Phốt pho: Nguyên tố hóa học đầu tiên trong lịch sử được phát hiện nhờ... nước tiểu

Phốt pho là nguyên tố vô cùng quan trọng trong cuộc sống, nhiều dạng của nó có mặt trong ADN, ARN và màng của tế bào sống. Đặc biệt, phốt pho còn chễm chệ đứng thứ 6 trong số những nguyên tố được tìm thấy nhiều nhất trong một cơ thể sống. 

Tuy nhiên, phốt pho lại có độc tố cao và dễ phát nổ. Năm 1669, phốt pho được nhà giả kim người Đức tên Hennig Brand tìm ra theo cách… ngoài ý muốn. Điều đáng nói, việc tìm ra phốt pho cũng chẳng sạch sẽ hay vệ sinh cho lắm, tuy nhiên nó vẫn là nguyên tố hóa học đầu tiên được phát hiện. 

Thực tế, hầu hết phát minh hay phát kiến vĩ đại của con người đều được cấu thành từ 2 yếu tố là sự tình cờ và nỗ lực không ngừng nghỉ. Việc phát hiện ra phốt pho cũng không nằm ngoài quy luật này. Cụ thể, giả kim Hennig Brand đã tìm ra nguyên tố thứ 15 trong hệ thống bảng tuần hoàn hóa học khi đang cố gắng cô cạn nước tiểu với mục đích là tìm cách điều chế ra vàng.

Giống như các nhà giả kim thuật khác, Hennig Brand luôn mày mò và nghiên cứu những phương pháp để tinh chế được vàng từ những thứ không phải là vàng. Thời điểm đó, các nhà giả kim luôn cho rằng con người có thể nắm giữ được những thành tố quan trọng trong giả kim thuật và những chất khi đi vào cơ thể con người lúc “đi ra” sẽ thành sản phẩm khác. Trong một cuốn sách về giả kim công thức để biến kim loại thành vàng, Hennig Brand đã phát hiện ra công thức gồm có phèn, kali nitrat và nước tiểu của con người. 

Một lần khi đi tiểu, Hennig Brand thấy màu nước tiểu của mình có màu giống như vàng nên càng tin tưởng vào công thức này và quyết định chiết xuất vàng từ nước tiểu. Ban đầu, Brand dùng nước tiểu của chính mình và người nhà để thử nghiệm với phương pháp chủ yếu là bốc hơi. Sau nhiều lần không có kết quả, ông cho rằng nguyên nhân là do nước tiểu quá ít.

Sau đó, ông đã lóe ra ý tưởng vô cùng táo bạo, đó là thu thập nước tiểu của đồng nghiệp và những người tin vào thuật giả kim tình nguyện giúp đỡ. Sau khi xin nước tiểu từ binh lính, người dân, người ăn xin… Brand đã thu được tổng cộng 6,8 tấn nước tiểu và tiêu tốn thêm một số tiền lớn để mua thùng đựng đủ số nước tiểu này. 

Tiếp đến, ông cẩn thận phân loại nước tiểu theo độ tuổi, giới tính và đóng thêm một chiếc nồi to để nấu nước tiểu trong sân. Khi mọi thứ đã sẵn sàng, ông bắt đầu quá trình chiết vàng đầy mong đợi của mình. Theo nhiều nguồn ghi chép, Brand đã phơi nắng nước tiểu vài tuần, sau đó đun sôi đến khi nó thành một loại dung dịch đặc quánh. Ông tiếp tục đun cho tới khi nó nhả khói màu đỏ, để nguội cho đến khi dung dịch thành màu đen.

Dung dịch đen này được ông tiếp tục mang ra hòa với dầu và tiếp tục đun nóng. Kết quả, những giọt dung dịch sáng trắng cô đọng cuối cùng được cho chảy nhỏ giọt vào một bình chưng cất. Khi giọt dung dịch này tiếp xúc với không khí thì ngay lập tức làm bùng lên một ngọn lửa và toát ra mùi giống như… tỏi. 

Giọt chất ấy chính là phốt pho - nguyên tố đầu tiên mà con người tìm ra. Chính xác thì nó là phốt pho trắng, một nguyên tố hóa học rất dễ bắt lửa và tự bùng cháy khi nó tiếp xúc với oxy. Thế nhưng lúc ấy, Brand lại nghĩ rằng mình đã tìm ra viên đá phù thủy và giấu nhẹm đi phát hiện của mình suốt 6 năm vì sợ có người cướp công, hoặc tệ hơn là nó có thể mang tai họa đến cho bản thân và cả gia đình. 

Với chất mới khám phá ra này, Brand tiếp tục làm thí nghiệm và phát hiện, chất này có thể lưu giữ được trong nước, khi tiếp xúc với không khí sẽ phát sáng và nhiều khi có thể tự bốc cháy. Và thế là, ông tận dụng luôn nó để thắp sáng phòng thí nghiệm, tạo ra một loại mực thắp sáng trong bóng tối. Tuy nhiên, mục đích lớn nhất của Brand là biến kim loại thành vàng thì lại không thành công.

Sau 6 năm hì hục, cuối cùng Brand đành phải chấp nhận thực tại là bản thân không thể tạo được viên đá phù thủy trong truyền thuyết mà đã tạo ra một chất gì đó khác biệt mà chưa từng được biết đến. Dù nó có là chất gì đi chăng nữa thì Brand cũng chẳng sử dụng được nhiều, cũng không cứu được gia đình khỏi gia cảnh khốn khó lần hai bởi trước đó Brand đã tiêu tốn hết tiền để đổ vào thí nghiệm và nghiên cứu của mình. 

Đầu thế kỷ 18, Brand qua đời khi nguyện vọng vẫn chưa thực hiện được. Bên cạnh đó, công sức phát hiện ra phốt pho của ông cũng không được công nhận. May mắn thay, người vợ thứ hai của ông là Margherita đã có những lá thư giúp những người sau này phát hiện ra rằng “cha đẻ” của phốt pho chính là Brand. 

Rất lâu sau đó, nhiều người vẫn không hiểu vì sao xưa kia Brand lại có thể cho rằng nước tiểu con người có thể tạo ra chất biến các kim loại khác thành vàng khi được cô cạn đến mức tối đa. Thậm chí sau này, không ít người còn chế nhạo Brand khi liên tưởng màu vàng của nước tiểu với màu vàng của thứ kim loại quý giá kia. Tuy nhiên, không ai có thể phủ nhận đóng của ông đối với ngành công nghiệp hóa chất khi đã tìm ra được phốt pho trong nước tiểu.

Xem thêm: Khám phá 'siêu năng lực' cảm nhận sóng thần của các loài chim