为提取黄金,富商煮沸了5000升尿液,却意外获得造福人类的新物质
自古以来,黄金就以其稀有性和光鲜夺目的色彩成为了财富的象征,代表着金钱、地位、权力。不论中外的人们都对黄金趋之若鹜,疯狂地找觅着获得黄金的方法。
在淘金、炼金的过程中,人们无心插柳柳成荫,使得化学学科不断地发展。在与金矿、金砂打交道的过程中,人们识得了越来越多种类的化学元素,了解了更多化学物质的性能,也意外地邂逅了一些造福人类的新物质。
在三百多年前,有一位痴迷于炼金的德国人千方百计地想要得到黄金。
为此,他摘取了令人匪夷所思的方法——煮沸5000升尿液。虽然最终没能得到黄金,但他发现了另一种对人类有重要意义的物质。
他是何许人也?为什么要摘取这种诡异的方法?又究竟发现了什么呢?
一、一个炼金术士的梦想
早在古希腊时期,欧洲大陆上的人们就接触到了贵金属,对黄金的财富价值有了概念,并致力于黄金的冶炼提纯。
在人们的妄想中,世界上存在着一种“哲人石”(the Philosopher’s Stone,又译为“贤者之石”)。只要拥有这种神异的石头,就可以用它点石成金,“变”出大量的黄金。
中世纪的欧洲大地还笼罩在宗教神学的黑暗统治下,自然科学相当不发达。这一时期,就连炼金术也与基督教思想相关联。
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人们认为,正如基督耶稣经历了重重磨难,汞也需要经受才能变成哲人石。于是人们就致力于通过复杂的种种环节对汞等原素材进行提炼,试图在一系列的化学反应中找到所谓的哲人石。
17世纪德国汉堡的一位商人布兰德是炼金术和哲人石的狂热追随者,也正是本文的主人公。
大约在1630年,亨尼格·布兰德出生于德国汉堡。
小时候,他就对各种各样的石头十分感兴致,并且很喜欢做手工。长大后,他在自身兴致的指引下成为了一名玻璃厂的学徒,每日研究如何打造出纯度更高的玻璃。
虽然自身收进不高,但幸运的是,布兰德娶到了一位富商的女儿,她带来了丰厚的嫁妆。
这些钱使得布兰德有了足够的资本做生意,让他成为了一名温饱不愁、生活富足的商人。
在积存了收进稳定的产业之后,布兰德并没有搁置自己的理想,而是全心全意地投进到对炼金术的钻研中,立志要炼出传说中的哲人石。
1669年,在布兰德39岁的那年,他为了炼金干出了一件可以说是惊世骇俗的事情,震动了邻里。
二、煮沸5000升尿液的惊人之举
究竟怎样才能炼出点石成金的哲人石呢?布兰德在常年阅读各种记载炼金术的书籍后,找到了自己探索的方向。
在布兰德看来,由于人食进往的食物和排泄出的物体在形态上完全不同,阐明人体中发生着类似炼金的反应,那么人体中应该就包含着与炼金有关的特殊物质。
这还不算,还有一个更疯狂的想法在布兰德脑中挥之不往:人体的尿液是黄色的,与黄金在颜色上很是接近,这是不是阐明二者间有共同的组成物质呢?
这个在现代人看来十分荒谬可笑的想法,让布兰德激动不已。作为一个几乎可以说是狂热的炼金术士,他立刻将这一想法付诸于实践。
为了获得炼金的素材,他费尽千辛万苦收集了整整5000升的尿液。其中不仅有他自己的,还有他花钱从各种渠道购买的。
布兰德认为,化学反应中不可避免地将消耗原素材,只有预备大量的原素材才能保障实验顺利进行。
可想而知,如此大量的尿液存放于室内,将会产生什么样的气味。
出于基本的公德心,布兰德没有在家进行这次实验,而是将实验的场所改在了汉堡圣米迦勒大教堂的地下室中。
饶是如此,大量尿液的气味仍然不可避免地在教堂四周飘散。
存放于温热的室内,尿液开始发酵,使得气味更加刺鼻,让四周的居民既迷惘万分又喊苦连天。
对地下室中的布兰德来说,情状只能更糟。但他毫不在意,满心只有自己的实验。
他将尿液与沙子、木炭、石灰等物体混合,加热蒸馏,直到煮沸。
温度的升高使得气味分子的运动更为活跃,从贮躲尿液的容器中散发出了几乎令人昏厥的气味,不仅充满在整个地下室,更扩散到了四周的居民区。
此时,教堂中做礼拜的人们都被这种诡异的气味折磨得反胃,纷纷逃离了这个可怕的地方。
但器皿前的布兰德丝毫不以为意,他觉得自己一定找到了炼出哲人之石的秘方,胜利一定就在眼前了。
在把这5000升尿液全部煮沸后,等待着水分汽化、出现残渣,然后他用凉水来冷凝这些蒸汽,收集提纯后得到的物质。
布兰德顿时傻了眼:哪里有什么哲人石,哪里有什么黄金啊?!
满满几锅的液体在冷却后十分清静,没有凝聚成金灿灿的点金石。
布兰德大失所看,但他仍然不死心,拿着放大镜,凑上往细细地打量。
“咦,这是什么?难道是哲人石的素材吗?”
三、磷的发现
映进布兰德眼中的是一种经蒸馏后凝聚的白色固体,看上往似乎白蜡。
这虽然打破了布兰德对提炼出光彩夺目的黄金的妄想,但也不能完全说是一无所获。
于是,布兰德开始对这种白色的物质进行细致地看察。
一天晚上,布兰德走进没有开灯的实验室,顿时被眼前的场景吓了一跳。
他发现,桌面竟然停驻着一束幽暗的白光。他不敢置信地揉揉眼睛,发现自己没有看错,便赶紧掌灯,发现放出白光的正是他从尿液中提炼出的白色物质。
布兰德凑近细细审视,他发现这种白光十分黯然,并不像火光那样耀眼,而且几乎不会放热,是纯粹的冷光。
于是他就以拉丁语“Phosphorum”(“冷光”之意)命名了这种物质,英文名称为Phosphorus,化学符号为P。
磷,就这样被发现和命名了。
随着进一步了解磷的化学性质,布兰德发现这种物质极易燃烧,是绝好的引燃素材,可以用于烹饪、取热、放烟花、放燃烧弹等各个需要点火的场合。
虽然没有制造出点石成金的哲人石,但布兰德对自己意外的发现感到十分称心,带着这种神异的新物质往欧洲各地展览介绍,使得更多的化学家开始关注磷这一新物质。
四、制磷技术的成熟和磷的使用
出于对新物质的好奇,德国化学家孔克尔千方百计地打听到了磷的制法,在得知它是从尿液中提炼出来时简直是大惊失色。
但强烈的好奇心还是促使他强忍着不适,按照这个方法开始了实验。
在1678年,孔克尔改良后的制磷方法宣告成功。他把新奇的尿蒸馏,在出现固体物质时,把它提取出来放到地窖中,使它发生腐烂反应。在它腐化后,孔克尔将它与两倍重的细沙混合,一起加热蒸馏,收集蒸汽。
磷蒸汽在被降温处理后遇冷凝聚,又在室温中进一步凝聚,形成了蜡状的白色固体。
孔克尔的提取方法加快了制磷速度,也提高了制磷的产量。他为此感到十分自豪,还写了一本名为《论奇异的磷质及其发光丸》的书,介绍制磷的方法。
另一位英国化学家罗伯特·波义耳经过反反复复的探索,也在孔克尔成功后的不久提炼出了磷。
波义耳的学生汉克维茨不仅用这种方法制造出了大量的磷,还把它作为具有引燃功能的商品运输到其他国家出售,获取了可看的利润。
后来,人们从动物的骨头中同样发现了磷的存在。所谓的“鬼火”,正是动物骨骼中磷自燃产生的光线。
直到这时,人们才意识到,布兰德之所以能够从尿液中提取磷,根本不是尿液中有黄金的成分,而是因为尿液中含有数量可看的磷酸盐,比如磷酸钠。
这些磷酸盐中的氧原子在强加热条件下与砂石中的碳发生化学反应,产生一氧化碳和磷蒸汽,磷蒸汽先凝聚为液态,再凝聚为固体磷。
而随着生物学和化学的进一步发展,人们熟悉到了磷元素对人体的重要性。磷是骨骼和牙齿的构成素材之一,磷能保持人体内代谢平衡,在调剂能量代谢过程中发扬重要作用。它是生命物质核苷酸的基本成分。它参与体内的酸碱平衡的调剂,参与体内脂肪的代谢。
植物的成长中也同样需要磷元素的参与。后世的化学家研制出了以磷为主要成分的化肥,大大提高了农作物的产量,有力缓解了饥荒问题,可以说是造福人类了。
此外,磷还广泛地用于火柴、燃烧弹、烟花的制造,给人们的生活带来了光亮。
布兰德一个歪打正着的发现,却取得了无心插柳柳成荫的效果。一个炼金术士怀揣着点石成金的梦想,用极其诡异的方法提取出了新物质,也大大地造福了人类。