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中国古代炼丹术对化学发展的影响浅析


摘要:中国古代化学取得了令人瞩目的成就,对物质及其变化的认识上,揭示了物质可分、运动、守衡的规律f在化学
实验上,炼丹家们掌握了一些物质的性质、制法和鉴定方法}在化学工艺和技术上发明了火药、金属的冶炼和造纸术
等.但中国古代化学也留给我们不少缺憾,值得我们深思.
关键词:古代化学;炼丹术;化学发展;成就
在化学领域,中国古代劳动人民取得了惊人的成就,其中火药、陶瓷、造纸、金属的冶炼和炼丹术等。令世人瞩目;在对物质的认识上体现了唯物辨证的观点。其中对物质的存在方式和近代的化学理论有着惊人的相似.中国古代化学取得了这么辉煌的成就。本文仅对中国古代炼丹术及其在化学史上的地位作一粗略阐述。
1 中国古代炼丹术的产生和成就
1.1中国古代炼丹术的产生
在远古时代, 火的使用不仅改变了人们的生活条件 居住条件, 而且这个最初的化学实践, 为古代炼丹术奠定了客观基础 因为那时人们无法理解风雨雷电等自然现象和灾害, “万物有灵” 的观念十分强烈。进入阶级社会以后,统治阶级利用“鬼神”恐吓、麻痹人民。最初的化学萌芽也被他们用以维护他们的统治,随着生产力的提高,人们的物质生活日益丰富,追求长寿和永生的愿望随之产生和增强,统治阶级梦想长生不死,万世霸业的欲望则更加强烈, 于是神仙传说大兴,便开始了长达千年的寻仙求药活动。
1.2 中国古代炼丹术使人们掌握了一些物质的性质、制法和鉴定
中国古代炼丹术是中国古代化学的重要组成部分,炼丹家们做了大量的实验,揭示了一些物质的性质,引发了火药的发明,取得了丰硕的成果.古代炼丹家用来炼丹的原料有6O多种,在炼丹的化学实践中,人们掌握了很多物质的性质、制法和鉴别方法同时还认识到氧化还原、金属置换和酸碱相互作用等化学反应.对物质性质的认识上,人们通过实验,掌握了一些物质的化学性质,例如掌握了铜和铁的置换顺序就是一个很好的例子.早在汉初《淮南万毕术》中就记有“曾青得铁化为铜”,曾青即硫铜矿物经氧化而形成的次矿物,主要成分2CuCO。•Cu(OH)。,和铁发生置换反应的方程式为:3CuC0s+2Fe+2H2O一 3Cu+2FeO(OH)+3CO2 L1].晋代著名炼丹家葛洪也仔细进行了这个实验,他指出:“以曾青涂铁,铁赤色如铜”.在物质的制法上,炼制水银和提取单质砷是炼丹家们重要的工作.低温焙烧法是最早炼制汞的方法,即将丹砂在空气中低温焙烧,反应式为Fig+O=Hg+SO。。这一方法起源与汉代以前,但由于硫化汞分解较慢,水银又易于挥发,所以产量很低.南宋炼丹家白玉蟾在其《金华冲碧丹经秘旨》中记载了“上火下凝”法炼汞,即反应器分成上下两部分,上部为倒置的石榴状瓷罐,内装丹砂和赤金(黄铜),下部为一高筒状坩埚,内装含矿物质的醋,反应式为;HgS+CuS+Hg十 ].这样操作简便,提高了产量.葛洪在《抱朴子内篇》中提出以雄黄与硝石玄胴肠(猪大肠)、松脂三物合炼,后经赵匡华教授等进行模拟实验,采用该法,可以得到银白色的单质砷.反应式为:2As2S2+8KNO3+702=2Asz02+4K2SO‘+8NO2十,AszO3+3C=2As+3CO十 J.唐人所著《黄帝九鼎神丹经诀》还记载着用水法制取硫
酸钾的方法,其工艺流程是用热水将朴石、硝石溶化,经沉淀后,取澄清的混合溶液加热,使水蒸发,当浓缩到一定程度后,装入容器内用冷水降温,经过24
h后,溶液中便有硫酸钾晶体生成.这种利用不同物质溶解度的差异来分离制取某种物质的方法,是中国古代炼丹家的一项.发明“].在物质的鉴定上以胆
矾的鉴定比较典型.唐代炼丹家金陵子《龙虎还丹诀》中指出,石胆“浅碧色,烧之变白色者真”,反应式为:CuSO.•5H2O—CuSO4(白)+5H2O.中国古代
炼丹家虽然没有研制出长生不老的金丹,但通过炼丹的实践总结了不少化学方面的经验,取得了不少的成果,对我国化学技术的进步,起到了重要的推动作用.
1.3 火药的发明及重要贡献
火药的发明为人粪文明做出了重要贡献火药是我国的一项伟大的发明,至今有一千多
年的历史.人们在长期的生产实践中,对木炭、硝石和硫磺的性质有所认识.早在商周时期,人们就感到木炭比木柴更好烧,在冶金生产中,木炭的优越性更明显.炼丹家们发现硫的性质活泼,着火后容易飞升,难以控制;硝的化学性质更为活泼,将硝撤在木炭上,一下子就会产生火焰,并能和许多物质发生作用.南北朝的炼丹家陶弘景总结了识别硝石的方法,即“以火烧之,紫青烟起,云是硝石也”.人们对炭、硫、硝的性质有了一定的认识,这就为火药的发明创造了条件.炼丹家们在提取砷的时候,发现“炸鼎”现象,也就是炼制过程中发生的爆炸.将雄黄、硝石和松脂“三物炼之”,可冶炼出单质砷,硝石是强氧化济,松含有炭是还原济,而雄黄中叉含有硫,它们结合与早期火药的配方几乎相同.现代化学实验证
明,当硝石的比例稍大,温度较高,上下釜密封时,就会发生爆炸.到了唐代,人们在“硫磺伏火”的多次实验中,认识到点燃硝石、硫磺和木炭的混合物,会出现非常剧烈的燃烧.这些现象使人们获得了一个重要的认识:硫、硝、炭三种物质按一定比例的混合物具有燃烧爆炸的性质,即“火药”.从此,火药被我国古代劳动人民所发明.火药的出现,推动火药武器的研制,北宋时期曾公亮等编写的《武经总要》里,描述了多种火药武器,记载了当时不同的火药配方.配方中按其使用要求,调整了不同成分的比例,使其分别具有燃烧、爆炸、放毒和制造烟雾功能.中国火药的发明推动了生产力的发展,促进中国和世界的科技进步,为人类文明做出了重要贡献.
1.4 金属的冶炼和铸造技术
早在夏代我国就进入了青铜器时代,到了商周时期,能够冶炼出数量众多、工艺精湛的青铜器,战国时期就能调配制成铜锡合金,创造了我国古代灿烂的青铜文化.我国也是掌握冶炼铅技术最早的国家之一.铅的熔点低,冶炼方法简单,考古发现,西周时期的一件铅戈的含铅量达到了97.5 ,说明当时冶铅技术有了一定水平.代表一个国家冶炼技术的标志应该主要表现为炼铁和炼钢.我国铁的冶炼应不迟于春秋中期,从江苏六合程桥出土的一件铁快和长沙杨家山的一座春秋晚期墓葬出土的一把钢剑都说明了我国的冶铁技术在春秋晚期已经相当成熟了.到了秦朝,冶铁工业是相当昌盛.西汉时期,炼铁高炉已经开始使用石灰石作为熔剂,同时发明了坩埚炼钢,一次可炼一吨左右.汉代刘胜墓发现一些钢制兵器,钢质已接近现代优质钢.西汉晚期发明了“炒钢”,即从生铁含量较高的炭被氧化而逐渐除去,最初产品就是钢;如果脱炭继续进行,最后得到的产品是熟铁.在河南方城县汉代冶铁遗址可以找到那时的炒钢炉.特别值得一提是在河南渑池出土的汉代铁斧,其中的炭具有球状石墨结构,球化率相当于现代铸铁的一级标准.在钢铁的冶炼过程中,我国古代劳动人民在秦汉时期就懂得了“淬火”和“退火”,《史记天官书》就有“火与水和为淬”的记载.
1.4 其他化学工艺和技术
中国古代在陶瓷烧制技术、造纸技术和漆器制郎彩在瓷器上作画,使得瓷器色彩协调,瑰丽精美,响誉中外.造纸术是我国古代的四大发明之一,始于汉代.最初人们是用蚕丝造纸,东汉时期的蔡伦则用树皮、破布、麻头、旧的鱼网为原料造纸.其工艺过程为:首先将原料清洗、切碎、浸泡后,加入草木灰水进行蒸煮,脱去木素、果胶、色素和油脂等,再用清水漂洗,入臼捣碎,放入水中制成悬浮的浆液,最后用用多孔致密的纸模捞取纸浆,沥水后形成一薄层纸料,将其取下干燥砑光即成纸.这种造纸的工艺,已有两千多年的历史,至今纸业仍然基本沿用这个程序.另外,中国古代在漆器制造、医药学等方面都取得了惊人的成就.中国古代化学是中华文明史上的重要组成部分,为世界科学的发展起到了奠基作用.造技术等方面都取得了惊人的成就.早在一万前的新石器时期,我国古代劳动人民就掌握了原始的制陶技术,制瓷技术也可以追溯到3000年前的商代.瓷器是用含有高岭土、长石、石英等成分的瓷土为原料制坯,表面涂釉,经1 200℃以上的高温焙烧而成.唐代烧制的青瓷胎质细薄,釉色晶莹,工艺精湛程度已接近现代细瓷标准.明代烧制的白瓷含氧化铝和二氧化硅的成分很高,使得其釉色洁白如乳..清代创造的粉彩和法郎彩,分别是用掺有铅粉的色彩和法郎彩在瓷器上作画,使得瓷器色彩协调,瑰丽精美,响誉中外.造纸术是我国古代的四大发明之一,始于汉代.最初人们是用蚕丝造纸,东汉时期的蔡伦则用树皮、破布、麻头、旧的鱼网为原料造纸.其工艺过程为:首先将原料清洗、切碎、浸泡后,加入草木灰水进行蒸煮,脱去木素、果胶、色素和油脂等,再用清水漂洗,入臼捣碎,放入水中制成悬浮的浆液,最后用用多孔致密的纸模捞取纸浆,沥水后形成一薄层纸料,将其取下干燥砑光即成纸.这种造纸的工艺,已有两千多年的历史,至今纸业仍然基本沿用这个程序.另外,中国古代在漆器制造、医药学等方面都取得了惊人的成就.中国古代化学是中华文明史上的重要组成部分,为世界科学的发展起到了奠基作用.
2 结论
中国古代化学有着世界其他国家无法比拟的悠久历史,创造了灿烂辉煌的成就,为现代化学学科的形成奠定了坚实的基础,为中华文明和世界文明做出了重要的贡献,值得我们骄傲.但由于封建社会的封闭性和人们思维方式的保守性,习惯于单一的文化氛围和区域的文化氛围,排斥外来科学文化的撞击,再加上人们研究方法的不科学性,使得中国古代化学长期以固有的模式缓慢地发展,没有形成现代化学学科.这是一件很遗憾的事,同时又给了我们一条重要的启示,要推动化学学科的发展,需要有开放意识和创新精神,吸收世界最新研究成果,开拓化学研究和应用的新领域.
参考文献
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