Przyznam, że chciałbym zobaczyć minę Henniga Branda (czasem zapisywanego jako Brandt), gdy któregoś wieczoru w 1669 roku, wszedłszy do swojej pracowni alchemicznej w Hamburgu, zauważył, że wnętrze retorty, w której prowadził od wielu dni eksperyment, jest wypełnione bladozielonym światłem. Co ciekawe – wylot retorty nie był nawet ciepły. Niesamowite delikatne i zimne światło – coś, czego nikt dotąd nie stworzył.

Obraz “The Alchymist” – autor Joseph Wright of Derby (1771)

Licencja: domena publiczna

Ale może najpierw kilka słów o samym alchemiku. Nie znamy dokładnej daty jego urodzenia (ok. 1630), niewiele wiemy o wykształceniu, data śmierci też jest wątpliwa (ok. 1692 albo 1710). Zachowały się natomiast informacje o tym, że brał udział w wojnie trzydziestoletniej. Uszedł szczęśliwie z życiem, a potem zajął się handlem i leczeniem ludzi. Miał do tego wykształcenie? Otóż nie, ale nie przeszkodziło mu to w nazywaniu siebie doktorem i praktykowaniu medycyny. Zarobione pieniądze przeznaczał przede wszystkim na wyposażenie porządnej pracowni alchemicznej. Przy okazji posiadł umiejętność dmuchania szkła i budowania aparatury szklanej. No cóż, w owych czasach alchemicy musieli sobie radzić sami, sklepów ze sprzętem nie było. Zarobki lekarskie nie były chyba imponujące, dlatego też poszukał sobie innego źródła gotówki, a był to posag naprawdę majętnej żony. Hobby alchemiczne było jednak drogie, pieniądze z posagu dość szybko się zaczęły kończyć. Żona alchemika zdążyła mu urodzić dwójkę dzieci, po czym zmarła. Brand miał szczęście, ponieważ poznał kolejną kobietę, jeszcze bardziej bogatą niż pierwsza. Jej syn z pierwszego małżeństwa został asystentem alchemika. Obaj cierpliwie pracowali – jak na alchemików przystało – nad uzyskaniem kamienia filozoficznego. Nie wiedzieć czemu Brand założył, że można go wydzielić z ludzkiego moczu. Czyżby zaintrygowała go barwa? Jedno jest pewne – surowca nie brakło. Pomocnicy zbierali go z całego miasta i znosili do laboratorium. Zanim jednak Brand zaczynał eksperymenty, pozostawiał naczynia z żółtym płynem na słońcu. Podejrzewam, że zapach w okolicy był… no, raczej niezbyt miły.

Tak czy inaczej po latach doświadczeń zupełnym przypadkiem dokonał swojego największego odkrycia. Dziś procedura zastosowana przez Branda jest znana (ale nie próbujcie robić tego w domu!). W pierwszym etapie zagęszczał duże porcje moczu do uzyskania gęstego ciemnego syropu, następnie oddestylowywał z niego czerwonawy olej. Pozostałość po schłodzeniu rozdzielała się na ciemną gąbczastą substancję oraz mieszaninę soli. Sól była usuwana, a czerwony olej mieszany z czarną gąbką i silnie ogrzewany, a następnie prażony przez 16 godzin. W trakcie tej operacji najpierw wydzielały się białe dymy, następnie krople oleju, a na końcu zestalała się biaława substancja o konsystencji wosku – pierwiastkowy fosfor!

Krótka informacja o chemii tego procesu: w moczu obecnych jest wiele związków fosforu (w większości w postaci fosforanów). Zagęszczanie i prażenie powodują z kolei zwęglanie substancji organicznych, które także są zawarte jako metabolity w moczu. Uzyskany węgiel pierwiastkowy redukuje związki fosforowe do pierwiastkowego fosforu (konkretnie do tzw. fosforu białego). Ot i cała chemiczna tajemnica. Warto dodać, że pierwsza część procesu Branda, czyli „dojrzewanie” świeżego moczu, nie ma żadnego wpływu na wydajność procesu otrzymywania fosforu.

Czym jednak było to fascynujące zimne zielonkawe światło, które tak zachwyciło alchemika? Tu nie ma niczego tajemniczego. Biały fosfor jest najbardziej reaktywną odmianą tego pierwiastka (o innych napiszę w części drugiej). Jeśli zostanie on wystawiony na wilgotne powietrze, ulega bardzo powolnemu utlenieniu do szeregu związków. Reakcjom tym towarzyszy emisja światła widzialnego o charakterystycznej barwie. Dlatego też biały fosfor przechowuje się w wodzie – brak dostępu tlenu powoduje, że utlenianie nie zachodzi.

Nazwa fosfor ma pochodzenie starogreckie – słowo φωσφόρος oznacza dosłownie „niosący światło”. Od nazwy pierwiastka pochodzi pojęcie fosforescencji, ale tu muszę ostrzec, że świecenie, które obserwował Brand, nie było fosforescencją, lecz chemiluminescencją. Pierwsze z nich to zjawisko fizyczne, drugie – chemiczne. Chemiluminescencja to proces, w którym reakcja chemiczna powoduje niejako przy okazji wydzielanie światła. Jeśli widzieliście kiedyś latające nocą świetliki, to byliście właśnie świadkami zjawiska chemiluminescencji.

Tak czy inaczej – Brand oczywiście nie otrzymał kamienia filozoficznego. Nie mógł go otrzymać, bo taki kamień nie istnieje. Ale i tak fosfor przyniósł mu nie tylko sławę alchemiczną, ale też całkiem spory majątek. Procedurę jego otrzymywania sprzedał swojemu przyjacielowi z Drezna, Johannowi Danielowi Krafftowi, za sumę 200 talarów. Nie szukajcie kursu ówczesnego talara w tabelkach, już go od dawna nie ma. Znalazłem w sieci, że jeden talar był wtedy wart ok. 20 gramów czystego srebra. Czyli – łącznie 4 kg srebra. Nie wiem, czy to dobra cena za lata pracy w oparach cuchnących sików.

A w drugiej części napiszę trochę więcej o tym, co dziś wiemy o fosforze. Będzie o alotropii, biochemii, ale też o tym, że fosfor tworzy śmiertelnie niebezpieczne związki.