От водорода до …? - Таубе Петр Рейнгольдович - Страница 27

Независимо от Бранда, Кункеля и Кирхмейера в Англии в 1680 г. фосфор был получен Бойлем. Бойль посвятил в открытие своего ассистента Гауквица, который, как и его предшественники, старался из этого извлечь для себя выгоду. Однако это в полной мере удалось осуществить Гауквицу только после смерти Бойля. Развернув производство фосфора в коммерческом масштабе, Гауквиц нажил огромное состояние на продаже фосфора отдельным ученым и научным учреждениям Европы. В 1743 г. химик А. Марграф нашел более совершенный способ получения фосфора и опубликовал свои данные для всеобщего сведения. Открывшаяся возможность каждому желающему приготовить «собственный» фосфор свела на нет «фосфорную спекуляцию».

Но фосфор стал объектом интереса только узкого круга химиков и ученых. За способность светиться в темноте фосфор и получил свое название, составленное из двух греческих слов: «фос» — свет и «феро» — несу. Буквально «фосфор» — светоносец. Некоторые русские химики предлагали ввести в науку чисто русские названия для фосфора, вроде «светлец», «самосвет» и др., но эти «имена» не получили распространения.

После открытия фосфора его способность светиться в темноте была вновь использована, но для других целей. На этот раз фосфором стали промышлять представители религиозных культов. Рецепты использования фосфора были самые разнообразные. Например, в расплавленный, но уже загустевший воск или парафин добавляли небольшое количество белого фосфора. Из полученной смеси формовали карандаши, которыми делали надписи на стенах храмов и иконах. Ночью были видны «таинственные надписи». Фосфор, медленно окисляясь, светился, а парафин, защищая его от быстрого окисления, увеличивал продолжительность явления. Растворяли белый фосфор в бензоле или сероуглероде. Полученным раствором смачивали фитили свечей или лампад. После испарения растворителя белый фосфор загорался, а от него воспламенялся фитиль. Так фабриковалось «чудо», именуемое «самовоспламенением свечей».

Фосфор в природе в свободном состоянии не встречается. Однако, относясь к числу широко распространенных элементов (на долю фосфора приходится 0,04 % от общего числа атомов земной коры), он образует скопления минералов — фосфорита и апатита. В 1926 г. академик А. Е. Ферсман и Л. Н. Лабунцов открыли на Кольском полуострове богатейшие месторождения апатита. Разработка этих месторождений началась по инициативе С. М. Кирова. Фосфор необходим для жизни растений. Апатиты, найденные на Кольском полуострове, представляют собой неисчерпаемые запасы сырья для производства фосфорных удобрений.

Некоторые соединения фосфора — фитин, глицерофосфат и др. — используются в медицине как лекарства, укрепляющие нервную, мышечную и костную системы.

Основным потребителем фосфора является спичечная промышленность. Спички — сравнительно «молодое» изобретение. Недавно ему исполнилось 150 лет. Кремень, огниво и трут, изготовлявшийся из особого вида гриба, применялись еще в начале XIX в. Впервые спички появились в 1805 г., когда Шансель предложил свое изобретение. Спички Шанселя представляли собой маленькие сухие лучинки, один конец которых был покрыт смесью бертолетовой соли и гуммиарабика. Спички зажигались путем погружения спичечной головки в пузырек, содержавший асбест, смоченный серной кислотой. Спички Шанселя усовершенствовал Джонс из Лондона. В новых спичках головка состояла из крохотного стеклянного пузырька с каплей серной кислоты, обмазанного смесью бертолетовой соли, сахара и клея. К спичкам прилагались щипцы-пинцет, которыми раздавливался пузырек-головка. Сама «спичка» состояла из легко воспламенявшегося картона. Под названием «дьявольских», спички Джонса были предметом роскоши у состоятельных особ и светских щеголей.

Аптекарь Вокер в Англии в 1826 г. изобрел спички, головки которых содержали смесь бертолетовой соли, сернистой сурьмы и клея. Для зажигания таких спичек прилагалась стеклянная шкурка. При трении головки о шкурку спичка воспламенялась. Французский студент Шарль Сориа, воспользовавшись идеей аптекаря Вокера (зажигание путем трения), заменил состав смеси белым фосфором. Для зажигания таких спичек достаточно было энергично «чиркнуть» о любую твердую поверхность. При этом часто использовали для этой цели подошвы ботинок. Большая огнеопасность и ядовитость белого фосфора делали спички Сориа малопрактичными. Они часто являлись причиной то пожаров, то умышленных отравлений. Постепенное совершенствование фосфорных спичек привело к изобретению в Швеции «безопасных» спичек. Новые «безопасные», или «шведские», спички получили широкое распространение в быту. В головке шведских спичек нет белого фосфора. Красный фосфор нанесен на бумагу, приклеенную к спичечной коробке.

Красный фосфор в противоположность белому, или желтому, как его иногда называют, не ядовит, на воздухе не окисляется, в темноте не светится, в сероуглероде не растворяется и загорается только при 260 °C. Красный фосфор получается из белого путем длительного нагревания без доступа воздуха при 250–300 °C.

При очень больших давлениях красный фосфор переходит в новую модификацию — черный фосфор. Под руководством известного советского ученого Л. Ф. Верещагина полученный черный фосфор был обстоятельно исследован при разных условиях. Выяснено, что при давлении в 40 000 кг/см² образующаяся черная модификация фосфора имеет признаки металла (металлический блеск) и является полупроводником, а при дальнейшем увеличении давления до 100 000 кг/см² черный фосфор приобретает металлический характер, как это установила Е. В. Зубова, изучая его электропроводность.

В результате облучения алюминия альфа-частицами был получен радиоактивный изотоп фосфора (Р³⁰). Радиофосфор оказался первым искусственно созданным «радиоэлементом». Радиоактивные элементы успешно применяются в различных областях науки и техники как чувствительные индикаторы при разнообразных исследованиях.

Фосфор является нежелательной примесью в металлических сплавах (фосфор делает их ломкими). Однако его добавляют в некоторые сплавы для заполнения отливаемой формы, так как фосфор сообщает сплаву способность хорошо заполнять самую сложную форму.

Статуи, художественные решетки и ограды, барельефы, некоторые украшения в метрополитене отлиты из фосфористой бронзы или фосфористого чугуна. Знаменитое художественное литье каслинских мастеров (Урал) готовится также из фосфористого чугуна. Хотя металл, содержащий фосфор, не очень прочен, он хрупок, но его вполне можно применять для изготовления художественных изделий.

Одним из интересных соединений фосфора является газообразный фосфористый водород, особенность которого состоит в том, что он легко воспламеняется на воздухе. Его поджигает самовоспламеняющийся жидкий фосфористый водород, который образуется обычно вместе с газообразным. Это свойство фосфористого водорода объясняет появление болотных, блуждающих или могильных огней. Огни на болотах и свежих могилах действительно бывают. Это не фантазия и не выдумка. В теплые темные ночи на свежих могилах иногда наблюдаются бледно-голубоватые, слабо мерцающие огоньки. Это «горит» фосфористый водород. Образуется фосфористый водород при гниении отмерших растительных и животных организмов. Фосфорные соединения, входящие в состав трупов животных и человека, под действием грунтовых вод разлагаются с образованием фосфористого водорода. При рыхлой насыпи над могилой или небольшом слое воды в болоте газ, выйдя на поверхность, воспламеняется от паров жидкого фосфористого водорода. Таким образом, огни на могилах и болотах — не «чудо», не следы таинственных духов, не привидения, не признак святости или греховности умершего, а результат химической реакции. Исследованием блуждающих огней занимались многие ученые. Их наблюдал известный немецкий астроном Фридрих Вильгельм Бессель. Их изучали киевский профессор Кнорре, австрийский исследователь Лист и др. И не случайно мы задержали внимание читателя на блуждающих огнях. Слишком много легенд, предрассудков, грубого суеверия связывалось в прошлом, а кое-где и в настоящем, с появлением огней над болотами и на кладбищах.