Hewig Brandt’ın 1669’da Hamburg’da gümüşü altına çevirme deneyi sırasında tesadüfen keşfettiği, “ışık taşıyan” anlamına gelen fosforun kimyasal özellikleri, doğada bulunuşu ve endüstrideki kullanımı. Elementin zehirliliği, fosforesans özelliği ve kırmızı fosforun kibrit yapımındaki rolü anlatılıyor.
Hewig Brandt adında bir Alman simyageri, gümüşü altına çevirebilmek amacıyla (eskilerin filozof taşı dedikleri maddeyi elde etmek için) bir karnide idrar damıtıyordu. Bu olay Hamburg’da, 1669 yılında cereyan ediyordu.
🧪 Fosforun Keşfi ve Özellikleri
Alman simyagerin filozof taşını bulamadığını söylemeye lüzum görmüyoruz. Ama Hennig Brandt, damıtımın artıkları arasında ve karninin boyun çeperinde yeşilimsi bir ışık gördü. Bunun ne olduğunu araştırmadı. Yalnız buna “sönmeyen ateş” adını vermekle yetinerek başka deneylere geçti.
Yedi yıl sonra büyük filozof ve bilgin Leibniz de aynı yeşilimsi ışığı gördü. Ama Hennig Brandt gibi bu olaya ilgisiz kalmadı. Araştırmalarını derinleştirdi. Sonuç olarak bu yeşilimsi ışığı verenin bir maden olduğunu tespit etti. Bu madene “ışık taşıyan” anlamına gelen “fosfor” adı verildi. 1775 yılında ise Scheele, fosforu kemikten elde etmeyi başardı.
⚙️ Özellikleri
- Görünüş: Kehlibar sarısı renkli, yarı saydam, normal ısıda “balmumu gibi yumuşak” bir madensidir. Sarımsağa benzeyen özel bir kokusu vardır.
- Simgesi: ₱ (Latince “phosphorum” kelimesinden alınmıştır)
- Atom ağırlığı: 31
- Atom sayısı: 15
- Özgül ağırlığı: 1,84 (1 cm3 fosforun ağırlığı 1,84 gramdır)
- Erime noktası: 44°C
- Kaynama noktası: 280°C
- Çözünürlük: Suda çözünmez, “karbon sülfürde” çözünür
- Zehirlilik: Çok yoğun bir zehirdir
💡 Fosforesans
Fosfor, azot ve karbondan başka birçok elementle kolayca birleşir. Oksijene büyük ilgisi vardır. Onunla normal sıcaklıkta yeşilimsi bir ışık vererek birleşir. Buna “fosforesans” adı verilir. Bu bir kimyasal gazışım olayıdır. Fosforun oksitlenmesiyle (yavaş yanma) meydana gelir. Oksijenle çok kolay birleştiği için havada birdenbire ateş alarak yanmaya başlar (60°C’de). Bu yüzden fosforla çalışmak çok tehlikelidir. Genellikle “suyun içinde” saklanır.
Fosfor, yoğun bir zehirdir. Fosfor zehirlenmesi adı verilen zehirlenmeye sebep olur. Bunu da kemiklerin gangrenleşmesi (ölümü) izler. Fosfor buharları da zehirlidir. Çok az miktarda fosfor buharı (0,15 gramdan daha azı) insanı öldürmeye yeter.
🌍 Fosfor Nerelerde Bulunur?
Fosfor, tabiatta serbest olarak bulunmaz. Sebebi, serbest olan fosforun derhal oksitlenerek “fosfat durumuna” geçmesidir. Fosfor, “fosforitlerden” (fosfor trikalsik yani fosfor tuzlarından) çıkartılır. Yeryüzünün en zengin fosforit damarları Rusya, Fas, Cezayir, Tunus ve Florida’dadır. Fosfor, apatitlerden (kalsiyum flujo-kloro-fosfat), viviyanitlerden, vavelitlerden, piromorfitlerden de çıkartılır. En zengin apatit damarları Norveç, Kanada, Rusya, Brezilya, Avustralya ve Güney Afrika’da bulunmaktadır.
Fosfor, çok az miktarda bütün kayalarda bulunur. Bitkilerin albümin yapmaları için mutlaka fosfora ihtiyaçları vardır. İlk gelişme devrelerinde bitkilerin bütün dokularında, özellikle tanelerinde fosfora rastlanır.
Kemiklerin ilk maddelerinden biri olduğu için fosfor, omurgalıların hayatlarında da çok büyük önem taşır. Kemiklerde %25 veya 27, dişlerde ise %70 oranında fosfor vardır. Fosfor aynı zamanda kaslarda, kıkırdaklarda, keratinde (üstderinin boynuzsu tabakasında, tırnaklarda ve kıllarda), beynin ve sinirlerin yapılarında (bunlarda fosfor lesitin durumundadır. Lesitin ayrıştırılacak olursa gliserin, yağ asitleri, fosforik asit ve kolin elde edilir) bulunur.
🧪 Fosforun Çeşitli Biçimleri
Fosforun en çok rastlanan çeşidine “beyaz veya sarı fosfor” denir. Havasız bir yerde 260°C’de ısıtılan beyaz veya sarı fosfordan mor-kırmızı renkte, “kırmızı fosfor” adı verilen bir toz elde edilir. “Kırmızı fosfor” zehirsizdir. Havada hemen hemen hiç oksitlenmez. Bu yüzden gazışımı yoktur. Karbon sülfürde çözülmez.
Yüksek basınç altında elde edilen “Hittorf’un mor fosforu” ile “Bridgman’ın siyah fosforunu” da söylemeden geçemeyeceğiz.
🔬 Fosforun Elde Edilişi
Fosfor, çeşitli kimyasal metodlarla elde edilir. En çok uygulanan metod, fosforiti (fosfat trikalsik) elektrik fırınında kum (silis) ve kömürle birlikte ısıtmaktır. Elde edilen fosfor, 60°C’ta birbirini takiben iki ayrı filtreden geçirilerek arıtılır. Birinci filtre hayvanî kömür, ikincisi de dağ keçisinin derisidir.
Uygulanan başka bir metod da, hayvan kemiklerini yakarak fosfat elde etmektir. Bu fosfatın kimyasal reaksiyonu sırasında çıkan fosfor buharları emiciler aracılığıyla içi su dolu yoğunlaşma bölmesine gönderilir. Burada başka maddelerle fosfor toplanır. Daha sonra fosfor, yoğunlaşma odalarından alınarak 20 gramlık parçalar durumunda su içinde saklanır.
🧯 Kullanıldığı Yerler
Fosfor, “fosforlu bronz” yapımında kullanılır. Fosforlu bronz, makine yataklarında, kaynaksız borularda, telefon tellerinde vardır. Fosfor ayrıca kibritlerde, tıbbi ilaçlarda, böcek ve fare zehirlerinde, “suni gübre” (toprağa azot ve fosfor sağlayan “amonyum fosfat” en çok tercih edilenidir) yapımında kullanılır.
🪵 Kibrit
Kavak ağacından kesilen aynı boyda ve aynı kalınlıkta ufak çubukların uçları ilk önce “kükürt eriyiğine” batırılır (bu sarı uç çubuğun alevlenmesini sağlar). Daha sonra aynı uç, kırmızı fosforla potasyum klorat karışımına sokulup çıkartılır. Meydana gelen minik topak kolalı cam tozuyla örtülür. Tahta çubuğun ucundaki minik topak uygun bir yere sürtülünce, evvela en üstteki karışım ateş alır. Bu da kükürtün yanmasını sağlar. Kükürtün alevi çubuğu tutuşturur.