Simya Hikayeleri: Hennig Brand ve Fosforun Keşfi (Güncellenmiş)

M.E.B. 'in 2008 yılında yürürlüğe koyduğu yeni lise müfredatı çerçevesinde, kimya dersi 9.sınıf konularına "Simyadan Kimyaya" adlı yeni bir kısım eklenmişti. İlgili sınıfın ilk kısmı olan bu konuda, simya kavramının gelişmesi, simya kuramları, tarih boyunca bilimin gelişmesi, önemli simyacılar ve bilim insanları vs. şeklinde alt bölümleri vardı. Kimilerine göre bu konu (bir sayısal dersi için) hikayeydi. Genelde derslerde çok önemsemeden hızlıca geçildi. Hatta ÖSYM günümüze kadar direkt simya ile ilgili soru sormadı. Yalnızca 2010 yılında Kimyanın gelişimine katkıda bulunan bilim insanları ile ilgili bir soru kullanarak öğrencilerde bu kazanımı yokladı. Bense bu konuyu çok sevdim çünkü hem tarihe hem de efsanelere olan ilgim çoktur. Çoğunluğun çok ta ciddiye almadığı 4 elementi, ben anlatırken keyif alıyorum. Ama sınavlarda ağırlıkla soru gelen konular yanında, ister istemez önemsiz kaldığı için çok fazla üstünde durmaya gerek duymuyorum.

Bu yayın, Simya Hikayeleri serimizin ilk yayınının güncellenmiş versiyonu. Simya ne demek peki? Simya için, şu tanımlamayı yapabiliriz. Simya (Alşimi), doğanın ilkel zamanlardan beridir anlaşılmak istenmesi ve bu yolda uygulanan ilkel yöntemler, değersiz metalleri altına çevirmek veya ölümsüzlük iksiri bulmak gibi fantastik arayışlar, bu arayışlar sırasında tesadüfen keşfedilen ve insanlık için yararlı buluşlar ve tüm bu bahsettiğimiz olguları içine alan felsefi akımdır. Tarihte anlatılması hoş olacak o kadar çok ilginç öykü var ki, bunları blogumuzda yer yer sizinle paylaşmak isteyeceğim. Bunlardan ilki, Hennig Brand isimli bir simyager hakkında.

Hennig Brand 1630 yılında Almanya’ nın Hamburg şehrinde doğmuş, bazı kaynaklara göre 1692, bazılarına göre 1710 yılında vefat etmiş. Gençliğinde camcı çırağı olarak çalışan Brand, orduda subay olarak görev yapmış. İlerleyen dönemlerde ise tüccarlık ve eczacılık yapmaya başlayan Brand, simya adına birçok çalışma yapmıştır. Önceleri çoğu simyacı gibi su ile ilgilenmiş, suyu çeşitli metallerle yüzlerce kombinasyonda birleştirmiş. Hatta Strasbourglu F.T. Kessler’ in “400 Seçilmiş Kimyasal Süreçler (400 Auserlensene Chemische Process)” kitabında şap, güherçile ve derişik ürin çözeltisi kullanarak sıradan metalleri gümüşe çevirme amaçlı bir reçetesi dahi vardır. Brand daha sonraları simya felsefesinde bolca kendine yer bulan "felsefe taşı" nı bulmayı kendine amaç edinmiş. Dönemine göre hayli yüksek statülü bir hayatı varmış ve tüm servetini bu uğurda harcamış (Zengin ilk karısının ölümünden sonra, başka bir zengin kadınla evlenip çalışmalarına devam etmiş). Bu doğrultuda kendini kaptırdığı düşünce ise, insanda altın olabileceğiymiş. Altının soylu bir maden şeklinde tabir edilmesi sebebiyle, dünyada insandan daha soylu bir şey olamayacağını düşünerek ve altının renginden dolayı, insan idrarından altın sentezlemek istemiş. 1669 yılları civarlarında uğraştığı bu işlem sonucunda fosfor elementini keşfetmiş. Bu keşfini geçmişteki tüm diğer simyacılar gibi uzun süre sır olarak saklamış ve altın sentezleme çalışmalarına fosfor üzerinden devam etmiş.

Önce insan idrarını şurubumsu kıvama gelene kadar kaynatmış. Kaynamış idrarın kalıntılarını imbik kullanarak kırmızı bir yağ şeklinde damıtmış. Kalan karışımı, üst kısmı siyah süngerimsi, alt kısmı kristalli bir yapıya gelinceye kadar soğumaya bırakmış. Kristalli yapıyı atıp, kalan süngerimsi kısmı, kırmızı yağla karıştırmış ve 16 saat boyunca ısıtmış. Önce beyaz dumanlar çıkmış, sonra bir çeşit yağ elde etmiş, en sonda da fosfora ulaşmış. Reçetesinde aynen böyle tarif etmiş fosfor sentezini Brand. Keşfettiği madde elinde beyaz, kolay şekil alan bir katıymış. Kapalı bir kapta bile karanlıkta parlıyormuş. Havaya maruz kaldığında ise çok parlak beyaz bir alevle kendiliğinden yanıyormuş. Bu sebeplerle de maddeye Yunanca’ da “Işık Taşıyan” veya “Işık Taşıyıcı” anlamına gelen “fosfor” ismini vermiş. Tabi altın bulamadığı için hayal kırıklığına uğramış olsa da, fosfor elementini keşfetmiş olması, onun simya tarihinde önemli bir isim haline getirmiş.

Brand' ın bu sentezi kimyasal olarak kısaca şöyle açıklanabilir. İdrar - Na(NH₄)HPO₄ (mikrokozmik tuz) halinde- fosfat iyonu ve karbon bazlı organik bileşikler içerir. Güçlü olarak ısıtıldığında, fosfattaki oksijen, karbonla CO (karbonmonoksit) oluşturur ve geriye gaz halinde fosfor kalır. Fosfor 280 derecenin altında yoğunlaşır ve 44 derecenin altında da beyaz allotropu halinde katılaşabilir. Brand' ın elde ettiği karışım bu şekilde açıklayabiliriz. Bu aynı temel reaksiyon günümüzde de fosfat maden cevheri, kok kömürü ve elektrik fırınları ile kullanılmaktadır.

Brand’ ın bu sürecinde, aslında yapabileceğinden çok daha az fosfor ürettiği daha sonraları ortaya çıktı. Attığı kristalli yapı fosfatın çoğunu içeriyormuş. Sadece 120 gram fosfor elde etmek için yaklaşık 5500 litre idrar kullanmış. 

Bilinen elementlerden sonra (altın, gümüş, kalay, bakır, kurşun, civa vs...), bir elementin bilimsel olarak keşfedilmesi (her ne kadar amaç farklı olsa da) bu şekilde gerçekleşmiş. Brand'ın açtığı bu yolda, bundan sonraki yaklaşık 200 yıl boyunca, kimyacılar, elementleri ve onların bileşikleri hakkında pek çok bilgi edebilmişlerdir. Bu olay aslında simyacıların modern bilimin temellerini attığını gösteriyor.

Kaynaklar:

·         http://en.wikipedia.org/wiki/Hennig_Brand

·         http://en.wikipedia.org/wiki/Phosphorus

·         https://www.todayinsci.com/stories/story013.htm

·         https://bilimfili.com/kesfinin-350-yilinda-tukenmeye-yuz-tutan-element-fosfor

·         https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ed010p302#

·         John Emsley, The Shocking History of Phosphorus, 2000, ISBN 0-330-39005-8

·         https://www.encyclopedia.com/science/encyclopedias-almanacs-transcripts-and-maps/hennig-brand

·         http://uncertaintimes.tumblr.com/post/3083593778/joseph-wright-the-alchemist-in-search-of-the

·         http://www.bilgininadresi.net/Madde/39668/Fosfor-Nedir