【化學】說工藝道冶煉化學露端倪

1、說工藝道冶煉化學露端倪說工藝道冶煉化學露端倪原始人造火， 奴隸社會提取銅， 人類進化邁大步； 歐洲、阿拉伯、華夏煉金術熠熠生輝光輝閃耀；帕拉塞斯是一位偉大的醫(yī)生，又是一位招搖撞騙的人；有關化學開展的說法，沸沸揚揚布滿奇妙； 人類從遙遠的古代就開頭了積存化學有用學問，但這一過程進行得很慢；進入原始社會后，人類在為生存而進行的殘酷斗爭中把握了一些偶然的化學常識；在有文字記載以前知道了食鹽，明白它有調(diào)味作用和防腐作用；對衣服的需求，使他們學會了用原始方法加工獸皮；早在人類學習使用火的時候，就開頭了對化學進行實踐；他們用火的目的是取暖，不是轉(zhuǎn)變物質(zhì)；他們是“看火者而不是“造火者；只有學會了造火，人類才

2、真正成為火的駕馭者，繼而有效地用火做飯、制陶、冶煉金屬，全部這些都包括在早期的化學工藝中；舊石器時代的人類已成了“看火 者，他們把握物質(zhì)冷熱并沒有超出烤肉食的范疇；而在新石器時期，他們的學問擴展到燒制陶器和冶煉熔化一些不活潑的金屬，如銅；另外仍把握了釀酒、編織品染色及制造玻璃等一些化學工序；他們?nèi)允褂昧烁鞣N藥物，藥物大局部是用植物制取的；把握冶煉技術是向前邁進的重要一步，對人類文明有著深遠的影響；銅可能是第一個被冶煉出來的金屬，先是用藍色堿式碳酸鹽礦，以后又用硫化物礦；到了公元前 1200年，鉛、錫、鐵也被生產(chǎn)出來了；人類仍熟識第 9頁了金、銀和水銀，它們應追溯到銅器以前，由于它們的低化 學活

3、性能使其以自然金屬的狀態(tài)存在；原始社會時期人類仍知道了一些礦物顏料，如赭石、赭土等等，用來染制各種生 活用品，織物、石壁繪畫和紋身等；原始社會人類在有用化 學方面最初成就是特別微小的，但是在這些成就根底上，才 有以后各個時期化學的開展；進入奴隸社會后，產(chǎn)生了生產(chǎn) 過程的專業(yè)化， 在化學工藝的不同部門都顯現(xiàn)了一批專業(yè)手工業(yè)工人； 冶金方面也有顯著成就； 公元前幾千年， 在埃及、小亞細亞、 外高加索等地已經(jīng)開采黃金，并進行加工和提純；人們已熟識從礦石中提取銅、錫、鉛的方法，后來又有提取銀和汞的方法； 遠古的人類從使用石器到開頭把握金屬工具大約經(jīng)過幾十萬年的歲月；原始社會后期，人們在不斷改良 石器和

4、查找、開采石料的勞動中偶然發(fā)覺了銅；由于當時制 陶技術已經(jīng)相當成熟， 這就有可能對自然銅加熱煅打以至熔鑄，并逐步過渡到用礦石來冶煉鋼及其他金屬；在伊朗西部的阿里喀什和安納脫利亞 又稱小亞細亞 發(fā)覺公元前 7000年到 2021 年用的自然銅錘打成的小型銅器；在土耳其安哥拉鄰近的撒塔爾許遇克的一個古營地曾開掘出9 千年前的自然銅小球； 在土耳其東部的凡湖鄰近發(fā)覺了最早的距今7000 到 6000 年前的煉銅遺址； 據(jù)說那里有很多含銅礦物暴露地表，在上面燃燒炭火，便會復原出銅來，并遺留在灰燼中；那里的居民可能就是這樣逐步總結(jié)出冶銅的方法；總之，到了公元前 3000 年時，很多地區(qū)普遍把握了煉銅技術

5、；值得一提的一項重大技術成就是那時用氧化性鐵礦為助熔劑， 來降低冶煉銅的溫度；例如在小亞細亞的拉姆納遺址中，開掘到建于公元前 4000 年的一個冶銅工場，冶煉爐是一座用粗制石塊砌成的碗式爐，其爐渣是硅酸鐵類型；當?shù)氐你~礦是含硅而不含鐵的， 所以可判定用了氧化鐵礦來降低煉渣的熔點；另外大量的銅不僅來自氧化銅礦，也可能來自硫化銅礦；例如土耳其埃爾加尼馬登的銅礦就是典型的硫化礦；此類礦石要求先在不超過 800的溫度下長時間焙燒，使硫化礦轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸V，再用木炭復原；冶煉中仍需參與砂石造渣，使其中的氧化鐵轉(zhuǎn)變?yōu)楣杷徼F成渣，以與銅別離；純銅質(zhì)地比擬軟，既不適合于制造工具，也不宜于制作兵器；青銅是銅與錫或鉛

6、的合金，硬度較純銅大得多且堅強，又具較好的鑄造性，所以人類從使用紅銅逐步地過渡到青銅器；中國最早的青銅大致是把銅礦石或金屬銅與錫鉛礦石、木炭放在一起合煉出來的；比擬出名的是“司母戊鼎和“四羊尊；“司母戊鼎是殷代前期青銅器的代表作，是世界最大的出土青銅器，重達 875 公斤，其銅占 84.77 ，錫占 11.64 ，此外仍有少量的鉛；銅錫比例均按肯定的成份，如此奇妙，不愧為古代一絕；“四羊尊是一種盛酒器，造型逼真，結(jié)構(gòu)復雜，四只羊頭上長出卷曲的羊角，仍有突出的羊頭， 鏤空的扉邊；充分反映出中國古代青銅器的精湛熔鑄技藝；在青銅時代中，人類只知道隕鐵，仍不會用鐵礦石煉鐵，雖然煉鐵并不要求特殊高的溫度

7、； 只是到了公元前 7 世紀在埃及、 小亞細亞、美索不達米亞等地顯現(xiàn)了生鐵制造工具；由此鐵器時代開頭了；鐵的冶煉是一個化學過程；用鐵做生產(chǎn)工具是古代生產(chǎn)力開展和提高的一個重要標志；鐵器使人類有可能在寬闊面積上進行耕作，把寬闊的森林地區(qū)開墾為荒地；其鞏固 和鋒利程度是無論什么石頭或當時任何金屬都不能與之匹敵的；西方早期使用的人工鐵都是固態(tài)鐵或者叫塊煉鐵 ，大約在 1200的溫度下用木炭屑把礦石復原成固態(tài)鐵， 生成時鐵與渣和未燒完的木炭攪混在一起，然后靠不斷趁熱鍛打，擠出其中雜物，并把小鐵塊鍛接起來，然后再鍛打成型，制成器物；它堅強不易斷裂，主要是制造匕首的刀體；尼羅河流 域和印度河流域一些國家到

8、了公元前8 世紀時冶煉業(yè)到了興盛時代； 考古學家曾在亞述王國薩爾貢二世的王宮遺址中發(fā)覺了 160 噸鐵， 其中大局部是鐵棒， 明顯這些都是制造鐵器的原料； 大約公元前 6 世紀， 埃及人把握了鐵炭合金快速冷卻的方法， 即把紅熱的金屬插入水或鹽中，而提高其硬度，這叫淬火；但淬火易產(chǎn)生脆性的組織，因而仍需進行低溫處理，即退火，使失去的可鍛性在肯定程度上復原；公元前 5 世紀左右，希臘人已經(jīng)用鐵器制造采礦工具和盔甲片；華夏冶 鐵技術大致可追溯到春秋時代中后期，在河北省藁城臺西村出土了一件鐵刃銅鉞 一種兵器，據(jù)考證是距今 3000 年上下商代遺物，是中國目前為止發(fā)覺的最早的鐵器；刀口的鐵是從隕鐵取來的

9、，銅是青銅；那時已知鐵比銅鋒利，故用它做刀口；中國古代的生鐵先后開展形成了四個品種，即白口鐵、灰口鐵、麻口鐵和韌性鑄鐵，而且逐步把握了它們的性能，分別找到它們相宜的用途；同其他地區(qū)、民族相比，中國不僅較早地生產(chǎn)了生鐵，而且把冶鐵技術傳授出去；歐洲的鑄金術，就是在11 或 12 世紀由中國傳去的；黃金是人類最早發(fā)覺和利用的金屬之一；它以游離單質(zhì)狀態(tài)存在于自然界，顯現(xiàn)在一些河沙和山巖間，即 所謂沙金和山金，在取得它的過程中并不需化學冶煉；最初 人們只可能偶然拾得一些較大的金塊；其后才采納“披沙淘金的方法收集沙金； “平地掘井開采山金那么是較晚的事了；銀在自然界存在的數(shù)量很少，它主要以硫化物狀態(tài)與

10、鉛混在一起；在冶煉鉛時，銀與鉛一起被復原出來，并成為 合金，所以銀自古以來就是煉鉛業(yè)中的一項重要副產(chǎn)品；大 約在公元前 2021 年時，人們就已采納吹灰法提取銀往銀礦石中參與鉛共煉 ，并把銀從鉛中別離出來；用吹灰法提煉出銀后， 再經(jīng)一道木炭復原的工序， 就可從鉛灰 即黃丹中再回收到金屬鉛；且說人類在長期使用火的過程中，發(fā)覺泥土在火的作用下變得堅硬堅固，便逐步制造了陶器；陶器是怎樣制造的？說法不一；有人認為：最古老的生活所用容器是用枝條編制的，為了使其耐火和致密無縫，往往會在容器內(nèi)外抹上一層粘土；使用中，有時器皿被火燒著，木質(zhì)局部被燒掉了，但人們發(fā)覺粘土不僅儲存下來，而且變得更堅硬，仍可使用；進

11、而又發(fā)覺成型的粘土，也可直接燒制成器皿；于是便有意識地將粘土搗碎，用水調(diào)和，揉捏到特別柔軟的程度， 再塑造成各種外形所需的器皿， 放在太陽下曬干，最終架在火上烘烤、焙燒，這樣就獲得了最原始的陶器；仍有的人那么認為陶器的制造可能具有更大的偶然性；無論如何，取得完整的制陶體會，需要漫長的過程；陶器大致在新石器時代的中后期顯現(xiàn)；最早是原始的紅陶，繼之是彩陶， 進而開展到黑陶或灰陶，進一步便是釉陶的顯現(xiàn)；陶器是人類利用火制造出的一種自然界不存在的新物質(zhì)；當人們把泥坯放入火中燒到肯定溫度后，泥土中的石英、云母等粘土礦物就會局部發(fā)生化學變化，由于燒制溫度不高，因此只能生成少量玻璃相，這些玻璃相再同其礦物成

12、份粘結(jié)起來，于是就構(gòu)成了一個燒結(jié)的新物質(zhì)；最出名的要數(shù)中國的“唐三彩和稱為“世界第八奇跡的秦 代兵馬俑；“唐三彩是釉陶開展的頂峰；釉陶是一種含二氧化硅較多的粘土， 燒制溫度在 1100以上， 然后又摻加石灰石、草木灰、方解石等含氧化鈣、氧化鉀的堿性氧化物，以及氧化銅、氧化鐵等顏料，燒制而成的陶器. 凡見過的人， 無不為之贊嘆；這些泥土做的兵馬俑埋在地下幾千年了，至今儲存完好；這與中國古代興盛的制陶技術是分不開的；隨著陶器制作的開展，瓷器也開頭開展起來，尤以中國最盛， 瓷器的故土是中國；中國瓷器秀雅精致，歷來享有盛譽，受到寵愛，成為中華古代輝煌文明的象征；玻璃的制造也是在遠古時代，并無文字記載，

13、有過一些傳奇和估計；如古代的古腓尼基地中海東岸古國，即今敘利亞與黎巴嫩的沿海一帶人的水手們在一次航海中?？吭诎＜把睾０哆?， 在沙灘中用自然堿支撐燒飯的鍋子，從灰燼中發(fā)覺有光亮的珠子，從而制造了玻璃；仍有一種說法：認為玻璃最早大致是埃及陶工制造的， 起初他們可能是把白云石粉與自然堿一起摻進泥土做為陶衣漿，以求美觀；結(jié)果這種陶器上便生成一層光滑發(fā)亮的釉層，這種釉層往往因過厚而滴落，于是爐底便會取到玻璃珠，從而制造了玻璃；中國玻璃可能發(fā)源于冶金，不是脫胎于青釉的制作，由于早期青銅是以孔雀石與鉛、錫礦石一起合煉而成的；冶煉時，幾種礦石溶解，必定要生成渣質(zhì)；大多次排渣過程中會顯現(xiàn)凝成珠的半透亮玻璃狀物質(zhì)

14、， 這種物質(zhì)被氧化銅著上綠色，于是引起人們的留意，被挑揀出來加工成裝飾品， 這可能便是中國原始的， 從偶然中得到的玻璃；戰(zhàn)國時代稱玻璃為“璆琳；到了漢代又寫作“陸離、“流離、“玻離；及至唐代，開頭用硼砂制作玻璃；唐代后期，以黃丹、硝石和硼砂為原料；宋代以后，由于各種緣由，玻璃制作開展緩慢，徘徊不前，多為仿制玉寶石類的裝飾品，始終重形貌而不重質(zhì)，不值多提；除陶器、玻璃、冶金外，古代在釀酒、植物染料、藥物和扮裝品等方面，均有輝煌成就；由于零零散散，從略；說隨著古代各國工藝化學的開展，以及與之有關的關于物質(zhì)及變化的實踐學問，使人們產(chǎn)生了關于各種不同物質(zhì)及其組成要素的初步概念；這些概念大約產(chǎn)生于公元前7 至公元前 5 世紀；聞名人物有中國的孔子和老子，印度的釋