高中化學(xué)：經(jīng)典史料中的化學(xué)工藝
2024-04-28 21:00:52網(wǎng)絡(luò )轉載
(1)鋅的冶煉：明代《天工開(kāi)物》記載“火法”冶煉鋅：“爐甘石十斤，裝載入一泥罐內，……然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅，……冷淀，毀罐取出，……，即倭鉛也”(注：爐甘石的主要成分為碳酸鋅，泥罐中摻有煤炭)。其冶煉Zn的方程式為ZnCO3＋2CZn＋3CO↑。
(2)青銅的冶煉：冶煉青銅的過(guò)程較復雜，大概為先把選好的礦石加入熔劑，再放在煉爐內，燃木炭熔煉，等火候成熟，取精煉銅液，棄去煉渣，即得初銅。初銅仍比較粗，需再經(jīng)提煉才能獲得純凈的紅銅。紅銅加錫、鉛熔成合金，即是青銅。鑄造青銅必須解決采礦、熔煉、銅、錫、鉛合金成分的比例配制、熔爐和坩堝爐的制造等一系列技術(shù)問(wèn)題。
(3)膽銅法煉銅：用膽水煉銅是中國古代冶金化學(xué)中的一項重要發(fā)明。這種工藝是利用金屬鐵將膽礬溶液中的銅離子置換出來(lái),還原為金屬銅,再熔煉成錠。早在西漢時(shí)就已有人覺(jué)察到這一化學(xué)反應，《淮南萬(wàn)畢術(shù)》、《神農本草經(jīng)》就提到：“白青（堿式碳酸銅）得鐵化為銅”，“石膽……能化鐵為銅”。
(4)淘冶黃金：黃金都是以游離狀態(tài)存在于自然界，分沙金和脈金（小金）兩種。歷史上的早期采金技術(shù)都是“沙里淘金”。例如，《韓非子·內儲說(shuō)上》提到“麗水之中生金”。
(5)銀的冶煉：銀雖有以游離狀態(tài)或銀金合金狀態(tài)(黃銀)存在于自然界的,但很少，主要以硫化礦形式存在,并多與鉛礦共生。中國大約在春秋初期才開(kāi)始采集銀，東漢時(shí)期發(fā)明了以黑錫（鉛）結金銀的“灰吹法”。明代著(zhù)作《菽園雜記》、《天工開(kāi)物》中有翔實(shí)記載。
(6)汞的冶煉：在自然界中雖有游離態(tài)汞存在,但量很少,主要以丹砂（硫化汞）狀態(tài)存在。方士們在密閉的設備中升煉水銀，先后利用過(guò)石灰石、黃礬、赤銅、黑鉛、鐵和炭末來(lái)促進(jìn)硫化汞的分解。南宋時(shí)期發(fā)明了蒸餾水銀的工藝，設計了專(zhuān)用的裝置，《天工開(kāi)物》中也有類(lèi)似記載。在中國的醫藥化學(xué)中還曾利用過(guò)鉛汞齊、錫汞齊。唐代已開(kāi)始用銀錫汞齊作為補牙劑。
(7)黃銅的冶煉：明代以前，這種合金是利用爐甘石（碳酸鋅礦）和金屬銅、木炭合煉而成的。這個(gè)煉制方法的記載最早見(jiàn)于五代末期的“日華子點(diǎn)庚法”，是一個(gè)煉金術(shù)的配方。
(8)鎳白銅的冶煉：鎳白銅自古是中國云南的特產(chǎn)。東晉常璩《華陽(yáng)國志》就已記載：“螳螂縣因山名也，出銀、鉛、白銅、雜藥。”明代云南已大量生產(chǎn)似銀的鋅鎳銅合金，含銅40％～58％，鎳7.7％～31.6％，鋅25.4％～45％,稱(chēng)為“中國白銅”。
(9)《新修本草》對“青礬”的描述：“本來(lái)綠色，……正如瑠璃……燒之赤色……”，“燒之赤色”指的是“煅燒”。
(10)《徐光啟手記》中記載了“造強水法”：“綠礬(FeSO4·7H2O)五斤（多少任意），硝五斤。將礬炒去，約折五分之一。將二味同研細，聽(tīng)用。次用鐵作鍋……鍋下起火……取起冷定，開(kāi)壇則藥化為水，而鍋亦壞矣。用水入五金皆成水，惟黃金不化水中，加鹽則化……強水用過(guò)無(wú)力……”。相當于“王水”的配制。
(11)《呂氏春秋》中有關(guān)于青銅的記載：“金（銅）柔錫柔，合兩柔則為剛，燔（燒）之則為淖（液體)”。相當于“合金”的制備。
(12)造紙：《天工開(kāi)物》記載，竹紙制造分為六個(gè)步驟：以我國古書(shū)《天工開(kāi)物》卷中所記載的竹紙制造方法為例，步驟如下：
�、贁刂衿粒簩⑿驴诚碌哪壑穹湃氤靥林�，浸泡一百日以上，利用天然微生物分解并洗去竹子的青皮；
�、谥筢遄慊穑悍湃�“徨”桶內與石灰一道蒸煮，利用石灰的堿性脫脂、殺死微生物等；
�、埕┚剩喊焉鲜鎏幚淼闹褡�，放入石臼中打爛，形同泥面；
�、苁幜先牒煟簩⒈淮驙�的竹料倒入水槽內，并以竹簾在水中蕩料，竹料成為薄層附于竹簾上面；
�、莞埠焿杭垼簩⒅窈煼催^(guò)來(lái)，使濕紙落于板上。重復蕩料與覆簾步驟，疊積上千張濕紙后，加木板重壓以擠去大部分的水；
�、尥富鸨焊桑簩窦堉饛垞P起，生火焙干。
(13)燒制陶器：陶瓷釉料中主要含有一些金屬及其化合物，在高溫燒制時(shí)金屬及其化合物發(fā)生不同的氧化還原反應，產(chǎn)生不同顏色的物質(zhì)。
(14)釀酒：據《禮記》記載，西周已有相當豐富的釀酒經(jīng)驗和完整的釀酒技術(shù)規程，其中“月令篇”敘述了負責釀酒事宜的官“大酋”在仲冬釀酒時(shí)必須監管好的6個(gè)環(huán)節:“秫稻必齊，曲蘗必時(shí)，湛熾必潔、水泉必香,陶器必良,火齊必得，兼用六物。”方法：先用米曲霉、黃曲霉等將淀粉水解為葡萄糖，稱(chēng)為糖化；再用酵母菌將葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精，發(fā)酵后的混合料經(jīng)過(guò)蒸餾，得到白酒和酒糟。
