Фосфор может существовать в нескольких формах, или, как говорят, в нескольких модификациях.
Белый фосфор — твердое кристаллическое вещество, причем в химически чистом виде кристаллы белого фосфора совершенно бесцветны, прозрачны и очень хорошо преломляют свет. На свету они быстро желтеют и утрачивают прозрачность. Поэтому в обычных условиях фосфор внешне очень похож на воск, но тяжелее его (плотность белого фосфора — 1,84). На холоде фосфор хрупок, но при комнатной температуре сравнительно мягок и легко режется ножом. При 44 °C белый фосфор плавится, а при 280,5 °C — кипит. Белый фосфор, окисляясь кислородом воздуха, светится в темноте и легко воспламеняется при слабом нагревании, например от трения.
Температура воспламенения совершенно сухого и чистого фосфора близка к температуре человеческого тела. Поэтому его хранят только под водой. В Первую мировую войну белый фосфор использовался в качестве зажигательного материала в артиллерийских снарядах, авиационных бомбах, гранатах, пулях.
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 до 250–300 °C.
ИЗ АРХИВА СОБЫТИЙ
В поисках эликсира молодости и в попытках получить золото алхимик XVII столетия Геннинг Бранд из Гамбурга пытался изготовить «философский камень» из мочи. Для этой цели он выпарил большое количество ее и полученный после упаривания сиропообразный остаток подверг сильному прокаливанию в смеси с песком и древесным углем без доступа воздуха.
В результате Бранд получил вещество, обладающее необыкновенными свойствами. Оно светилось в темноте; брошенное в кипящую воду, выделяло пары, загоравшиеся на воздухе с выделением густого белого дыма, который растворялся в воде с образованием кислоты.
Интерес к новому веществу был огромный, и Бранд надеялся извлечь из своего открытия изрядную прибыль: недаром он был в прошлом гамбургским купцом. Сохраняя способ изготовления в строжайшей тайне, Бранд показывал новое вещество за деньги, а желающим продавал его небольшими порциями только за чистое золото.
Спустя некоторое время Бранд продал также и секрет изготовления фосфора дрезденскому химику Крафту, который, подобно Бранду, стал ездить по дворцам влиятельных особ, показывая фосфор за деньги и наживая огромное состояние. В частности, на опыты Крафта при дворе герцога Иоганна Фридриха в Ганновере обратил внимание известный немецкий философ и математик Лейбниц, служивший тогда при дворе герцога в должности библиотекаря.
Согласно свидетельству Лейбница, немецкий химик, профессор Виттенбергского университета Иоганн Кункель узнал через Крафта рецепт изготовления фосфора и после ряда неудач, видоизменив способ Бранда, сумел получить фосфор, заявив претензию на самостоятельность открытия. Каспар Кирхмейер, тоже профессор Виттенбергского университета, взяв у Кункеля сведения о новом способе получения фосфора, опубликовал статью под длинным и интригующим названием «Постоянный ночной светильник, иногда сверкающий, который долго искали, ныне найден». В этой статье впервые сообщались некоторые свойства и особенности фосфора.
Независимо от Бранда, Кункеля и Кирхмейера в Англии в 1680 году 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 году химик А. Марграф нашел более совершенный способ получения фосфора и опубликовал свои данные для всеобщего сведения.
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 светящиеся «таинственные надписи» были видны издалека. 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 появлялись на свет самовоспламеняющиеся свечи.
Блуждающие огни на болотах и кладбищах
Слишком много легенд, предрассудков, грубого суеверия связывалось в прошлом, а кое-где и в настоящем с появлением огней над болотами и на кладбищах. Огни на могилах и болотах действительно бывают, это не фантазия и не выдумка. Однако такие огни — 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 Д. Г. Кнорре, австрийский исследователь Ф. Лист и др.
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.
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.
Так с помощью современных знаний можно дать объяснение некоторым мистическим событиям прошлого.
Старые картины и иконы, написанные красками на основе свинцовых белил, со временем темнеют. Однако если такое изображение протереть слабым раствором перекиси водорода, которая известна с 1818 года, то образовавшийся под воздействием сероводорода черный сульфид свинца перейдет в белое соединение — сульфат свинца. Картина просветлеет, обновится.
Для обновления сначала использовали концентрированный раствор уксуса, а в конце XIX — начале XX века — уксусную эссенцию, прекрасно смывавшую почерневший от времени слой олифы, которой всегда покрывалась живопись икон.
Как видим, никакого чуда в таком обновлении нет.
Люди всегда верили в существование рая — блаженного уголка, где царит гармония и нет ни горестей, ни печали. Многовековая традиция изображать рай идиллическим уголком природы, покрытым пышной растительностью, нашла отражение в произведениях искусства.
О сотворении Адама и Евы, последующем грехопадении и изгнании из созданного для них Богом рая повествуется в начале Книги Бытия, первой книги Священного Писания иудеев и христиан. Эта история райского сада — Эдема, описанная в Библии, веками пленяла воображение художников и поэтов, пытавшихся хотя бы на холсте и бумаге воссоздать образ утраченного блаженства.
Обычно Эдемский сад представляли в виде закрытого, замкнутого пространства, что может объясняться его греческим названием paradisos, которое буквально означает огороженный участок земли. Основываясь на этих скудных сведениях, богословы и толкователи Писания, а также поэты и художники пытались воссоздать образ Эдема, нередко прибегая при этом к заимствованиям из иных преданий о земном рае.