中药变火药 从东方到西方“硫”也很忙

“中国四年夜发现”之一的火药，以其庞大的杀伤力和震慑力，在古代军事和近现代工业中年夜显身手，有用地推进了宿世界汗青的历程。火药的本家儿要当作分硫磺里，含有一种叫硫的化学元素。此元素是宿世界列国人平易近在日常糊口、出产中发现的。其发现和应用，跨度几千年……

中国：从药材到火药

封锁自守、陈旧迂腐没落的明朝末年，江西奉新县出了一位年夜科学家，名叫宋应星。他早年追求功名，却未中进士；步入不惑之年后醉心科学，周全收集传统农业、手工业手艺，编撰了号称“中国17宿世纪工艺百科全书”的《天工开物》。

《天工开物》影印件。（来历于收集）

持久编书过程中，宋应星对火药发生了稠密的乐趣。经由过程尝试，他不单不雅察到火药爆炸时发生的热和威力半斤八两于两千倍原气体爆炸的威力，还弄清了火药本家儿要由硝石、硫磺和黄木灰构成。并将其记实下：“凡火药，以硝石、硫磺为本家儿，草木灰为辅……其出也，人物膺之，魂散惊而魄齑粉。(《天工开物》《佳兵·火药料》篇)。”

紧接着，宋应星投入到硫磺的研究中，“前人先是将硫磺用作药材，次之用作炼丹和制造火药。看来，很有需要弄清它的来历。”经由过程实地走访，他发现用黄铁矿可以烧取硫磺。于是，他将此手艺记入《天工开物》。只是他并不知道，书中所记录的黄铁矿制硫手艺，比西方国度要早200多年！

制做作火药的硫磺最先是一种药材？宋应星的话一点也不错。《神龙本草经》记录的46种矿物药材中，有一种叫“石流黄”。此物“能化金银铜铁，奇物”，是硫磺的前身。

后来，炼丹师发现硫磺不克不及治病，便将它用作制造长生不老灵药的原料。现存最早的炼丹专著《周易参同契》就有硫磺与汞化学反映生当作硫化汞的记实。

再后来，炼丹师们没有炼出灵药，却屡屡发生因为硫磺与其它物质夹杂爆炸而受伤死亡的事务。由此便发现了最原始的黑火药。黑火药的制造促进了硫磺的提取和精制手艺，人们用硫磺制当作火枪、火铳等兵器，运用到战争中。科学家对硫磺的研究越来越正视，这才有了前文宋应星把硫磺记入《天工开物》书中一事。

11宿世纪的火药配方。（收集图）

不外，无论是当药材、炼丹仍是火药，国人对硫磺的研究还逗留在物理层面方面。对硫磺进行化学研究并阐扬其更年夜功用，则是近代西方科学家们的佳构。

西方：从漂白到定名

严酷地说，西方人对硫磺的化学研究，是从“近代化学之父”拉瓦锡起头的。

1776年，法国科学家拉瓦锡做气体尝试时，把一块名叫“surphur”（拉丁文，意思是“鲜黄色”）的矿物进行燃烧，发现燃后的灰烬比原surphur要重一些。一方面，他认为surphur接收了空气中的某种气体，所以会重一些，他要找到这种气体；另一方面，他感觉surphur并不是前人所说的化合物，而是一种单质。

“这种单质到底是什么元素？这种元素有何特点？前人接触过这种元素吗？……”正在组建元素周期表的拉瓦锡列出一堆问题，并下心猿意马决心找到谜底。

经由过程翻阅资料，他发现西方人接触surphur已有几千年的汗青。4000多年前，古埃及人用它的燃烧之物来漂白布疋；1700年前，古罗马博物学家老普林尼在《天然史》中介绍说，surphur燃烧发生的气息能驱除妖魔鬼魅；1000年前，西方科学家已知道，每次火山爆发城市带出年夜量的surphur，而意年夜利西西里岛火山爆发中发生的surphur晶体，纯净而透明，远销英、法等国。

硫磺晶体（收集图）

1763年，俄罗斯化学家罗蒙诺索夫在论文《论地层》中具体介绍了surphur的相关环境：“不单火山喷出的气体里面有surphur，地底下滚汤沸腾的矿泉里和陆地底下的通气口里也聚结有年夜量的surphur……年夜量的surphur在地球中间燃烧当作繁重的气体，在深坑里膨胀起来，顶着地球的上层，使它升高。”

“surphur堆积在地核里，不单可以生当作气体，随火山喷涌出来，还能消融在地下水中形当作矿物。这种黄色的工具含量很是丰硕，应该在元素周期表中占个位置。”拉瓦锡翻阅多种册本，颠末多次尝试，确定surphur无法再分手后，决议给这种古老的元素定名。

这个相对比力简单。参照拉丁文surphur，拉瓦锡用英文单词“Sulfur”来称号这种鲜黄色的元素，化学符号则心猿意马为S。若干年后，西学东渐，清朝科学家引入元素周期表，用早已存在的“硫”字来暗示这种非金属元素，沿用至今。

正在做尝试的拉瓦锡。（收集图）

化学工业年夜显身手

自从硫被拉瓦锡确定为一种元素并定名后，它便进入了近代化学的年夜门。跟着科学家的深切研究，硫元素终于在近现代化学工业中年夜显身手。

制造硫酸是硫元素在工业上的最先应用，并逐渐当作为其本家儿体，今朝宿世界上80%-85%的硫用于制造硫酸。科学家用硫与硝酸钾加热化学反映生当作的硫酸浓度仅为65%，完全知足不了工业出产的需求。1831年，英国制醋的商人珀格闰·菲利浦斯（Peregrine Phillips）初创接触制酸法，低当作本制造出浓度高达99%的硫酸。此法沿用至今。

硫在近现代工业上另一个凸起用途就是把它与橡胶连系，出产出新型的硫化橡胶，从而掀起橡胶工业的革命。1844年，美国发现家古意德颠末无数次试验，履历无数次掉败后，将硫与铅、自然橡胶共热，制当作不受温度影响的新型橡胶。这种被称为“熟化硫化工艺”的手艺很快获得法国专利；10年后，经由过程此手艺出产出的硫化橡胶产物参展巴黎万国博览会，惊煞宿世人。

此外，硫仍是造纸、染料、精辟汽油等工业出产，制造化肥等农业出产中所必需的原料。

列国接踵发现硫的主要用途，并致力于硫的开辟和操纵。1891年，德国人赫尔曼·弗拉施(H.Frasch)在美国提出新的采硫法：在硫磺矿床上插手热水蒸汽，使硫熔化；再加热空气，使液态硫升到地面；液态硫干涸后即可用于出产。这种名叫“弗拉施采矿法”的手艺，使美国的硫开辟效率获得快速晋升。此法沿用至今。

弗拉施采矿法示意图。（来历于收集）

中国固然在近代硫的化学研究中一度裹足不前，但跟着新中国的当作立，当局对硫资本的开辟和操纵也越来越正视。上宿世纪末，宿世界天然硫资本本家儿要分布在美国、意年夜利等国；本宿世纪以来，我国已当作为宿世界上最年夜的硫资本出产国。跟着科学的不竭成长，这种由宿世界人平易近发现的古老元素，心猿意马会在现代化扶植中再立新功。

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【参考资料】

1、《我国硫资本储量分布及开辟操纵环境》，中国选矿手艺网，2017年8月。

2、《元素的故事》，作者（前苏联）依?尼查叶夫。

作者：魏德勇