三国芳华之家父袁绍正文卷第四百九十章不期而遇说到制备火药,便不得不提所占百分比极大的硝石。
硝石之中,往往同时含有硝酸钠和硝酸钾,两者都有入水溶解吸热的特性,甚至会让水结冰,所以古代硝石还会被用作制冷剂。
当然相对于制冷,在袁熙看来,能让硝石发挥更大做用的,显然是制热更胜,便是爆炸的艺术。
但制作火药,需要的是硝酸钾,而不是硝酸钠,因为后者容易吸水,让火药受潮,严重影响爆炸效果,甚至哑火,所以多种硝酸盐混合的产品,大部分时候只能当烟花用。
但要将其进行提纯,便涉及到制作火药硝石的两种方法,一是通过化学反应让硝酸钠变成硝酸钾,二是在硝酸纳和硝酸钾的混合物中滤除硝酸钾,从而提纯硝酸钾。
硝的来源,最简单直接的是硝土。
硝酸盐普遍溶于水,所以在降雨丰富的夏秋季节地区,很难寻找到,但春秋两季秋后寒冷干燥的北方地区,因为气温骤然变化,硝酸盐便会结晶析出,俗称起碱子。
而出现这些东西的地方,往往是茅厕,这是因为人畜排泄的尿液富含尿素,其和水缓慢反应分解成氨气和二氧化碳,在氨氧菌群和硝酸菌群作用下,经过一系列化学反应,先后生成亚硝酸,硝酸,最后周围环境中钠钾等离子生成硝酸盐,这个过程,民间俗语称之为泛尿茧子。
在中世纪的欧洲,因为缺少硝石矿来源,茅厕硝土几乎成了制备火药的唯一渠道,所以当时的尿液被各国皇室列入了战备资源。
又因为人群聚集地最容易收集,所以英国国王查理一世就曾出台规定,让修士在民众来做教堂礼拜时,号召鼓励民众在教堂长椅上撒尿。
因为做礼拜时,人是不能离开长椅的,所以通过此举能收集到大量的硝,自此以后,教堂长椅成了英国对外扩张的重要军火来源。
获得硝土后还要提纯,杂质太多的话,即使最佳的火药配比,也不能达到效果,袁熙最头疼的就是这个。
华夏历史上,火药配比在不断变化,中间固然有在使用中完善的原因,但硝石中的杂质因素,也是制约其发展的一个重要因素。
硝提纯的过程,叫做煮碱熬硝,在这个过程中,华夏人民发现了关键的另外一项原料。
草木灰。
其主要成分是碳酸钾,用来提供钾离子,通过不断加入草木灰,然后溶水加热,最后过滤的方法,就可以有效去除水溶液中的钙镁离子和碳酸根,然后只剩下碳酸钾和碳酸钠。
再经过一系列步骤,便能提高硝酸钾的纯度,从而辅助火药达到最终配比。
之所以说火药是四大发明之一,是因为其中浓缩着华夏人民大量的经验智慧,在没有基础化学知识的辅助下,能做到这一步,实在是
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