每天一个化学故事-“长生不老”与火药

人类知识的探索与积累,往往伴随着充满了具有讽刺意味的过程,炼丹术这个流传千年的“古代科学”就是一个典型:热衷长生不老的中国封建帝王们,前仆后继地以身试药,用权力推动着炼丹术长久不衰地发展,结果却催生出了古代发明中的一项瑰宝-黑火药;千百年后,学习了火药技术的西方人用炮火打开了封建王朝的大门,让中国的封建时代走向了末路。


炼丹术炼的都是什么?

越是活得好,越想活的久。无上的权力让古代帝王有欲望有能力耗费大规模的人力物力财力海外寻仙、炼长生不老丹,这给炼丹术的发展提供了良好的土壤。但是炼丹术到底炼的是什么呢?

对于长生不老的丹药,古人认为长生代表着不死不灭,炼制它的原料也必须是不腐不败才行,草药不行,唯有金石。炼丹术中最常用的一副原料朱砂就是“金石”,也就是硫化汞:因为古人们发现朱砂在火烧后会变为水银,时间久了又会变红(氧化回来了),因而认为朱砂具有“不腐不败”的本质,被列为金银之上的炼丹上品。

每天一个化学故事-“长生不老”与火药

始皇曰:“吾慕真人,自谓‘真人’,不称‘朕’。

因而,古代炼丹活动中,往往采用大量含有汞、砷、铅等有毒重金属的矿石作为原料,练出来的“丹药”是名副其实带人“升天”的毒药,但因为中毒往往致人全身发热、神经受到损伤从而造成丹药在对人体产生良好效果的错觉,反而让服用者更加迷信丹药。

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炼丹原材料

历朝历代有不少皇帝的死就与服用丹药中毒有莫大关联。唐朝有记载的死因与丹药有关的皇帝就有五位;明朝有名的“红丸案”主角明光宗朱常洛,登基一个月九阴吃丹药中毒而亡;清朝著名的雍正皇帝是有名的丹药爱好者,晚年在圆明园开御用炼丹炉,长期服用丹药,雍正皇帝猝死,与服用丹药慢性中毒脱不了干系。

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“长生不老”金丹

炼丹练出的瑰宝-火药

炼丹术虽然充满了迷信和功利色彩,但是客观上炼丹术士们在长期的炼丹活动中积累了大量的化学知识。火药是其中一项最重要的成就。

对于硝石、硫磺这些炼丹原料,炼丹发明了一种“伏火”的手段,以降低其烈性。伏就是降服的意思,唐初的名医兼炼丹家孙思邈在“丹经内伏硫磺法”中记有:硫磺、硝石各二两,研成粉末,放在销银锅或砂罐子里。掘一地坑,放锅子在坑里和地平,四面都用土填实。把没有被虫蛀过的三个皂角逐一点着,然后放入锅里,把硫磺和硝石起烧焰火。等到烧不起焰火了,再拿木炭来炒,炒到木碳消去三分之一,就退火,趁还没冷却,取入混合物,这就伏火了。

伏火的方子都含有碳素,而且伏硫磺要加硝石,伏硝石要加硫磺。这其实就是火药的配方:硝石、硫、炭。最初,伏火的方法仅仅用于炼丹,但由于能够产生火,这种方法不断地应用于各个领域(如医学:火药用于杀虫,辟湿气;如烟火、杂技),并最终应用到了军事领域。

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爆炸:BANG!!!

黑火药发生的化学反应如下:

2KNO3+ S + 3C == K2S + N2 ↑+ 3CO2↑

硝酸钾分解放出的氧气,使木炭和硫磺剧烈燃烧,瞬间产生大量的热和二氧化碳等气体,致使压力猛烈增大继而引起爆炸。在爆炸时,固体生成物的微粒分散在气体里,所以产生大量的烟,由于爆炸时有K2S固体产生,往往有很多浓烟冒出,因此得名黑火药。


不得不说,经验积累是要付出代价的,更何况古代科学水平还没有那么完善,很多科学(医学、化学)方面的进步,大都靠人来做“科学实验”(神农尝百草,也是典型案例)。在懵懂无知中的前行是伟大的,像伟大的先人们致敬。


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