Картины великих художников - шедевры - алхимик, открывающий фосфор

Белофосфорные штудии: собака Баскервилей, спичечная забастовка и запрещенное оружие

И давайте сразу же сделаем лирическое отступление, точнее – отступление литературное.

Я хочу раз и навсегда, закрыть тему белого фосфора и литературного произведения, из которого о нем все узнают, а потом на уроках химии тыкают пальцем и гыгычут: смотрите, какой тупой был Конан Дойл, а на химических олимпиадах просят найти, где же великий автор ошибся.

Итак, внимание, три цитаты:

В журнале «Иностранная литература» публикуется«лингвистическое» исследование некоего Давида Иоффе, где он возмущенно пишет:

И далее с превосходством знатока говорится, что phosphor по-английски означает любой люминофор, форсфоресцирующее вещество, а Конан-Дойл, безусловно, знал об опасности белого фосфора.

И все тут вроде бы ясно, если бы не одно но: в оригинале (я не нашел изначальный Strand Magasine, но нашел с десяток других изданий), везде из уст Ватсона звучит: «“Phosphorus,” I said».

Так что же, Конан-Дойл не знал об опасности белого фосфора?

Нет, конечно. Лондонский врач в 1901 году не мог не помнить события 1888 года, когда на Лондонской спичечной фабрике вспыхнула забастовка.

На этой немного ужасающей иллюстрации Томаса Мюттера середины XIX века под убранными художниками щеками девушки мы видим заболевание, которое сейчас не встретишь: «фосфорная челюсть». Или, если быть точным – фосфорный некроз челюсти. В XIX веке это было профессиональное заболевание сотрудников спичечных фабрик, поскольку эти люди работали с белым фосфором, токсичной аллотропной модификацией этого простого вещества. Спички с белым фосфором просуществовали недолго: только в 1830 году их придумал француз Шарль Сориа, а в 1836 году усовершенствовал венгр Янош Ирини, сделав их более безопасными. Уже в 1855 году швед Йохан Лундстрем придумал «шведские» спички с красным фосфором, но вплоть до 1910-х годов спички с белым фосфором пользовались популярностью (в первую очередь – у производителей, поскольку они были дешевле), а рабочие спичечных фабрик получали вот такой вот некроз челюсти.

2 июля 1888 года после увольнения одной из работниц Лондонской спичечной фабрики началась забастовка работниц, сопровождавшаяся демонстрацией. Это событие вошло в мировую историю и культуру настолько, что в 1960-х годах был даже поставлен мьюзикл «Девочки-спичечницы» (The Matchgirls) по следам тех событий.

Шум поднялся знатный, и администрации фабрики в итоге пришлось-таки пойти на уступки, сотрудницам даже выделили специальные чистые комнаты для приема пищи – ведь именно прямое попадание белого фосфора в рот во время еды и приводило к некрозу челюсти. А Анни Безант продолжила борьбу против спичек с белым фосфором. И, в итоге, в 1901 году (году начала выхода «Собаки Баскервилей» в журнале) фабрика, производящая белофосфорные спички была закрыта, в 1908 году Палата общин Великобритании приняла акт, запрещающий использование белого фосфора в спичках после 31 декабря 1910 года.

Однако никто из пытавшихся разобраться в ситуации, не увидел следующего предложения, не очень точно переводившегося на русский. Вот точные слова Холмса: «A cunning preparation of it». То есть, Ватсон, в простоте своей говорит: «Это типа фосфор?», на что химик-Холмс поправляет: «Нет, какое-то хитрое соединение его». Он сразу намекает, что тут – некое производное фосфора, точно не пахнущее, а вероятно, и не токсичное, но сохранившее способность к свечению.

Ну и раз мы заговорили о белом фосфоре, то для того, чтобы закрыть эту тему, скажем, что именно белый фосфор лежит в основе одного из самых опасных типов зажигательных боеприпасов, которые сейчас запрещены к применению, если от них могут пострадать гражданские (а это происходит почти всегда, ибо белый фосфор горит с температурой 1300 градусов, ядовит и прочая, и прочая, и прочая). Правда, США и Израиль их не подписали – и фосфорные боеприпасы, к сожалению, применялись и в Афганистане, и в Газе, и даже на Донбассе, хотя США и Израиль тут ни при чем.

Применение фосфорной бомбы авиацией США во Вьетнаме

Открытие фосфора гамбургским алхимиком Хеннигом Брандом

Фосфор открыт гамбургским алхимиком Хеннигом Брандом в 1669 году. Подобно другим алхимикам, Бранд пытался отыскать философский камень, а получил светящееся вещество. Бранд сфокусировался на опытах с человеческой мочой, так как полагал, что она, обладая золотистым цветом, может содержать золото или нечто нужное для добычи. Первоначально его способ заключался в том, что сначала моча отстаивалась в течение нескольких дней, пока не исчезнет неприятный запах, а затем кипятилась до клейкого состояния. Нагревая эту пасту до высоких температур и доводя до появления пузырьков, он надеялся, что, сконденсировавшись, они будут содержать золото. После нескольких часов интенсивных кипячений получались крупицы белого воскоподобного вещества, которое очень ярко горело и к тому же мерцало в темноте. Бранд назвал это вещество phosphorus mirabilis (лат. «чудотворный носитель света»). Открытие фосфора Брандом стало первым открытием нового элемента со времён античности.

Несколько позже фосфор был получен другим немецким химиком — Иоганном Кункелем.

Независимо от Бранда и Кункеля фосфор был получен Р. Бойлем, описавшим его в статье «Способ приготовления фосфора из человеческой мочи», датированной 14 октября 1680 года и опубликованной в 1693 году.

Усовершенствованный способ получения фосфора был опубликован в 1743 году Андреасом Маргграфом.

Существуют данные, что фосфор умели получать ещё арабские алхимики в XII в.

То, что фосфор — простое вещество, доказал Лавуазье.

Фосфор содержится во всех частях зелёных растений, ещё больше его в плодах и семенах. Содержится в животных тканях, входит в состав белков и других важнейших органических соединений (АТФ, ДНК), является элементом жизни.

Биография

Сведения о жизни Хеннига Бранда отрывочны и малодостоверны. Разные источники расходятся в его происхождении: одни утверждают, что он имел скромное происхождение и был учеником стеклодува, другие — что он имел высокий социальный статус и мог себе позволить содержание алхимической лаборатории.

Известно также, что у Хеннига Бранда было две жены, причём вторая обладала достаточными средствами. Существует версия, что именно это помогло его алхимическим опытам.

https://youtube.com/watch?v=gjHLsxwRRTU

The Story of Science — Episode 2 of 6- What Is the World Made of

Все видео

Пытаясь найти философский камень, в 1669 году выделил фосфор.

Потерпев неудачу в попытках получить золото с помощью открытого элемента, начал торговлю последним, потом продал и сам секрет.

Скончался около 1710 года.

Начнем с истории

В истории химических элементов фосфор занимает совершенно уникальное место. Как-никак, а это первый химический элемент, который имеет точную дату открытия. Удивительно, но эту дату мы знаем точнее, чем даты рождения и смерти его первооткрывателя, немецкого алхимика Хеннига Бранда, который родился где-то около 1630 года, а умер то ли около 1692, то ли около 1710… Зато мы точно знаем, что в 1669 году этот человек, сначала бывший солдатом во время Тридцатилетней войны, но благоразумно решивший, что быть врачом и алхимиком безопаснее, решился на попытку добыть философский камень из мочи. Ибо другие варианты, видимо, уже были исчерпаны до него. Ну и гомеопатический принцип подобия (впрочем, гомеопатии-то как раз тогда не было еще): в золото может превращать нечто золотистого цвета. А что плохо пахнет – ну так можно несколько дней отстоять, чтобы запах ушел. Потом эту мочу можно кипятить до состояния пасты. Тоже желтого цвета. Вот как раз нагревая эту пасту (фактически, кипятя ее несколько часов), у Бранда внезапно получилось некоторое белое вещество, похожее на воск, которое ярко светилось в темноте.

Картина Джозефа Райта «Алхимик, открывающий фосфор» (1771 год), предположительно описывающая открытие фосфора Хеннигом Брандом.

Так был открыт phosphorus mirabilis, «чудесный носитель света». Или белый фосфор. 14 октября 1680 года датируется получение фосфора тем же способом Робертом Бойлем. В российских источниках пишется, что это открытие было независимым, однако мы знаем, что сначала Бранд попытался сохранить свой рецепт в тайне, но затем продал его некоему Д. Краффту из Дрездена, который встречался с Робертом Бойлем… В общем, пошло-поехало, и секрет белого фосфора растекся по Европе. Кстати, именно Бойль использовал впервые белый фосфор, 13-й химический элемент, известный человечеству, для того, чтобы зажечь деревянные палочки с серными наконечниками – предтечи современных спичек.

Роберт Бойль

Нужно сказать, что именно фосфор часто становится первым элементом, на котором знакомятся с аллотропией – существованием разных форм простого вещества одного и того же химического элемента. Но сначала – немного об исторически первой аллотропной модификации.

Свечение белого фосфора

Почему фосфор светится в темноте?

Одним из самых удивительных свойств белого фосфора является его завораживающее свечение.

Когда мы слышим выражение «светится в темноте», на ум приходит образ яркого неонового сияния, но свечение фосфора не настолько отчетливо. В темноте он проявляет лишь слабое голубовато-зеленое свечение.

Слабое свечение фосфора

Это свечение обусловлено химической реакцией, происходящей между фосфором и кислородом. Под воздействием влажного воздуха белый фосфор подвергается медленному окислению и вступает в реакцию с молекулами кислорода, выделяя промежуточные соединения, такие как P2O2 и HPO. Эти молекулы отвечают за слабое сине-зеленое свечение фосфора.

Когда в ходе химической реакции энергия выделяется в виде света, это явление называется хемилюминесценцией.

Рецепт философского камня Брандта

Сначала Брандт оставил мочу гнить в течение нескольких дней в своем погребе. Затем он прокипятил прогорклую мочу, чтобы избавиться от воды, в результате чего образовался густой, вонючий, желтый сироп.

Дальнейшее нагревание привело к образованию красноватого слоя масла. Он удалил это масло и дал раствору остыть. В результате образовалась черная густая жидкость и белый соленый слой под ней.

Брандт удалил соль и снова смешал черный сироп с красным маслом. Он сильно нагревал смесь около 16 часов, надеясь, что она материализуется в философский камень.

Наконец, после долгой борьбы он увидел, как белые испарения заполнили реторту, которая затем вспыхнула ярким пламенем с восхитительным сиянием. Позже он перелил вещество в сосуд с холодной водой и заметил, что внутри него затвердевает белое, воскообразное вещество.

Обнаруженное им вещество было чарующим. В темноте белое твердое вещество казалось светящимся слабым зеленым светом, а когда его оставляли на воздухе, оно выделяло белый дым и горело ярким свечением.

Он описал это явление как «холодный огонь» и назвал вещество «Фосфор», что означало «Носитель света» (по-гречески «phôs» означает «свет», а «phoros» — «носитель»).

Открытие фосфора. Картина Джозефа Райта.

Брандт был уверен, что открыл нечто величественное, но он мало знал, что его открытие впоследствии изменит мир и все живое в нем.

Что произошло после открытия Брандта?

Понимая, что он открыл нечто великолепное, Брандт держал свое открытие в секрете до 1675 года. Вскоре новость о его открытии распространилась, и многие алхимики и ученые, такие как Даниэль Крафт, Иоганн Кункель и Роберт Бойль, внесли свои собственные изменения в рецепт Брандта и начали производить фосфор.

Наконец, спустя столетие после открытия Брандта, Антуан Лавуазье, отец современной химии, признал фосфор в качестве элемента.

Вскоре было обнаружено, что кости и зубы являются лучшим источником фосфора, чем моча. Таким образом, коммерческое производство фосфора началось с использования костей животных, что в итоге привело к изготовлению фосфорных спичек.

Расширение коммерческого использования и массовое производство фосфора обеспечили ему важную роль во время промышленной революции.

Сюжет картины

На картине показан алхимик, пытающийся получить философский камень, который, якобы, может превратить обычные металлы в золото, но вместо этого, к своему изумлению, открывает фосфор. Однако Райт не изобразил алхимика XVII века, а придал более романтический вид комнате, добавив средневековые готические арки и высокие, заострённые окна, как будто алхимик находится в церкви. Художник также облагородил процесс получения фосфора, который заключается в упаривании мочи. Описание производства фосфора 1730 года упоминало о необходимости 50 или 60 ведер гнилой мочи, в которой «завелись черви».

Райт также использует религиозные аллюзии. Алхимик стоит на коленях перед блестящими сосудом, вытянув руки в жесте, который использовался Эль Греко в картине «Святой Франциск, получающий стигмату» или «Молящийся Святой Иероним». Николсон сравнивает эту позу с позой апостолов, получающих причастие. Он считает, что композиция картины, возможно, была позаимствована из картины об алхимике голландского художника Томаса Вейка, на которой также изображены аналогичные своды, расположенные в беспорядке предметы и помощник в столбе света. Эта картина XVI века выставлялась в Лондоне при жизни Райта. Однако, по наброску друга Райта, Питера Бердета (Peter Perez Burdett) видно, что он оказал значительное влияние на композицию картины. Его эскиз от 4 февраля 1771 года содержит и своды, и композицию картины с фокусом на стеклянном сосуде. Именно Бердет определил, где разместить фигуры на картине, и познакомил Райта с Мэтью Тёрнером, чтобы Райт смог понять основной эксперимент, изображённый на картине.

немецкий химик-органик, синтезировал изомасляную кислоту, гуанидин и ?-аминокислоты, установил строение спиртов и карбоновых кислот, исследовал независимо от Эльтекова перегруппировку енолов в альдегиды и кетоны, а также пинаколиновую перегруппировку, установил структурную формулу нафталина

Александр Николаевич Энгельгардт

русский публицист-народник и агрохимик

Гертруда Белл Элайон

американский биохимик и фармаколог

Ханс Карл Август Симон фон Эйлер-Хельпин

шведский биохимик, член Королевской шведской АН

Кристиан Фридрих Шёнбейн

немецкий химик

Александр Шульгин

американский химик-фармаколог русского происхождения и разработчик многих психоактивных веществ

Почему фосфор вспыхивает ярким пламенем?

Когда Брандт нагрел свой мочевой раствор, вместо слабого света он наблюдал ослепительно яркое свечение, но почему?

Как упоминалось ранее, слабое свечение фосфора происходит в присутствии водяного пара, то есть для этого необходима влажная атмосфера при комнатной температуре.

Но во время эксперимента Брандта он сильно нагревал смесь в течение более 16 часов, что привело к удалению большей части водяного пара.

В отсутствие водяного пара окисление фосфора происходит быстрее и стабильнее. Таким образом, медленное окисление фосфора постепенно переходит в устойчивое горение.

При сгорании фосфора выделяется большое количество тепла и света, что приводит к образованию пентоксида фосфора, который наблюдается в виде густого облака белого дыма над контейнером. Этот газ является коррозионным и раздражающим.

Короче говоря, белый фосфор — это чрезвычайно реактивный элемент, который спонтанно реагирует с воздухом при комнатной температуре. При повышении температуры реакция становится более активной и превращается из легкого дыма в пылающую вспышку.

Вода препятствует сгоранию фосфора, поэтому мы храним фосфор в воде.

Дьявольский элемент

Токсичность фосфора проявилась после его длительного использования, когда у людей, работавших с фосфором, начала развиваться деформация челюсти под названием «фоссильная челюсть». Позже было установлено, что это вызвано длительным вдыханием паров фосфора, что привело к вымыванию фосфора в кости. Это вызвало опухание челюсти и расшатывание зубов.

Открытие токсичности и опасности фосфора привело к расцвету двух других рынков — оружейного и военного. Фосфорные бомбы и химикаты были основной частью Первой и Второй мировых войн. Таким образом, фосфор получил прозвище «дьявольский элемент».

Фосфор — незаменимый элемент, необходимый для поддержания жизни. Фосфор присутствует везде — от нашей ДНК до воды и почвы на Земле. Растениям также необходим фосфор для хорошего роста и высокой урожайности. Именно поэтому фосфор является одним из основных компонентов удобрений. «Зеленая революция», которая произошла в основном благодаря удобрениям, стала возможной только благодаря фосфору. Таким образом, можно с уверенностью сказать, что фосфор сыграл ключевую роль в бесчисленных судьбоносных событиях по всему миру.

Мы все можем согласиться с тем, что благодаря своему случайному открытию фосфора Хеннинг Брандт достиг чего-то грандиозного и гораздо более значительного, чем его первоначальные поиски.