É hora de comprar muitas velas. E se acendermos com fósforos, só será possível por causa do aniversário em questão. É um feliz aniversário de 350 anos para a descoberta do fósforo, um elemento essencial para a vida como a conhecemos.

A história de como o 15º elemento da tabela periódica foi descoberto permanece como um dos grandes acidentes do esforço humano - o equivalente do químico, possivelmente, de Colombo partindo para a Índia apenas para encontrar as Américas por engano. No caso do fósforo, o explorador foi Hennig Brand, um alquimista e comerciante do século 17 de Hamburgo, Alemanha.

Brand estava tentando alcançar um dos grandes objetivos da alquimia, para fazer a pedra filosofal. Os alquimistas achavam que este era o elixir da vida, capaz de transformar chumbo em ouro. Mas onde encontrar essa substância lendária?

Brand estava convencido de que a resposta era urina humana, por duas boas razões. Primeiro, ouro e urina eram de cor semelhante. Segundo, urina veio do corpo humano, que foi considerado pelos alquimistas como uma obra de perfeição.

A descoberta

O processo real que Brand iniciou em 1669 foi notável. Seria difícil repetir isso em um galpão de jardim hoje em dia - a menos que você tivesse vizinhos que estivessem dispostos a tolerar cheiros extremamente ruins. Brand concentrou grandes quantidades de urina humana e a deixou fermentar. Ele então aqueceu os resíduos, realizando destilação a seco, conforme descrito abaixo na pintura de Joseph Wright de 1795, o Alquimista em Busca da Pedra Filosofal.

Brand ficou com um sólido ceroso branco que brilhava no escuro mesmo em uma garrafa fechada, e queimou espontaneamente com uma chama branca muito brilhante quando exposta ao ar. Intrigado com essas propriedades, ele o chamou de fósforo porque significava "portador de luz" em grego. Ele tentou muitas vezes usar a substância para transformar chumbo em ouro, mas sem sucesso.

Presumivelmente desapontado, Brand pode muito bem ter pensado que, em vez disso, encontrou uma das outras grandes postulações da alquimia, flogístico puro. A alquimia tinha uma estrutura espiritual enraizada principalmente na filosofia grega antiga, que estipulou que toda matéria é formada por quatro elementos, ou qualidades - ar, terra, fogo e água. Quando calor e luz foram gerados durante a combustão, alquimistas pensaram que era por causa do flogisto, um elemento semelhante ao fogo contido em objetos combustíveis e liberado quando queimado.

A teoria do flogístico não foi desmascarada até a década de 1770, quando Antoine-Laurent Lavoisier mostrou que a combustão é uma reação com um gás - o oxigênio. Mais de um século depois disso, tornou-se possível transmutar um metal em outro - mas usando um reator nuclear em vez de uma pedra filosofal. Economicamente, Contudo, o processo nunca fez sentido, pois apenas pequenas quantidades de metais nobres como ouro podem ser feitas dessa maneira.

Por outro lado, a descoberta do fósforo abriu um novo capítulo deslumbrante no que se tornou a química moderna. Cerca de 50 anos após a descoberta de Brand, Johann Thomas Hensing, um professor de medicina da Universidade de Giessen, na Alemanha central, mostraram que o fósforo também estava presente no cérebro humano (décadas depois, seria demonstrado que também havia minerais contendo fósforo).

Os primeiros medicamentos contendo fósforo elementar começaram a ser vendidos, talvez pensando que "se está em seu cérebro, deve ser bom para você ". Isso acabou sendo uma falha grave, Contudo, já que o fósforo branco é de fato muito tóxico - uma dose fatal é de apenas 1 mg por quilograma de massa corporal. Como resultado, os pacientes acabaram sendo envenenados.

Portador de vida e morte

Apesar disso, o fósforo é biologicamente vital. O corpo humano médio contém cerca de 0,5 kg de fósforo, a maior parte na forma de fosfato para fortalecer os ossos e os dentes. O fósforo também mantém juntas as moléculas de DNA e RNA - a espinha dorsal dessas estruturas semelhantes a cadeias longas contém dois grupos fosfato por par de bases nucleicas. Sem fósforo, é difícil imaginar qualquer tipo de vida.

Os alimentos ricos em fósforo incluem várias carnes, frutos do mar, lentilhas, feijões, nozes e sementes. Na outra extremidade do espectro, fósforo branco foi usado por muito tempo em veneno de rato. Ainda mais extremo, agentes de guerra química Sarin e VX são compostos de fósforo. Sarin, por exemplo, é 21 vezes mais mortal do que o cianeto de potássio. É um ótimo exemplo de como os elementos que ocorrem em diferentes formas podem ter aparências e efeitos biológicos muito diferentes.

O fósforo tem muitos outros traços positivos. Juntamente com o nitrogênio, os fosfatos são a base dos fertilizantes amplamente usados ​​na agricultura. Não há substituto para o fósforo neste papel; não pode ser substituído por nenhum outro elemento nas plantas.

Isso levanta um problema importante. Os suprimentos de rocha fosfática - o único minério de fósforo importante - são limitados. Tanto é que o fósforo foi listado entre os “elementos em perigo” onde existe risco de abastecimento futuro. O problema é que o fósforo usado como fertilizante acaba dissolvido nos rios e oceanos como fosfato solúvel, eventualmente se tornando sedimento. Atualmente não existe uma forma economicamente viável de recuperá-lo, e os cientistas prevêem uma escassez dentro de cerca de 30 a 40 anos.

Isso aponta para a necessidade de desenvolver a reciclagem de fósforo, idealmente no ponto antes de se tornar altamente diluído em nossos fluxos de água. Então, como isso poderia ser feito? Os humanos consomem 3 milhões de toneladas a mais de fósforo do que precisam a cada ano, que é eventualmente excretado na urina e nas fezes. Reciclar fósforo de dejetos humanos pode não soar muito edificante, mas será um ovo de ouro para quem encontrar uma maneira de fazê-lo.

Isso levanta um ponto interessante. É tentador olhar divertido para a maneira como Brand encontrou fósforo em baldes de urina. Pode ser que, em retrospectiva de 350 anos, na verdade, ele estava se concentrando exatamente no melhor lugar, afinal.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.