李自成谦虚道:「先生客气了。在下知无不言言无不,奈何学识有,恐让先生看笑话了。」
宋应星一捋,直接问道:「铁器淬于胆矾水,即成铜色也。这是为何?」
胆矾水是什么玩意儿?
李自成愣了一,赶紧开动脑筋。
胆矾水……胆矾胆,挺耳熟,这是个啥玩意儿来着?
「这个简,很好解释。只要在我大顺的学校里念过,都能清楚其中底细。」
李自成一时想不起胆矾是个,但又不能在老宋眼前拉,只得多说几句废话拖延时间。
宋应星果然问道:「鄙人在榼山书院时看过小学课,非常有新意。想必大统领所说的应该是中学课本上的内容。」
李自成点点,「对对,这些化学上的学问会在中学开始……,这个胆矾啊……」
他终于想起来了。
将加热的铁放入硫酸铜溶液,铁就会置换出铜。
…
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「……先生刚才所提的问,其实是个置换反应。」
李自成说着话从身上摸出本子和铅笔。
宋应星暂时没听明白置换反应是个什么东,看到铅笔先赞了一,「鄙人在榼山书院也见过铅,此物随身携带甚是方,随时随地拿出来就可用。听说也是出自大统领之手。」
李自成呵呵一,「这种小玩意儿不值一提。」
他翻开本,开始书写反应式:铁+硫酸铜4=硫酸铁4+铜
宋应星仔细观,琢磨了下开口道:「这硫酸铜4可是胆矾水?」
「不,正是。」
李自成赞了一声,慢慢解释起来。先简单说了下化学元,又讲了讲化学反应类型和条件。
「……要一下子说清楚化,这有点,况且我懂得有,暂时就能讲这些了。」
「这化学一道的学问之前闻所未闻。无论古人今,只知其然不知其所以然。大统领果然学究天,令宋某醍醐灌顶。」
汉代就有记,「石胆能化铁为铜」。到唐末五代,水法炼铜的原理已经应用到了生产中;至宋代更有发,成为大量生产铜的重要方法之一。
而殴,到了明英宗朱祁镇第二次登上皇,他们才有人把铁片浸入硫酸铜溶,偶尔看见铜出现在铁表,还感到十分惊,更谈不上应用这个原理来炼铜了。比天朝落后了一千多年。
李自成客气了一,宋应星紧接着问道:「常见售者杂铅太,欲取净则熔,入醋淬八九,铅尽化灰而去。出锡唯此道。这么,也是一种置换反应?」
「是,铅与醋酸可以生成醋酸铅。」李自成瞎几把扯了一句。
醋里面除了水不就是醋酸?那么想来就是醋酸起了作用。至于有没有醋酸铅这玩意,已经超出了李自成的知识范,压根不懂。
宋应星又跟大统领讨论了一会化学问,好在都比较简,李自成勉强能应付的过来。
老宋在榼山书院时也见识过了沁水铁(镀锡)和白铁皮(镀锌,此时大加赞赏。
锌这东西现下多叫倭,「以其似铅而性,故名之曰倭云。」
而且宋应星还知道锌的出产地和炼制方法——
「其质用炉甘石熬炼而成。繁产山西太行山一,而荆、衡为次之。每炉甘石十,装载入一泥罐,封裹泥固以渐砑,勿使见火拆裂。然后逐层用煤炭饼垫,其底铺,发火煅红。罐中炉甘石熔化成,冷定毁罐取出。每十耗去其,即倭铅也。此物无铜收,入火即成烟飞去。」
加热用炉为长方形槽,炼锌罐呈圆锥,将混匀的菱锌矿(含锌约16~17)和煤(还原剂)装入反应,置于方形槽炉。
在反应罐四周垫塞煤饼到一定高度后点火。在反应罐上部用耐火泥做成兜形隔,一侧留出通气,加,加热到还原温度以上(约1100,此时产生的锌蒸气进入兜,在盖板内侧冷凝成锌,滴入兜,得到金属锌。
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氧化锌的还原温度为90,锌的沸点90,由于还原温度与沸点非常接,还原后获得的是气态锌。如果没有快速冷凝的回收装,气态锌会迅速氧化或与炉气中的二氧化碳作,成为氧化锌。
如明代宣德三年(1428年)就用锌(倭铅)13600斤铸造大量的鼎,同时亦有大量的纯锌出口到国外。但有关冶炼金属锌的文字资料却只有明末的宋应星记录了下来。
「西川有火,事甚奇……」
「熟铁锻,熔化生铁淋口……」
「骨灰蘸秧,石灰掩苗足……」(即酸性土用磷肥;石灰淹苗足即撒石灰于秧,利用石灰的碱性来中和土壤的酸,是改良土壤的有效措施。)
宋应星和李自成从饭前聊到饭,相谈甚欢。
李自成最后说道:「士大夫之心学理,内容干燥荒,等于