Hennig Brand, prononciation allemande, était un marchand allemand, pharmacien et alchimiste, qui a vécu et travaillé à Hambourg. Il est le découvreur de l'élément chimique phosphore, devenant la première personne nommée dans l'histoire à découvrir un élément chimique.
Biographie
Les circonstances de la naissance de Brand sont inconnues mais il est né en 1630 et mort vers 1692 ou 1710. Certaines sources décrivent ses origines comme modestes et indiquent qu'il avait été apprenti verrier dans sa jeunesse. Cependant, une correspondance de sa deuxième épouse Margaretha affirme qu'il était de haut rang social. En tout cas, il a occupé un poste d'officier d'armée subalterne pendant la Guerre de Trente Ans et la dot de sa première épouse était substantielle, ce qui lui a permis de poursuivre l'alchimie après avoir quitté l'armée.
Il était l'un des nombreux chercheurs de la pierre philosophale. Au cours du processus, il a accidentellement découvert le phosphore.
Alchimie
Comme les autres alchimistes de l'époque, Brand cherchait la « pierre philosophale », une substance qui supposément transformait les métaux de base comme le plomb en or. À la mort de sa première épouse, il avait épuisé son argent dans cette quête. Il s'est ensuite marié avec sa deuxième épouse Margaretha, une veuve riche dont les ressources financières lui ont permis de continuer la recherche.
Comme beaucoup avant lui, il s'intéressait à l'eau et a essayé de la combiner avec diverses autres matières, en centaines de combinaisons. Il avait vu par exemple une recette dans un livre 400 Auserlensene Chemische Process de F. T. Kessler de Strasbourg pour utiliser l'alun, le salpêtre nitrate de potassium et l'urine concentrée pour transformer les métaux de base en argent, une recette qui n'a pas fonctionné.
Vers 1669, il a chauffé les résidus d'urine bouillie dans sa fournaise jusqu'à ce que la cornue soit rouge chaude, où tout d'un coup des vapeurs brillantes l'ont remplie et du liquide en a coulé, s'enflammant. Il a pu attraper le liquide dans un pot et le couvrir, où il s'est solidifié et a continué à émettre une lueur vert pâle. Ce qu'il avait collecté était du phosphore, qu'il a nommé d'après le mot grec signifiant « porteur de lumière » ou « celui qui porte la lumière ».
Le phosphore doit avoir été impressionnant pour un alchimiste : c'était un produit de l'homme, et semblait briller d'une « force vitale » qui ne diminuait pas au fil du temps et n'avait pas besoin d'une réexposition à la lumière comme la Pierre de Bologne découverte précédemment. Brand a gardé sa découverte secrète, comme le faisaient les alchimistes de l'époque, et a travaillé avec le phosphore en essayant sans succès de l'utiliser pour produire de l'or.
Sa recette était :
- Faire bouillir l'urine pour la réduire à un sirop épais.
- Chauffer jusqu'à ce qu'une huile rouge se distille, et en extraire celle-ci.
- Laisser le reste refroidir, où il se compose d'une partie supérieure noire spongieuse et d'une partie inférieure salée.
- Jeter le sel, mélanger l'huile rouge dans le matériau noir.
- Chauffer ce mélange fortement pendant 16 heures.
- D'abord des vapeurs blanches se dégagent, puis une huile, puis du phosphore.
- Le phosphore peut être passé dans de l'eau froide pour se solidifier.
La réaction chimique sur laquelle Brand a trébuché était la suivante. L'urine contient des phosphates PO43−, sous forme de phosphate de sodium c'est-à-dire avec Na+ sous la forme de sel microcosme, et diverses matières organiques à base de carbone. Sous une chaleur intense, les atomes d'oxygène du phosphate réagissent avec le carbone pour produire du monoxyde de carbone CO, laissant du phosphore élémentaire P, qui se dégage sous forme de gaz. Le phosphore se condense en liquide en dessous d'environ 280°C puis se solidifie en alliotrope de phosphore blanc en dessous d'environ 44°C selon la pureté. Cette même réaction essentielle est toujours utilisée aujourd'hui mais avec des minerais de phosphate extraits, du coke pour le carbone, et des fours électriques.
Le processus de Brand a produit bien moins de phosphore qu'il aurait pu le faire. La partie salée qu'il a jetée contenait la majorité du phosphate. Il a utilisé environ 5 500 litres d'urine pour produire seulement 120 grammes de phosphore. S'il avait broyé tout le résidu, il aurait pu en obtenir plusieurs fois plus que cela (1 litre d'urine humaine adulte contient environ 1,4 g de sels de phosphore, ce qui représente environ 0,11 grammes de phosphore blanc pur).
