教育前沿资讯导报：磷是怎么发现的

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我们所说的化学元素磷,原文的意思叫做`冷光'.民间传说中的`鬼火',就是一种磷的氢化物产生的自然现象,自然界中的这种磷的氢化物是由人及动物的尸体腐烂分解而形成的,它是一种气体,当遇到空气,就会自动地燃烧起来.我国古代又把鬼火叫成燐火,因此我国就把叫做`冷'光的物质叫做`燐'.由於磷是非金属元素,常温下单质为固态,於是又把原来的`火'字旁改为`石'字旁,写成`磷'.这也是用中文汉字对化学物质命名的一大特色.

令人感到有趣的是,最早发现的磷是从尿液中提炼出来的.在那时,谁也不知道人和动物的尿液里到底含有什么东西,而当时有一个想发财的商人,千方百计地寻找生财之道,偶尔听人说,从人的尿液里可以制造出黄金或是能够点石成金的宝贝.於是他就偷偷地收集了大量的尿液,一点一点的慢慢蒸干后,又胡乱的加上各种各样的东西,今天用煮的办法,明天又用烧烤的办法,一次一次地干下去.终於有一次,他发现了一种在黑夜中能发出萤光的物质.这就是他初次得到的磷,一小块白色柔软的白磷(磷的一种单质).这是1669年的事,这个人的名字叫波兰特,是德国汉堡人.

尿液的成分,除了绝大部分水之外,主要的是尿素.此外还有一些新陈代谢的废物,其中便含有极少量的硫、磷等元素,而且是以极其复杂的有机化合物的形式存在的,只有在经过长时间的发酵蒸发后,才能变成磷酸盐.磷原来以多种形式的化合状态,遍布於人及动物体内,主要的有各种酶及促使营养成分发生同化作用,为生理需要提供活力机制的,含磷的有机化合物.另外磷也存在於骨骼和牙齿中.平常,我们所吃的食物里,都普遍的含有磷.同时由於饮食情况的不同,排泄物中所含磷的量也有所不同.磷可以形成各种各样的化合物,要用磷的化合物来制取单质,都需要经过复杂的化学反应.工业生产上,经常是用磷矿石为原料,加[Ca3(P4O)2]上石英和焦炭,在经过1500℃的高温,而产生的磷蒸汽(实际是P4分子),在隔绝空气的状态下,冷疑到凉水中,成为固体的白磷.化学方程式可以表示为:Ca3(P4O)2+3SiO2+5C=3CaSiO3+5CO+2P真是无巧不成书,波兰特经过几十次的改变配方,更换方法,他居然在一次将尿渣、砂子和木炭放在米中加热时,用水冷却产生的蒸汽而得到单质磷.这种十分巧合的事,实在是很少有的.

当制出奇怪发光的宝物时,波兰特真是惊喜若狂,他想如果要发财,制法就要十分保密.他得到磷的消息在外界传开以后,人们只知道他是用尿做实验,於是便有很多人也想碰运气的做了起来.德国人孔柯尔居然在1687年,也从尿渣中制出了磷,其做法跟波兰特的方法如出一辙.1680年英国的化学家波义耳和他的助手德国人亨克维茨,独立地从尿中制出了磷,并对制法加以改进,大量生产使其成为商品.1775年瑞典化学家舍勒,又从骨头中制出了磷.磷从此有了正式的名称,叫`发光体'.

这一段离奇的故事,说的并非是一个不学无术的人,只知道原料是尿,就能从中把磷提制出来.当时之所以能成功的人,都是接触或是研究化学的.波兰特本人的职业就是医生,西方的医生并不像中医那样,以本草为生.他们在配药的同时,还兼做化学实验,有些医药学家也同时是化学家,所以他们头脑里都有一定的化学知识,并且又有动手能力,能够解决一些问题.波兰特及其同时代的人,能从尿里提取磷,都有他们本人的职业特长,首先是波兰特的惊人毅力,几年如一日的把实验坚持做下去,仅此一点就很值得后人敬佩.

波兰特制磷的配方,既可以认为是巧合,也可以认为其中存在着必然.因为沙子、术炭等是他们的常用之物.只要某物中含有磷元素,经过多种氧化还原反应,加之收集方法得当,是会得到磷的化合物甚至是磷的单质.像这样的情况,在化学实验中,曾经出现过多次.

白磷被发现以后,又大量投入生产并成为商品出售,它到底有什么用途呢?它在最早时期,除了供应实验室用及制造磷头火柴之外,几乎没有其他的用途.磷头火柴是当时使用最方便的引火工具.然而白磷有剧毒,又极易着火,很快就被较安全的火柴所代替.我们现在所用的安全火柴也要用磷,那就是涂在火柴盒两侧酱紫色的东西,它的主要成分是红磷.红磷跟白磷互为同素异形体,但红磷的着火点比白磷要高得多,而且毒性也极小.现在生产的白磷主要用於合成含磷的农药,这类农药有极强的毒性,使用时要特别小心.

磷是一种化学性质很特别的元素,它的单质及化合物有的含有剧毒,有的几乎没有毒性.它还是动植物体内必需的营养元素,缺少它,植物的果实便不能丰硕饱满,人的骨质特别是神经的发育就会受到影响.因此人在青少年发育时期,就应吃含磷质较多的食物.

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