимические занятия и превращались в своего рода кустарей-производителей таких веществ. Так, Крафт и Кункель, изготовлявшие и публично демонстрировавшие фосфор, сделались богачами. Правда, Крафт после своих успешных путешествий по странам Европы с лекциями и демонстрациями свойств фосфора под влиянием амстердамских алхимиков увлекся алхимией и умер в большой бедности (45). Особенно широкую производственную деятельность по изготовлению и продаже фосфора развил бывший ассистент Бойля А. Г. Хенквиц (1660–1740), который в течение 40 или 50 лет, после того как узнал в лаборатории Бойля секрет получения фосфора, монопольно поставлял его в страны Европы по весьма высокой цене. Унция фосфора (31,1 г) стоила в то время в Голландии 16 дукатов (46).

Другим алхимиком того времени, оставившим поиски философского камня, может служить адепт Иоганн Фридрих Беттгер (1685–1719) (47), узнавший около 1705 г. от Е. В. Чирнгауза (известного своими оптическими работами) секрет изготовления китайского фарфора. Беттгер немедленно переключился на новую область деятельности, сулившую большие выгоды, и стал основателем Майссенской фарфоровой мануфактуры.