تاریخ کشف فسفر

جالب توجه است که در میان عناصر کشف شده در عصر باستان و قرون وسطی، تنها فسفر دارای تاریخ دقیق اکتشاف است – سال 1669. در مورد اینکه پیش از این تاریخ بشر فسفر را می‌شناخت یا نه، اطلاعات قابل اطمینانی در دست نیست. کشف غیر منتظره‌ی فسفر در قرن هفدهم تأثیر مهمی بر روی قشر دانشگاهی گذارد و آن به سبب خاصیت غیرعادی ماده‌ی مزبور بود (البته هنوز خیلی زود است که به این ماده نام «عنصر» اطلاق شود): این ماده در درجه حرارت معمولی می‌درخشید. چنین ترکیباتی (به طور مثال، سنگ بولوینا، که محصولی از تکلیس باریت با زغال و روغن، و در واقع همان سولفید باریوم است) «فسفر» نامیده شدند («فوس» در زبان یونانی به معنی نور، و «فورو» به معنی دارا بودن است). بدین ترتیب، نام این عنصر قبل از کشف تولد یافت.
تاریخچه‌ی کشف عنصر یاد شده نیز غیرعادی است. در گذشته‌های دور، تاجر ورشکسته‌ای به نام هنینگ برانت (1) در هامبورگ زندگی می‌کرد. در آن دوران، کیمیاگری می‌رفت تا وجهه‌ی خود را از دست بدهد اما باور عموم نسبت به سنگ فیلسوفان هنوز پا برجا بود. برانت از کسانی بود که به وجود این سنگ اعتقاد داشت. تاجر مزبور، برای بهبود وضع تجارت خود، جستجو برای یافتن ماده‌ی اصلی در ترکیبات مختلف را شروع کرد. ادرار انسان یکی از موادی بود که وی آن را مورد تجزیه قرار داد. برانت ادرار را تبخیر و تغلیظ کرد تا به مایع شربت‌گونه‌ای رسید. سپس آن را تقطیر کرد و مایعی قرمز رنگ، که آن را روغن ادرار نامید، به دست آورد. یک بار دیگر این مایع را تقطیر کرد. در این حالت رسوب سیاه رنگی در ته ظرف تقطیر یافت. پس از تکلیس رسوب حاصل، رسوب سفید و درخشانی که به دیواره‌ی ظرف چسبیده بود به دست آمد. شادی این تاجر را در این حالت تجسم کنید! این تاجر کیمیاگر مطمئن بود که موفق به کشف ذات آتش شده است. برانت کشف خود را مخفی نگاه داشت و در عین حال، با امید به تهیه‌ی طلا از فلزات دیگر، به کار روی فسفر پرداخت. این کوششها، همان‌طور که می‌توان انتظار داشت، بیهوده بود.
اما برانت نتوانست راز خود را مدت زیادی حفظ کند، و سرانجام آن را برملا ساخت. این کیمیاگر، با شکست در تهیه‌ی طلا از فلزات دیگر، تصمیم به فروش ماده‌ی مکشوفه‌ی خود گرفت؛ البته با مخفی داشتن روش تهیه‌ی آن. اما در این تلاش هم با شکست مواجه شد. بزودی فسفر در اروپا شناخته شد و توجه بسیاری از دانشمندان، از جمله لایبنیتز (2)، ریاضیدان مشهور، کرافت (3)، کونکل (4)، بویل، هویگنس (5)، و چندین شیمیدان و فیزیکدان دیگر را به خود جلب کرد. کونکل، که در آن زمان کیمیاگر دربار شاهزاده‌ی ساکسونی بود، دستیار خود، کرافت، را به هامبورگ فرستاد تا رمز تهیه‌ی فسفر را از برانت جویا شود. کرافت این رمز را به 200 تالر از برانت خریداری کرد، ولی رمز هرگز به دست کونکل نرسید. کرافت تصمیم گرفت این رمز را پیش خود حفظ کند. پس از آن،‌ دست به یک سفر طولانی به نقاط مختلف اروپا زد تا مردم را با ماده‌ی درخشنده‌ی عجیب خود تحت تأثیر قرار دهد. کونکل کوشید تا شخصاً فسفر را تهیه کند. پس از کار طولانی و مداوم موفق به تهیه‌ی عنصر فسفر گردید.
از جزئیات روشی که برانت با استفاده از آن فسفر را تهیه کرد چیزی در دست نیست، ولی روش کونکل (1676) امروزه برای ما بخوبی شناخته شده است. در این روش، ادرار تازه را تبخیر می‌کنند تا رسوب سیاه رنگی به دست آید. بعد آن را، ابتدا با احتیاط و سپس بشدت، همراه با ماسه و زغال حرارت می‌دهند. پس از خروج مواد فرار و ترکیبات روغنی شکل، رسوب فسفر روی دیواره‌ی سرد دستگاه تقطیر ظاهر می‌گردد. واکنشهای شیمیایی مربوطه عبارتند از:
(الف

ب)

ج)

به هر حال، کونکل هم تصمیم داشت روش خود را مخفی نگاه دارد. در سال 1680، بویل سومین دانشمندی بود که تقریباً با همان روش فسفر را تهیه کرد. این شیمیدان کشف خود را طی نامه‌ای خصوصی به انجمن سلطنتی لندن اعلام داشت. هانکویتس (6)، دستیار بویل، با تهیه‌ی فسفر در مقیاس وسیع سود سرشاری به دست آورد.
سالها تصور می‌شد که فسفر تنها به یک شکل بلوری (فسفر سفید) وجود دارد. اما در سال 1847، شروتر (7) با حرارت دادن فسفر سفید تا 300 درجه سانتی‌گراد و به دور از هوا، فسفر قرمز را تهیه کرد. فسفر قرمز، به عکس فسفر سفید، نه سمی و نه قابل احتراق در مجاورت هوا بود. در سال 1934، پرسی بریجمن (8) سومین شکل فسفر، موسوم به فسفر سیاه، را تهیه کرد. این آلوتروپی از حرارت دادن فسفر تحت فشار بالا به دست آمد.

پی‌نوشت‌:

1. . Hening Brand
2. . Leibnitz
3. . Kraft
4. . Kunkel
5. . Huygnes
6. . Hanckewitz
7. . Schroeter
8. . Bridgeman

منبع مقاله :
تریفونوف، دیمیتری نیکولایویچ ، تریفونوف، ولادیمیر؛ (1390)، تاریخچه‌ی کشف عناصر شیمیایی، برگردان: عبدالله زرافشان، تهران: شرکت انتشارات علمی و فرهنگی، چاپ چهارم