理论教育 应用化学:炼丹术和冶金化学时期的重要成果

应用化学:炼丹术和冶金化学时期的重要成果

时间:2023-10-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:火药的发明与中国西汉时期的炼丹术有关。

应用化学:炼丹术和冶金化学时期的重要成果

东、西方炼丹术均源于人类对生命和财富的追求,尤其是封建社会的帝王有两种奢求:一是拥有更多财富,二是长生不老。例如,秦始皇统一中国后,便迫不及待地寻求长生不老药,不但让徐福等人出海寻找,还召集一大批方士(炼丹家)日夜不息炼制丹砂——所谓的“长生不老药”。再如,炼金家想点石成金,即用人工方法(化学反应)把铜、铅、锡、铁等金属转变为金、银等贵金属。希腊炼金家就把铅、铜、铁、锡熔化成合金,再将其放入多硫化钙溶液中浸泡,在合金表面便形成一层硫化锡,它色泽酷似黄金,现在我们称这种金黄色的硫化锡为金粉,可用于建筑物的涂料。这些虔诚的古代炼丹家和炼金家最终虽没达到目的,但他们长年累月置身于毒气、粉尘笼罩的简陋“化学实验室”中,这难得的坚持也为他们赢得了钻研化学科学奥秘的“化学家”的称号,他们为化学学科的建立积累了相当丰富的经验,同时也收获了很多失败的教训,甚至总结出一些化学反应的规律。例如东晋葛洪所著《抱朴子》一书中记载:“丹砂(硫化汞)烧之成水银,积变(把硫和水银两种物质放在一起)又成丹砂”,发现了反应的可逆性。另外,这些“化学家”有目的地将各种物品搭配进行试验,制成了升华器、研钵、蒸馏器、熔化炉、加热锅、烧杯及过滤装置等,也建立了早期实验方法,如研磨、混合、溶解、结晶、灼烧、熔融、密封等。他们在钻研的过程中还创造了许多技术名词,编写出了不少著作,正是这些理论、实验方法、仪器,以及炼丹、炼金著作奠定了化学作为一门学科的基石。在欧洲文艺复兴时期,首次出现了“化学”这个词。其实英文单词中的化学(Chemistry)就源自炼金术(Alchemy)。

最早的冶炼要追溯到公元前3800年左右,那时的伊朗就开始将铜矿石孔雀石)和木炭混合在一起加热,得到金属铜,这个过程木炭(C元素)充当了还原剂,将铜矿石中的铜离子还原为单质铜。后为改善纯铜质地较软的特性就向铜中掺入锡元素形成合金,用这种材料制成的物品称为青铜器,适合制造生产工具、器皿或兵器。到了公元前3000至公元前2500年,又出现锡(Sn)和铅(Pb)的冶炼技术。古代的中国在铸造青铜器上有过巨大成就,如殷朝前期的“司母戊”鼎及战国时期编钟。因此,青铜器的出现,推动了当时农业、兵器、金融艺术等方面的发展,把社会文明向前推进了一步。(www.daowen.com)

火药的发明与中国西汉时期的炼丹术有关。黑火药是中国古代四大发明之一,但为什么要把它称为“黑火药”呢?这与其选用的原料有关。火药的三种原料是硫黄、硝石和木炭。木炭是黑的,因此制成的火药呈现出黑色,故名“黑火药”。炼丹方法是将硫黄与硝石放在炼丹炉中用火炼制,而在许多次炼丹过程中出现了着明火和爆炸现象,经过反复尝试终于找到由最佳配比成分(简称“一硫二硝三木炭”)制成黑火药,其反应方程式如下:

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