Vaderlandsche letteroefeningen. Jaargang 1861

De phosphorus, zijne eigenschappen en zijn gebruik.

Phosphor. Zwavelstokjes of met andere woorden lucifers, zijn tegenwoordig zóó algemeen verspreid, dat men zich bijna geen huishouden denken kan, zonder dit gemakkelijk hulpmiddel om vuur en licht te doen ontstaan, terwijl het ook den landbouwer niet onbekend is, dat hij zijne landen door toevoeging van zuren phosphorzuren kalk aanzienlijk verbeteren en daardoor ruimere oogsten verkrijgen kan. Het is van algemeene bekendheid, dat phosphorus een hoofdbestanddeel der beenderen is, dat er alzoo zonder phosphorus geene beenvorming kan plaats grijpen en dat evenzoo zonder phoshporus de vorming van eiwit-achtige stoffen onmogelijk is.

Om die reden gaf een uitstekend landbouwer onlangs aan eenige kalveren, behalve hooi, zemelen en wei, nog phosphorzure kalk, en kreeg met het oog op de voeding, zeer voldoende resultaten; om diezelfde reden laat de geneesheer verdunde koe-melk met phosphorzure zouten toedienen, om ze daardoor meer overeenkomstig te doen maken met de moedermelk, die rijker aan phosphorus is dan verdunde koe-melk. ‘Zonder phosphorus geene gedachte!’ heeft de voortreffelijke Moleschott gezegd, om daarmede de afhankelijkheid van het denken, niet van den phosphorus alleen, maar van den phosphorus in 't algemeen, uit te drukken.

Maar wat is phosphorus? Verbaasd vragen zoo velen, wanneer men hun het met water gevulde glas toont, waarin eenige op waskaarsjes gelijkende, witte staafjes liggen: ‘Is dat phosphorus?’ In weinige trekken wil ik hier be-

[p. 231]

proeven, die eigenschappen op te teekenen, die ons, wanneer wij ze aan een ligchaam terug vinden, zeggen, dat de voor ons liggende stof, phosphorus is. Het potasch- en sodametaal (kalium en natrium) moet men in eene zuurstofvrije vloeistof, b.v. in steen-olie bewaren, omdat deze metalen de grootste geneigdheid hebben, om zich met zuurstof te verbinden en daarom zuurstofhoudende ligchamen gemakkelijk op te lossen. Van de lucht trekken zij zuurstof aan en vervloeijen tot kali en natron. Ook de phosphorus kenmerkt zich door zijne groote verwantschap tot de zuurstof. Maar zij is niet zoo groot dat hij - ten minste niet bij eene gewone temperatuur - in water oplosbaar is, daarom bewaart men hem in water. Een stukje phosphorus, aan de vochtige lucht blootgesteld, geeft rijkelijk dampen af, en verdwijnt langzamerhand, terwijl het met de zuurstof der lucht een nieuw ligchaam, phosphorig zuur, vormt en ook dit toont nog zulk eene groote geneigdheid zich met zuurstof te verbinden, d.i. ‘zich hooger te oxyderen,’ dat zeer spoedig al het phosphorig zuur in phosphorzuur veranderd is. Het aangehaalde voorbeeld noemt men, eene langzame verbranding. De phosphorus verbrandt spoedig, wanneer men hem met een heet glazen staafje aanraakt. Hij ontbrandt en plaatst men er nu dadelijk een drooge glazen klok over, zoo vindt men het verbrandingsproduct als een wit vlokkig poeder aan de wanden der klok. Dit is phosphorzuur, dat zich in water onder sissen gemakkelijk oplost. Phosphorig zuur wordt er niet gevormd, omdat het verbrandingsproces te snel verloopt. Hier is het verbrandingsproces zigtbaar een vast ligehaam. Verbrandt men zwavel of hout, zoo ontwijken de ontstaande gassen, zwavelig zuur, koolzuur en watergas onzigtbaar in de lucht; bij andere oxydatie-processen bespeuren wij dikwijls geene warmte die merkbaar is, ofschoon zij dadelijk te voorschijn treedt. Dit nu heeft bij den phosphorus plaats. Steekt men hem aan, nu ja, dan bemerkt men de warmte wel die de oxydatie vergezelt, maar is de phosphorus aan de lucht blootgesteld, zoo oxydeert hij langzaam, hoewel hij dezelfde warmte ontwikkelt als te voren, maar het tijdsverloop is daarbij zóó lang, dat zulks niet voelbaar wordt. Nogtans kunnen wij ze juist bij phosphorus zeer goed waarnemen. Men legge slechts in een porceleinen schaaltje eenige phos-

[p. 232]

phorstaafjes boven elkander, zoo wordt er aanvankelijk vrij wat damp geboren; de oxydatie is begonnen, maar de zich ontwikkelende warmte der phosphorstokjes wordt gebonden, en is toereikend om een warmtegraad van 40^o te bewerken. In deze temperatuur smelt echter de phosphorus, en dik wijls stijgt de warmte tot 60^o als wanneer dan ontbranding plaats heeft; de langzame verbranding wordt hierbij in eene snelle veranderd.

De verbrandingsproducten van den phosphorus zijn oplosbaar in water; phosphorus zelf niet gelijk wij gezien hebben, dat men hem in water bewaart. Maar vette oliën lossen hem op, hoewel slechts in geringe mate, alsmede aether; eene oplossing van phosphorus in olie met nog eenige andere bijmengsels komt in de apotheek voor onder den naam van linimentum phosphoratum tegen den kinkhoest.

Eene eigenschap van den phosphorus, die hem sedert zijne ontdekking de algemeene opmerkzaamheid verzekerde, is zijn lichten in het donker. Vroeger noemde men alle stoffen, die in het donker licht van zich gaven, phosphorserend (van het grieksche φώς en φέϱω licht en dragen). Daar echter de nu zóó genaamde stof deze eigenschap in zulk eene hooge mate bezit, werd ook spoedig die naam op hem alleen toegepast. Het lichten merkt men op, wanneer men eene drooggewordene phosporstang in het donker laat liggen. Dit duurt zoo lang als er nog phosphorus voorhanden is, daarentegen is er spoedig eene grens bij eene geslotene flesch. Bij gewone temperatuur verdampt de phosphorus langzaam van de lucht, hetwelk natuurlijk van lichtontwikkeling vergezeld gaat. Wanneer nu echter in de geslotene flesch alle zuurstof door den phosphorus is opgenomen, dan kan er geene oxydatie meer plaats hebben. Even zoo is de lucht in de flesch spoedig met phosphordamp verzadigd, de verdamping bereikt haar grens op dezelfde wijze, als in eene flesch eenige druppels water nooit geheel verdampen. Om die reden houdt nu het lichten geheel op. Leidt men over phosphorus in eene glazen buis waterstofgas, zoo licht de phosphorus terwijl hij verdampt, maar de damp oxydeert zich niet, omdat er geene zuurstof voorhanden is. Wordt echter de met phosphordamp bezwangerde waterstof aan de lucht blootgesteld, zoo licht hij ten tweede male; nu oxydeert zich de phosphorus.

[p. 233]

Brengt men eene flesch die phosphorus bevat onder den neus, dan bespeurt men een' eigendommelijken knoflookachtigen reuk. Alligt zou men meenen, dat deze reuk aan den phosphorus eigen was, doch dit is eene dwaling. In zuurstofvrije vaten bespeurt men den reuk niet, want hij heeft zijn oorsprong van de oxydatie-producten en van eene aan den phosphorus het eerst opgemerkte hoogst belangrijke eigendommelijkheid van de zuurstof. Deze wordt namelijk waar hij met phosphorus en water in aanraking komt, eigendommelijk veranderd. Nog is de zaak wel niet volkomen uitgemaakt, maar in allen gevalle neemt men als resultaat hiervan een gas waar, dat sterk riekt en alle eigenschappen van de zuurstof bezit, slechts in veel hoogeren graad, zoodat het in vele opzigten met chloor overeen komt. Men heeft dit ligchaam, wegens zijn reuk ‘Ozon’ (naar het grieksch ‘οζω rieken) genaamd, voor dat men wist dat het zuurstof was. Het is algemeen verbreid in den atmospheer, maar wegens zijne groote verwantschap tot bijna alle stoffen in geringe mate voorhanden. In den winter bevat de atmospheer er meer van, dan in den zomer; het bleeken van sterk geblaauwde natte wassen in den winter is eene werking van het ozon. Niet alleen aan de koude, maar aan het grootere ozon-gehalte der lucht moeten wij de verkwikkende, aangename frischheid van eene wandeling in den winter, voornamelijk op bergen toeschrijven. Over de beteekenis van het ozon spreek ik welligt later meer uitvoerig.

Behalve hetgeen ik reeds over de eigenschappen van den phosphorus gezegd heb, wil ik nog een zeer opmerkelijke eigendommelijkheid daarvan aanhalen. Het is n.l. de verhouding van den phosphorus bij licht en warmte. Onder alle omstandigheden kleurt licht den phosphorus rood, eveneens als chloorzilver van het licht zwart wordt. Stelt men phosphorus langen tijd aan het licht bloot, zoo verandert hij eindelijk in een hoogrood ligchaam. Ditzelfde ligchaam verkrijgt men, wanneer men phosphorus boven 200^o verhit en langen tijd op deze temperatuur houdt.

Wat is nu deze roode stof? Verhitten wij hem sterker, zoo smelt hij niet, maar er ontwijken eindelijk dampen en deze verdigten zich, bij het bekoelen weder tot witten phosphorus! De schoon kristalliserende diamant is koolstof,

[p. 234]

graphiet dat wij in ons zoogenaamd ‘potlood’ bezigen is eveneens koolstof. Hier hebben wij overeenkomstige verschijnselen. Smelt men volkomen zuiveren phosphorus en giet men hem daarna plotseling in zeer koud water, zoo wordt hij zwart. Men heeft alzoo rooden, witten en zwarten phosphorus, hetzelfde ligchaam in drie verschillende toestanden!

De roode phosphorus bezit echter eigenschappen, die hem eene hooge waarde in de techniek verzekeren. Niet meer ontvlambaar gelijk de witte phosphorus kan men hem in kisten pakken en zonder gevaar verzenden. Daarbij is hij op verre na zoo vergiftig niet als de witte phosphorus; terwijl de dampen des laatsten bij de arbeiders in lucifersfabrieken slechts al te veel nercotische verwoesting der kaakbeenderen te weeg brengen, heeft men, zonder eenige vergiftigings-verschijnselen waar te nemen, aan een hond 16 grein phosphorus gegeven.

De groote vergiftigheid van den witten phosphorus wendt men aan tot verdelging van ratten en muizen, die - wat zeer merkwaardig is - tegen alle instinct aan den phosphorus in meeldeeg gemengd, bijzonder gaarne eten. Deze eigenschappen van den rooden phosphorus hebben hem boven den witten phosphorus in de lucifers-fabrieken de voorkeur gegeven. Onvermengd ontbrandt hij niet door wrijving of stooten, hij verkrijgt echter deze eigenschap, wanneer men hem met chloorzure kali vermengt⁽¹⁾. Dusdanige lucifers zijn lang zoo gevaarlijk niet als die, welke met witten phosphorus bereid zijn. In den jongsten tijd heeft men eene verhouding van den phosphorus tot goud-oplossingen leeren kennen, die van groot belang belooft te worden. Legt men namelijk een phosphorstaafje in eene sterke oplossing van goud in koningswater, zoo wordt het spoedig met eene laag metallisch goud overtrokken. Zonder twijfel zal men dit in de galvanoplastiek kunnen aanwenden tot vervaardiging van gouden sieraden. Zoo zien wij eene rijke aanwending van den phosphorus in de techniek en niet minder biedt de phosphorus de gelegenheid aan om de gewigtigste vraagstukken op hem te onderzoeken.

(1) Zie Pract. Volksboek D. 86, pag. 56.

[p. 235]

Inderdaad heeft Lavoisier in het jaar 1774, zijne nog heden geldende verbrandings-theorie, op den phosphorus ontwikkeld. Om een denkbeeld van het verbruik van den phosphorus te geven, wil ik doen opmerken dat volgens Payen in Frankrijk jaarlijks 40 ton à 20 centenaars verwerkt wordt en daarvan ongeveer 95 pCt. tot de fabricaadje der lucifers. In eene fabriek in Manchester worden dagelijks 6-9 millioen lucifers vervaardigd, waartoe ongeveer 5 Ned. p. phosphorus gebezigd wordt; in Duitschland wordt dit getal nog zelfs overtroffen.

Van de verbindingen van den phosphorus met andere ligchamen, vermelden wij inzonderheid de phosphorwaterstof, dit onaangenaam riekend gas, dat als verrottingsprodukt van phosphorhoudende stoffen, gedeeltelijk dien onaangenamen reuk veroorzaakt. Zuivere phosphorwaterstof, verbrand aan de lucht van zelf tot water en phosphorzuur, welk laatste daarbij als een witte nevel zich vertoont.

Hoogst leerrijk voor het begrip eener chemische verbinding is de verhouding van den phosphorus tot de chloor. In dit gas brandt de eerste met eene helder geelachtige groene vlam - eene vlam zonder zuurstof - er vormt zich bij overschot van phosphorus eene waterheldere vloeistof, het phosphorchlorzuur hetwelk analoog met het phosphorig zuur verbonden, evenveel chloor bevat als deze zuurstof, bij overschot van chloor een wit vast ligchaam, dat in gelijke verhouding tot het phosphorzuur staat. Dit phosphorchloride en het phosphorchlorzuur worden beide in aanraking met water, buitengewoon snel omgezet, waarbij zich chloorwaterstof en phosphorzuur vormt. Alles wat ik hier over den phosphorus gezegd heb verzekert hem wel een wetenschappelijk en technisch aanzien, maar toch niet van zulk een belang als hij werkelijk bezit en verdient, omdat men aan zijne verhouding tot het dieren- en plantenleven, opzigtens de vorming en het bestaan van vele der gewigtigste ligchamen, veel te danken heeft.

Wij hebben geleerd, dat de vorming van eiwitachtige stoffen in de plant niet kan plaats grijpen zonder de tegenwoordigheid van phosphorzuur. Zonder phosphorus geen koorn. Evenzoo is de voeding van het dierlijk ligchaam grootendeels afhankelijk van de geregelde toevoer van phosphorus in de spijzen. Het beenig geraamte bestaat voor de helft ongeveer,

[p. 236]

uit phosphorzuren kalk. Den phosphorus vindt men, wegens gemakkelijk te begrijpen oorzaken, niet als zoodanig of als vrij phosphorzuur, maar wel als phosphorzuren kalk in de natuur verspreid. Er komt bijna geen akkergrond voor, die niet ten minste eenige sporen van phosphorus bevat. Het meest verspreide mineraal wordt apatiet of aspergesteen en in digte massa's voorkomende, phosphoriet genoemd. Het spreekt echter van zelf, dat het voor een rijkelijken oogst niet hetzelfde is, hoeveel phosphorus er in den grond vervat is. Tot verkrijging van eene bepaalde hoeveelheid eiwit, d.i. koorn, eene bepaalde hoeveelheid phosphorus noodzakelijk. Hieruit laat zich de sterk mestende werking van phosphorhoudende stoffen verklaren als beendermeel, guano enz. in alle gevallen waarin de grond arm is aan phosphorus.

Planten-asch bevat altijd veel meer phosphorzuur dan eene gelijke hoeveelheid aarde. Maar de dieren nemen de planten tot zich en zoo lang het organisme groeit, wordt het phosphorzuur verzameld en met kalk verbonden, tot opbouw van het skelet aangewend. Slechts bij een rijkelijken toevoer van phosphorzuur met kalk kan er eene doelmatige beenvorming volgen. Dit is het grootste nut van den phosphorus voor het planten- en dierlijk leven. Alle phosphorus wordt uit beenderen getrokken; hieruit zien wij hoe de natuur ons in staat stelt om deze stof op eene gemakkelijke wijze te verkrijgen. Wel is waar zouden wij ook uit de aarde phosphorus kunnen trekken, maar bij de geringe hoeveelheid daarin, zouden wij buitengewoon groote massa's noodig hebben om nog maar een weinigje phosphorus te verkrijgen; daarbij zou de prijs van den phosphorus zoo hoog zijn, dat er van aanwending in de techniek wel nimmer sprake zou kunnen zijn. De beenderen echter bevatten ruim 50 pCt. phosphorzuren kalk, die men bijna zuiver verkrijgt wanneer men de beenderen brandt. Door zwavelzuur wordt dan het phosphorzuur afgescheiden, terwijl zich de kalk met het zwavelzuur tot gips verbindt. Het verkregene phosphorzuur droogt men met kool in en verhit het sterk. Oxydatie-produkten der kool en van den phosphorus zijn produkten van de in de destilleervaten plaats gehad hebbende verhitting. De zuurstof van het phosphorzuur is in de kool overgegaan, het phosphorzuur is gereduceerd, de phosphorus overgehaald.

[p. 237]

Den zóó verkregen phosphorus zuivert men, door hem gesmolten door geitenleder te persen. In stangen gegoten wordt hij in den handel gebragt.

N.n, Februarij 1861.

j.s.