古代的化学

    古代的化学 (第2/3页)

系在封建制度内部生产力发展的基础上逐渐成长起来,到18世纪欧洲的手工工场向大机器生产过渡,生产促进社会各方面需要硫酸。

    1736年,英国人瓦德(Ward,Joshua1685~1761)在英格兰泰晤士河畔特维肯翰(Twickenham)建立“大矾工场”(GreatVitriolWorks),开始较大规模地制造硫酸。

    瓦德是一个江湖医生,1717年曾企图蒙混进入英国国会而被判罪,逃往法国,1733年被赦免返回英国,在特维肯翰从事制造硝石和瓷器,并行医。他认为格劳伯盐(Glauber‘sSalts)在医药中具有非凡的功效,就想制造它。格劳伯盐是指硫酸钠,是17世纪德国化学家格劳伯(Glauber,JohannRudolph1604—1670)于1625年在奥地利*附近的矿泉水中发现的。他蒸馏了矿泉水,获得它的十水结晶体(Na2SO4.10H2O),首先用它作为泻药,并认识到它可以利用食盐和硫酸作用制取,是制取盐酸的副产品。

    瓦德为了制取格劳伯盐,于是制造硫酸。他采用燃烧硫黄和硝石的混合物制造硫酸,这种方法最早是荷兰发明家德莱贝尔(Drebbel,Cornelius1572~1633)创造的。法国药剂师列迈里(Lemery,Nicolas1645~1715)在1675~1690年发表的著作中提到这一方法,是在反转过来的大漏斗中燃烧硫黄和硝石的混合物。所以这种方法也叫钟罩法。瓦德可能是在逃罪往法国期间生活在巴黎附近圣日耳曼(St.Grermain)时学会了这一方法。

    瓦德制造硫酸的设备是具有40—50加仑(英国容量单位,1加仑=4.546L)容量的球形广口玻璃瓶。操作时在瓶内放置少量水,并放置一个小粗陶器罐,罐上放置一铁盘,内放硫黄和硝石的混合物,用赤热的小铁铲点燃混合物后用木塞将瓶口塞紧,经过一段时间后重复装置,直到达到希望浓度的硫酸。

    由于生产中产生有害的烟雾,使环境污染,瓦德的硫酸制造作坊遭到当地居民的反对,在1740年迁到英格兰北部里士满(Richmond),并在1749年取得英国专利。瓦德为了保守他的制造秘密,雇用不会英格兰语的威尔士工人。不过,他还是将秘密告诉了他的朋友帕奇(Page,John),在1763年他死后被公开了。但是当时玻璃吹制工是如何制成如此大容量的玻璃器皿还是个谜。

    瓦德的硫酸工场使用了大约100个球形广口玻璃瓶,使当时的硫酸价格降到每磅2先令6便士(英国货币单位)。这相当于以前每盎斯的价格,1磅等于16盎斯,这就是说,使硫酸价格下降了为原价格的1/16。

    不过,瓦德制造硫酸的设备和操作方法很快被另一位英国人罗布克(Roebuck,John1718—1794)创造的铅室法取代。

    罗布克是一位医学博士、医生,1764年当选为英国皇家学会会员。他在18世纪40年代里居住在英国工业城市伯明翰(Birmingham),私人开业行医,并创建铁工场,还经营从珠宝饰件废料中回收金、银业务。1746年和他的合作人加贝特(Garbett,Samuel1717~1805)在回收金、银中需要硫酸溶解杂质,从化学教科书中了解到铅能抵抗硫酸的腐蚀,于是用木料做成框架,用铅板作为墙壁,造成每边6英尺(英国长度单位,1英尺=0.3048m)的立方形铅室。操作时将硫黄和硝石放置在一铁勺中,点燃后放进铅室内一铁盘中,使产生的硫的氧化物气体被预先喷洒在铅室内壁的水吸收,形成硫酸,并不断添加硫黄和硝石,大约每隔4个星期取出一次酸,再放进玻璃容器中加热浓缩。

    到1749年,罗布克在苏格兰普雷斯顿潘(Prestonpans)创建“普雷斯顿潘硫酸公司”(PrestonpansVitriolCo.),建造了更大更多的铅室,雇用了50位工人,分日夜班操作,使硫酸的产量从成磅到成吨,不仅供英国使用,而且远销到欧洲大陆。

    罗布克也为了保守生产技术的秘密,在他的工场四周建造了高墙,要求每个工人宣誓保密。但是在金钱的诱惑下,冲垮了高墙,废弃了宣誓。波德利(Bewdley)的一位富有的化学品制造商人斯基(Skey.Samuel)买通了一位工人,得知铅室的构造和操作过程,建造了每边长10英尺立方形的铅室制造硫酸。接着,在伦敦或其它一些地方以及法国一些地方也相继建造起铅室。铅室建造得越来越大,数量越来越多。1805年,英国布恩特岛(BurntIsland)上一家硫酸制造场建有360个铅室,每个铅室体积达192立方英尺。法国蒙特利埃(Montpellier)大学化学教授、富有的工业家夏普塔尔(Chaptal,JeanAntoineClaude1756~1832)提出最大的铅室以每边25英尺和高15英尺为宜,但是他曾建了一个80英尺长、40英尺宽和50英尺高的大铅室,在使用了18个月后倒塌了。

    为降低硫酸生产成本,一些制造厂家逐渐用黄铁矿或黄铜矿和其它含硫矿物代替硫黄。一些厂家在生产设备方面也在不断改进,例如

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