欲“炼尿成金”偶得磷元素

磷是人体细胞中的一种必需元素。人类生理中几乎所有的化学反应都离不开磷，磷对心脏和肾脏等器官的正常运作至关重要。然而，作为人类从有机体中获得的最早元素，磷的发现历史是“肮脏的”。它是在尿液蒸发的过程中被发现的！这到底是怎么回事？让我们回到300多年前的德国汉堡，去寻找答案。

元素磷的分子组成(英国皇家化学学会网站)

炼金术在中世纪的欧洲盛行，许多人疯狂地寻找一种叫做“圣贤石”的东西。据说找到这块石头后，普通的铁和铅可以变成金子。当时一些著名的学者，如培根、牛顿、波义耳等人，也曾涉足炼金术。在众多炼金术士中，一个叫亨尼格·布兰德的汉堡商人对炼金术更加着迷。然而，虽然他花费了大量的金钱和精力，但和其他炼金术士一样一无所获。

布朗特一直认为人体具有神秘的力量，并坚信液体一定含有迷人的物质。公元1669年的一天，他突然灵机一动:既然人体排出的尿液和黄金一样黄，黄金能从尿液中提炼出来吗？

兴奋的布朗特首先迈出了提炼尿液的第一步——收集尿液。他认为要得到黄金，需要大量的尿液，他已经从世界各地收集了近5500升尿液！他们中的一些人来自家庭、朋友和士兵。为了得到更多的黄色尿液，布朗特甚至收集了喝啤酒的人的尿液。为了生产黄金，这真是一场斗争！

然后勃朗特开始制造尿液...他用来之不易的黄色液体做了各种各样的事情，比如把它放在露天，让它挥发和发臭，或者加入木炭和石灰石，然后在容器中加热...没必要深究细节，简而言之，他房间的内外都充满了难闻的气味。

然而，与他的愿望相反，勃朗特仍然无法从尿液中提取黄金。有一次，当他把盛有残余尿液的容器烧成红热时，容器里突然冒出一股烟，然后液体滴落并着火。勃朗特很快地把液体放进罐子里，然后关上盖子。他发现尽管液体已经凝固，但它仍然发出淡绿色的光。布朗特还发现，这种类似灰烬的物质虽然发出绿光，但不能点燃其他物质，因此他将其命名为“冷光”(注2)。

“炼金术士发现圣人之石发现磷”这幅画描绘了勃朗特发现磷的过程。这幅画是英国画家约瑟夫·怀特在1771年画的(网络图)

勃朗特不知道他发现的物质是元素磷，但它总是很高兴有新的发现。毕竟，它没有浪费太多时间在尿液上。然而，像当时的炼金术士一样，勃朗特起初对自己的新发现讳莫如深，并希望进一步从磷中提炼黄金。后来，勃朗特给著名的数学家和哲学家莱布尼茨写了一封信，揭示了他的新发现，但勃朗特对如何获得元素磷却守口如瓶。

不久，关于布朗特发现新物质的谣言就传开了，许多化学家为了获得元素磷和制造元素磷的方法，急忙去拜访布朗特。几年后，生活贫困的布朗特以200银币的价格将制造元素磷的方法卖给了化学家丹尼尔·克拉夫特。从那以后，卡夫告诉了许多学者，包括罗伯特·波义耳(注2)，关于他在欧洲旅行时从尿中提取磷的方法。直到那时，人们才逐渐明白原来元素磷是从尿液中获得的。

磷的基本性质(中国选矿技术网)

后来，博伊尔也开始辗转反侧小便...但是作为一名化学家，波义耳并不像布朗特那样无所事事。经过一系列科学实验后，他发现在从尿中提取磷的过程中向尿中添加沙子可以提高磷的生产效率。这个反应的方程式是:

4NaPO 3+2SO 2+10C→2Na2SO 3+10CO+P4

博伊尔和他的助手用这种方法生产了大量的磷，并将其作为商品出售给其他欧洲国家。1680年，波义耳第一次点燃了一端带有硫磺和磷的木棍，这被认为是现代比赛的开始。

英国化学家博伊尔(*)

现在，人们早已放弃了从尿液中提取磷的方法。在工业上，一定比例的磷矿粉、碳粉和石英砂通常在电炉中加热到1400-1500度。反应获得的磷蒸气在静电除尘后被引入冷水中沉淀出来，从而获得元素磷。反应方程式是:

2Ca 3(PO4)2+6sio 2+10C→6CasiO 3+10CO+P4

磷的发现有点“肮脏”，但它的用途非常广泛，不容忽视。除了磷对人体生理健康至关重要外，由磷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和较低的燃点(只有40℃)，它在与氧气接触时会燃烧，产生黄色火焰并散发出强烈的烟雾，因此在军事上被用来制造高破坏性的燃烧弹。

回顾磷的发现和应用，“英雄莫问起源”这句话正是它所说的。

暴露在黑暗中的白磷发出浅绿色的光(网络图)

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注意:

注1:英国化学家波义耳(1627 . 1 . 21691 . 12 . 30)于1661年出版了里程碑式的著作《持怀疑态度的化学家》，该书将化学从炼金术的从属地位中解放出来，并将其发展成为探索自然的科学。因此，1661年被认为是现代化学的开端。

注2:冷光。磷的英文名称是phosphor，来自拉丁语Phosphorum，意思是冷光。