他收集6吨尿液,打算提取黄金,却发现这种元素,改变了世界

“炼金术”是现代化学的起源,尽管现在大家都用一种半贬义态度来形容它,但各位所不知道的是现代科学鼻祖、大名鼎鼎的牛顿对炼金术有着着了魔一样的爱好,甚至科学只是他钻研炼金术之余的副产品而已!但我们今天要说的却不是牛顿,而是和牛顿同时代的一位德国商人,因为他的伟大发现,一直到现在,我们仍然在受益!

德国汉堡商人布兰德的“尿液黄金”

在正式介绍布兰德的“尿液黄金”之前,先简单介绍下炼金术!最早炼金术包括将容易获得的金属转变成黄金,或者制造万能药和长生不老药等等,到了中世纪后,炼金术的发展逐渐让化学这门学科开始萌芽,最终科学研究让化学与炼金术彻底脱离,成了现代科学的一门重要学科!

炼金术的历史长达2500年以上,从伽利略到哥白尼、牛顿以及一大波科学家,不是痴迷炼金术就是钻研神秘学科,说起来就是现代天文学也是起始于占星术,各位可不要笑话!所以炼金术在牛顿那个时代,实在是太普遍了!

布兰德的梦想

当时的炼金术界,相信将铜、锡、铅、铁溶合成一种合金后,可以加一点金子或者催化剂作为种子,将这些金属完全转变为黄金,但炼金术界尝试了上千年,一直不能将这个合金转变为黄金,不过这并没让术士们丧失信心,而是一直不断的尝试新的方法!

布兰德就是这样一位痴心不改的炼金术士,他运气不错,娶了一位富豪的女儿,丰厚的嫁妆让他衣食无忧,因此才有大量的精力和雄厚的资金投入到他的炼金术里面去!布兰德的目标是找到“贤者之石”,炼金术界认为,这种物质可以把所有东西转变成黄金!

布兰德收集6吨尿液

其实各位了解完他的想法后,收集那么多尿液也就不足为奇了!因为他认为人体有一种非常神奇的功能,即将吃进肚子里的食物会转变成完全不一样的屎尿,因此布兰德认为人体的排泄物中必定含有这种物质,而黄灿灿的尿液就成了他不二之选!

画作《寻找贤者之石的炼金术士发现了磷》中的主人公就是布兰德

刚开始他用自己的尿液做试验,但发现这量远远不够,因此布兰德四处收集人尿,总量超过了1500加仑(5.67立方米,约5.7吨),据说有来自亲戚朋友的,也有是德国部队里的,很多版本都有,但有一点是肯定的是,布兰德收集的尿超过数吨!

布兰德提炼出“贤者之石”

布兰德在1669年的一次实验中,将砂、木炭、石灰等和尿混合蒸馏,最后凝结成一种白色蜡状的固体,这种物质比较软,在黑暗的地方能发出幽幽亮光,因此布兰德将其名为“冷光”,他极度保守这个秘密,但世上没有不透风的墙,很快全德国都知道了这玩意儿!

因此德国化学家孔克尔想尽办法打听制造方式,终于知道了布兰德是尿中提取的,孔克尔尝试了将近十年,终于在1678年也发现了类似的方法提炼出这种物质!

"贤者之石"磷从贵族走向平民百姓

其实这种提炼出来的物质就是单质磷,在空气中可以自燃和缓慢氧化,所以它会放热发光,这也是布兰德所谓的冷光原理,他还将磷的氧化发光用来照明,甚至调合后书写发光文字!但它无法将任何物质转换为黄金,不过当时磷的价格非常昂贵,堪比黄金,看来布兰德还是找到了发财机会哈!

但好景不长,随着磷的提取方法扩散,与孔克尔几乎同时波义耳也制取了磷,而他的学生汉克维茨则用类似的方法制取了大量的磷,冲击了欧洲磷市场!18世纪初期时磷曾用于火柴生产,但白磷有毒且不安全,1845年奥地利化学家施勒特尔发现了红磷(白磷在无空气下,加热至3000℃以上,会变成红磷),使得安全无毒的火柴成为了可能!

磷有多种同素异形体,上图为结晶构造

磷的工业化生产努力组早可以追溯到1830年,当时仍然采用动物骨灰生产,当然这种有机物提取的方式明显太理想!后来在19世纪中叶开启了磷矿石的工业开采,1847年在英国萨福克地区的500吨/年产能的磷矿,到了1888年英国开始尝试用电炉法生产黄磷,第一台工业磷电炉是1891年在法国开始运转。1914年美国南方电气公司建成当时世界上容量最大的黄磷电炉!

磷对人类到底有多重要?

磷是人体必须的元素,它在人体内的占比高达10%以上,在人体元素丰度中仅次于钙,排名第六!每个成年人体内大约含有1.2-1.5千克的磷!比如生物体最重要的遗传物质DNA和体内的ATP和细胞膜主要构成磷脂都含有大量的磷,人体骨骼中的主要成分是羟基磷灰石,这也是鬼火原因,如果缺磷则可能会引起骨骼,牙齿发育不正常,长期还能导致软弱无力、关节痛、心肌炎等!

磷工业对于农业的重要性

磷在植物中参与光合、呼吸过程重要过程,它与蛋白质合成、细胞分裂、细胞生长有密切关系,和碳水化合物的代谢与运输,对氮代谢有重要作用!它是植物必须的元素,磷肥和氮肥、钾肥三种是植物生长过程中的三大肥料。

如果缺磷,生长缓慢,植株矮小,黄叶病,开花与结果偏少等,所以磷矿工业直接关系到一个国家的农业根基,对于构架于工业体系上的现代社会来说,其实从来都没有脱离过农业社会!

磷的军事用途

烟雾弹中大都含有磷,而各位熟悉的白磷弹则是臭名昭著的“残忍”武器,被爆炸的白磷弹沾染上,能烧伤至骨头,白磷弹的惨无人道是世人皆知的,这种攻击性燃烧武器,《日内瓦公约》明令禁止在平民居住区或针对平民使用白磷弹,但在中东战场上还是会经常看到有使用白磷弹!

磷是第一个从有机物中被提取的元素,尽管过程是炼金术的副产品,实在比较戏剧化,但其实它也是化学工业的真正开始!布兰德也有点小悲剧,但最后科学界还是把磷元素的发现归功于他,所以,这个连续娶了两位有钱人的家伙,也算是功德圆满了!