Hennig Brandt, Penemu Fosfor

Pada sekitar tahun 1669, seorang ahli alkimia yang bernama Hennig Brandt, mengumpulkan urin dan membiarkannya sampai membusuk. Tidak tanggung-tanggung, dia mengumpulkan sekitar 50 ember besar berisi urin. Apa yang menjadi tujuannya ketika dia memanaskan urin? Jawabannya karena keinginannya untuk mencari emas. Tidak heran, karena Brandt merupakan salah satu dari sekian banyak yang percaya bahwa emas bisa dibuat dari logam lain yang lebih murah dengan bantuan api dan air serta udara. Dia berharap dengan menguapkan urin, akan memperoleh emas karena warna urin dan warna emas adalah sama (kuning).
Setelah dibiarkan dalam waktu beberapa hari, ratusan liter urin tersebut kemudian dipanaskan sampai terbentuk pasta. Pasta ini kemudian dipanaskan lebih lanjut menggunakan suhu yang sangat tinggi dan mengalirkan uapnya ke dalam air supaya mengendap menjadi (menurut perkiraannya : emas). Apa yang terjadi kemudian adalah di luar dugaan dan sangat mengecewakannya. Bukannya padatan kuning emas yang dia dapatkan, namun justru padatan putih yang lengket seperti lilin yang dia peroleh. Akan tetapi, yang sedikit menghiburnya adalah bahwa padatan putih ini dapat berpendar (bercahaya) dalam gelap. Dia pun menamai zat ini fosforus (yang berasal dari bahasa latin yang artinya penghasil cahaya). Brandt tidak sadar bahwa dia telah menemukan unsur baru yaitu fosfor, yang di kemudian hari akan menjadi lebih berharga daripada emas.
Biografi Hennig Brandt
Hennig Brandt (1630 – 1710) adalah seorang pedagang dan seorang ahli alkimia yang tinggal di Hamburg, Jerman. Lingkungan ketika Brandt dilahirkan tidaklah diketahui. Beberapa sumber menyebutkan asal usulnya sebagai keluarga yang sederhana yang dibuktikan bahwa dia pernah magang sebagai pembuat gelas ketika masih muda. Akan tetapi, keterangan dari istri keduanya Margaretha, menyatakan bahwa Brandt berasal dari kalangan kelas atas. Setidaknya, dia pernah menjabat sebagai opsir tentara junior selama Perang Tiga Puluh Tahun. Akan tetapi, dia kemudian meninggalkan militer dan mengejar alkimia karena terobsesi ingin mencari emas. Dia menghabiskan maskawin istri pertamanya untuk obsesinya ini.
Seperti halnya para ahli alkimia pada waktu itu, Brandt juga seorang yang sedang mencari “batu filosofis”, suatu zat yang pada intinya berusaha mengubah logam murah (seperti timbal), menjadi emas. Pada waktu istri pertamanya meninggal, dia telah menghabiskan uang istrinya untuk pencarian ini. Dia kemudian menikahi istri keduanya Margaretha, seorang janda kaya yang mengizinkan uangnya digunakan oleh Brandt untuk terus melakukan risetnya.
Seperti halnya para ahli alkimia sebelumnya, dia tertarik dengan air (H2O) dan mencoba untuk menggabungkan air dengan berbagai macam material lain, dalam ratusan macam kombinasi. Sebagai contoh, dia pernah mencoba resep dalam sebuah buku 400 Auserlensene Chemiche Process oleh F.T. Kessler dari Strasbourg dengan menggunakan alum (alumunium sulfat), salpeter (kalium nitrat), dan urin pekat untuk mengubah logam murah menjadi perak (suatu resep yang ternyata tidak berhasil).
Pada tahun 1669, dia memanaskan sisa dari urin yang sudah dididihkan di atas pemanas sampai labunya menjadi merah menyala, dimana semua asap putih langsung memenuhinya dan cairan keluar, terbakar menjadi kobaran api. Dia dapat mengisolasi cairan ke dalam wadah dan menutupinya, di mana cairan tersebut kemudian memadat dan terus menghasilkan nyala yang berwarna hijau pucat.
Brandt menjaga penemuannya tetap rahasia, sebagaimana halnya para ahli alkimia pada waktu itu, dan terus melakukan percobaan untuk mengubah fosfor menjadi emas yang ternyata tidak berhasil.
Resep yang dia buat untuk mengubah urin menjadi fosfor adalah :
mendidihkan urin sampai didapatkan larutan sirup pekat
pemanasan urin pekat dilanjutkan sampai minyak merahnya terdistilasi, dan bagian yang tidak menguap disimpan
selanjutnya, apa yang tersisa dibiarkan untuk mendingin. Komposisi sisa ini terdiri dari buih berwarna hitam di bagian atas dan garam di bagian bawahnya
bagian garam kemudian dibuang. Minyak merah kemudian dicampur dengan buih yang berwarna hitam
campuran ini kemudian dipanaskan dengan kuat selama 16 jam
selama pemanasan, asap putih mula-mula akan keluar, kemudian minyak, kemudian fosfor
fosfor kemudian dapat dimasukkan ke dalam air dingin supaya membeku 
Reaksi kimia yang ditemukan secara tidak sengaja oleh Brandt adalah sebagai berikut. Urin mengandung ion fosat (yang terdapat dalam bentuk natrium fosfat (Na3PO4)), dan berbagai senyawa organik (yang mengandung karbon). Di bawah pemanasan kuat, oksigen dari fosfat bereaksi dengan karbon untuk menghasilkan karbonmonoksida (CO), sehingga yang tersisa adalah unsur fosfor (P), yang keluar sebagai gas. Fosfor terkondensasi sebagai cairan di bawah 280 oC dan kemudian memadat (menjadi fosfor putih) di bawah 44 oC (bergantung pada kemurnian). Inti dari reaksi ini masih digunakan sampai hari ini, namun dengan sumber yang berbeda yaitu bijih fosfat (menggantikan urin), kokas (untuk sumber karbon menggantikan senyawa karbon organik), dan pemanas listrik (menggantikan pemanasan kuat).
Proses Brandt menghasilkan lebih sedikit fosfor daripada yang seharusnya bisa diperoleh. Bagian garam yang dia buang sebenarnya mengandung fosfat lebih banyak. Dia menggunakan sekitar 5500 liter urin untuk menghasilkan hanya 120 gram fosfor. Seandainya dia mengolah kembali semua residunya, maka dia dapat memperoleh hasil yang lebih banyak lagi (1 liter urin manusia mengandung sekitar 1,4 gram garam fosfat, atau sekitar 0,11 gram fosfor putih murni). Jadi, 5500 liter urin seharusnya menghasilkan 600 gram fosfor murni (5 kali lipat).
Dengan penemuan fosfor ini, Hennig Brand menjadi ilmuwan yang pertama kali menemukan unsur. Brand menyebut zat yang telah dia temukan sebagai “api dingin” karena dapat menghasilkan cahaya dalam gelap malam. Brand adalah seorang ahli alkimia, dan seperti para ahli alkimia yang lain, sangat merahasiakan formulanya.
Akan tetapi, beberapa tahun kemudian, Robert Boyle (1680) sukses membuat fosfor dari urin. Apa penyebabnya ?
Meskipun Brandt tidak mempublikasikan metodenya, namun karena membutuhkan uang dan tidak tahu bagaimana cara memanfaatkan fosfor, dia menjual rahasianya kepada kimiawan Jerman Johann Daniel Kraft dan Kunckel von Lowenstern. Untuk mencari tambahan uang lainnya, Brand memberikan rahasianya kepada Gottfried Wilhelm Leibniz, yang terkenal sebagai penemu kalkulus.
Krafft kemudian memamerkan fosfor di beberapa pameran di seluruh eropa. Akibatnya, rahasia pembuatan fosfor dari urin pun bocor sehingga Johan Kunckel dari Swedia berhasil membuat urin dengan cara yang sama pada tahun 1678. Dua tahun kemudian, Robert Boyle dari Inggris, juga berhasil mengisolasi fosfor dari urin dengan hasil yang lebih baik. Dia memperbaiki apa yang telah dilakukan Brandt dengan menambahkan pasir ke dalam prosesnya. Proses ini terbukti lebih baik daripada yang dilakukan oleh Brandt, karena dengan menambahkan pasir, fosfor dari urin dapat diekstrak seluruhnya.
Melangkah lebih jauh, Robert Boyle kemudian mencampurkan fosfor dengan sulfur dengan perbandingan 1 : 16. Hasilnya menakjubkan, dia dapat membuat api dari campuran ini, yang kemudian menjadi cikal bakal dari korek api pada masa kini.
Kini, fosforus memiliki banyak penggunaan, mulai dari sebagai pupuk (fosfat), korek api, sampai bom. Terbukti,
Brandt telah menemukan dengan tidak sengaja, sebuah unsur baru, unsur yang dapat menghasilkan api, fosfor. Dia mengharapkan kekayaan dan ketenaran dari penemuannya, namun dia tidak menyadari bahwa dia telah menemukan ide dan gagasan yang fundamental, bahwa unsur dapat ditemukan dalam dunia yang tersembunyi. 

@IF'38