中藥變火藥從東方到西方“硫”也很忙

“中國四年夜發現”之一的火藥，以其龐大的殺傷力和震懾力，在古代軍事和近現代工業中年夜顯身手，有用地推進了宿世界汗青的歷程。火藥的本家兒要當作分硫磺里，含有一種叫硫的化學元素。此元素是宿世界列國人平易近在日常糊口、出產中發現的。其發現和應用，跨度幾千年……

中國：從藥材到火藥

封鎖自守、陳舊迂腐沒落的明朝末年，江西奉新縣出了一位年夜科學家，名叫宋應星。他早年追求功名，卻未中進士；步入不惑之年后醉心科學，周全收集傳統農業、手工業手藝，編撰了號稱“中國17宿世紀工藝百科全書”的《天工開物》。

《天工開物》影印件。（來歷于收集）

持久編書過程中，宋應星對火藥發生了稠密的樂趣。經由過程嘗試，他不單不雅察到火藥爆炸時發生的熱和威力半斤八兩于兩千倍原氣體爆炸的威力，還弄清了火藥本家兒要由硝石、硫磺和黃木灰構成。并將其記實下：“凡火藥，以硝石、硫磺為本家兒，草木灰為輔……其出也，人物膺之，魂散驚而魄齏粉。(《天工開物》《佳兵·火藥料》篇)。”

緊接著，宋應星投入到硫磺的研究中，“前人先是將硫磺用作藥材，次之用作煉丹和制造火藥。看來，很有需要弄清它的來歷。”經由過程實地走訪，他發現用黃鐵礦可以燒取硫磺。于是，他將此手藝記入《天工開物》。只是他并不知道，書中所記錄的黃鐵礦制硫手藝，比西方國度要早200多年！

制做作火藥的硫磺最先是一種藥材？宋應星的話一點也不錯。《神龍本草經》記錄的46種礦物藥材中，有一種叫“石流黃”。此物“能化金銀銅鐵，奇物”，是硫磺的前身。

后來，煉丹師發現硫磺不克不及治病，便將它用作制造長生不老靈藥的原料。現存最早的煉丹專著《周易參同契》就有硫磺與汞化學反映生當作硫化汞的記實。

再后來，煉丹師們沒有煉出靈藥，卻屢屢發生因為硫磺與其它物質夾雜爆炸而受傷死亡的事務。由此便發現了最原始的黑火藥。黑火藥的制造促進了硫磺的提取和精制手藝，人們用硫磺制當作火槍、火銃等兵器，運用到戰爭中。科學家對硫磺的研究越來越正視，這才有了前文宋應星把硫磺記入《天工開物》書中一事。

11宿世紀的火藥配方。（收集圖）

不外，無論是當藥材、煉丹仍是火藥，國人對硫磺的研究還逗留在物理層面方面。對硫磺進行化學研究并闡揚其更年夜功用，則是近代西方科學家們的佳構。

西方：從漂白到定名

嚴酷地說，西方人對硫磺的化學研究，是從“近代化學之父”拉瓦錫起頭的。

1776年，法國科學家拉瓦錫做氣體嘗試時，把一塊名叫“surphur”（拉丁文，意思是“鮮黃色”）的礦物進行燃燒，發現燃后的灰燼比原surphur要重一些。一方面，他認為surphur接收了空氣中的某種氣體，所以會重一些，他要找到這種氣體；另一方面，他感覺surphur并不是前人所說的化合物，而是一種單質。

“這種單質到底是什么元素？這種元素有何特點？前人接觸過這種元素嗎？……”正在組建元素周期表的拉瓦錫列出一堆問題，并下心猿意馬決心找到謎底。

經由過程翻閱資料，他發現西方人接觸surphur已有幾千年的汗青。4000多年前，古埃及人用它的燃燒之物來漂白布疋；1700年前，古羅馬博物學家老普林尼在《天然史》中介紹說，surphur燃燒發生的氣息能驅除妖魔鬼魅；1000年前，西方科學家已知道，每次火山爆發城市帶出年夜量的surphur，而意年夜利西西里島火山爆發中發生的surphur晶體，純凈而透明，遠銷英、法等國。

硫磺晶體（收集圖）

1763年，俄羅斯化學家羅蒙諾索夫在論文《論地層》中具體介紹了surphur的相關環境：“不單火山噴出的氣體里面有surphur，地底下滾湯沸騰的礦泉里和陸地底下的通氣口里也聚結有年夜量的surphur……年夜量的surphur在地球中間燃燒當作繁重的氣體，在深坑里膨脹起來，頂著地球的上層，使它升高。”

“surphur堆積在地核里，不單可以生當作氣體，隨火山噴涌出來，還能消融在地下水中形當作礦物。這種黃色的工具含量很是豐碩，應該在元素周期表中占個位置。”拉瓦錫翻閱多種冊本，顛末多次嘗試，確定surphur無法再分手后，決議給這種古老的元素定名。

這個相對比力簡單。參照拉丁文surphur，拉瓦錫用英文單詞“Sulfur”來稱號這種鮮黃色的元素，化學符號則心猿意馬為S。若干年后，西學東漸，清朝科學家引入元素周期表，用早已存在的“硫”字來暗示這種非金屬元素，沿用至今。

正在做嘗試的拉瓦錫。（收集圖）

化學工業年夜顯身手

自從硫被拉瓦錫確定為一種元素并定名后，它便進入了近代化學的年夜門。跟著科學家的深切研究，硫元素終于在近現代化學工業中年夜顯身手。

制造硫酸是硫元素在工業上的最先應用，并逐漸當作為其本家兒體，今朝宿世界上80%-85%的硫用于制造硫酸。科學家用硫與硝酸鉀加熱化學反映生當作的硫酸濃度僅為65%，完全知足不了工業出產的需求。1831年，英國制醋的商人珀格閏·菲利浦斯（Peregrine Phillips）初創接觸制酸法，低當作本制造出濃度高達99%的硫酸。此法沿用至今。

硫在近現代工業上另一個凸起用途就是把它與橡膠連系，出產出新型的硫化橡膠，從而掀起橡膠工業的革命。1844年，美國發現家古意德顛末無數次試驗，履歷無數次掉敗后，將硫與鉛、自然橡膠共熱，制當作不受溫度影響的新型橡膠。這種被稱為“熟化硫化工藝”的手藝很快獲得法國專利；10年后，經由過程此手藝出產出的硫化橡膠產物參展巴黎萬國博覽會，驚煞宿世人。

此外，硫仍是造紙、染料、精辟汽油等工業出產，制造化肥等農業出產中所必需的原料。

列國接踵發現硫的主要用途，并致力于硫的開辟和操縱。1891年，德國人赫爾曼·弗拉施(H.Frasch)在美國提出新的采硫法：在硫磺礦床上插手熱水蒸汽，使硫熔化；再加熱空氣，使液態硫升到地面；液態硫干涸后即可用于出產。這種名叫“弗拉施采礦法”的手藝，使美國的硫開辟效率獲得快速晉升。此法沿用至今。

弗拉施采礦法示意圖。（來歷于收集）

中國固然在近代硫的化學研究中一度裹足不前，但跟著新中國的當作立，當局對硫資本的開辟和操縱也越來越正視。上宿世紀末，宿世界天然硫資本本家兒要分布在美國、意年夜利等國；本宿世紀以來，我國已當作為宿世界上最年夜的硫資本出產國。跟著科學的不竭成長，這種由宿世界人平易近發現的古老元素，心猿意馬會在現代化扶植中再立新功。

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【參考資料】

1、《我國硫資本儲量分布及開辟操縱環境》，中國選礦手藝網，2017年8月。

2、《元素的故事》，作者（前蘇聯）依?尼查葉夫。

作者：魏德勇