上来就是干货,“三酸两碱”一旦全部制取出来了,世界将发生重大的变化,战乱后的世界,谁先回复这5样的量产,谁就在工业上领先一步,引发全球的“大爆炸”!
本文中有很多地方需要用到电,为了避免有些人说战乱后或者是末日后哪里有电?
我特意先写了另外一篇文章【生存篇:战略物资储备---【电】的原理和获得】,正常工业制电,野外环境获得都有了,大家慢慢看。
先说说三酸两碱的制作思路,后面展开来说
【硫酸】: 煅烧黄铁矿 铅催化氧化,或者蒸馏胆矾或绿矾,直接蒸馏可得浓硫酸。(污染什么的就不能多做要求了)
【盐酸】: 硫酸 氯化钠
【硝酸】: 硫酸 硝石
【碳酸钠】: 直接从盐湖挖。
【碳酸钾】: 烧草木灰(同样高污染高耗能)
【氢氧化钙】: 煅烧石灰石(闷烧木柴得木炭,木炭燃烧温度足够分解石灰石),加水得到氢氧化钙。
【氢氧化钠/钾】: 碳酸钠/钾 氢氧化钙(苛化法)
【氨】: 粪尿 硫酸蒸馏,加氢氧化钠交换氨气(凯氏定氮法)
硫酸
大力出奇迹——早期铅室硫酸
硫酸大家都不陌生,可以说是所有无机酸中名气最大的了。经常可以在各类生活普法节目中看到硫酸毁容或者是误服硫酸导致食道切除的案例。以至于没有化学知识的普通民众都知道硫酸具有强腐蚀性,是绝对碰不得的。现代工业中,硫酸是最重要的工业原料之一,肥料,炸药,蓄电池等各个方面都无法离开硫酸。
硫酸最早还是在矿石的冶炼过程中被发现的,人类发现可以从矿石中炼出金属以后就尝到了甜头。渐渐地演变出了一种兴趣爱好,那就是发现一种矿物就用火烧一烧,看看能不能炼出一些出人意料的东西。
而这时候一种称为干馏的炼制工艺逐渐出现。干馏工艺的出现,主要原因是古人在炼制矿石的时候发现部分矿石在加热过程中会产生气体。从朴素的角度出发,他们一般认为这些气体都是所谓的矿石的精华,自然不能放任它们任意挥发,因此发展出了采用密闭容器并且在容器外间接加热,同时收集这些气体的工艺。
有了干馏这种新工艺,我们就开始炼制矿石吧,究竟从那种物质开始呢,以人类的习惯当然是颜色越鲜艳的越好。于是乎硫酸盐,主要是硫酸铜与硫酸铁就开始进入人们的视野。
绿矾(硫酸亚铁)与胆矾(硫酸铜)晶体,这两种金属硫酸盐经过干馏后都会产出硫酸
在加热硫酸铁或硫酸铜的时候,这两种矿物会分解,生成对应的金属氧化物与三氧化硫,而三氧化硫继续与矿石中的结晶水反应生成硫酸。在东汉时期我国就有炼丹术士通过干馏胆矾制取硫酸。而欧洲关于硫酸的记载出现在13世纪中期,对应我国大概是射雕三部曲里郭靖与杨过的时代。那个时候的炼金术师采用干馏绿矾得到硫酸,因此在古时候,西方人称硫酸为绿矾油。
我们说过,干馏需要将矿石放置于密闭容器内然后在容器外进行间接加热,这种密闭容器用什么材料制造呢?首先可以确定的是这种材料需要耐腐蚀,同时具有高温性能,可以在高温下使用。看似要求非常苛刻,可是万幸的是,在人类演化的早期,我们就幸运地发现了这种材料,那就是陶器。早期的干馏硫酸工艺就是将矿石放在陶罐里,然后放在炉火上加热,将蒸气引入到一个装有水的玻璃容器中(是的,你没有看错,是玻璃,人类利用玻璃的历史有三千多年,而十三世纪欧洲的玻璃制造技术已经相当发达),得到有一定浓度的硫酸。
采用干馏硫酸盐的方法制硫酸有一个缺点就是需要很高的反应温度,硫酸铜的分解温度最少需要650℃。这一点限制了硫酸的生产,于是乎人们有转向了另一种生产硫酸的工艺。那就是采用硫磺燃烧。当然硫磺燃烧的主要产物是二氧化硫,运气好的话有部分三氧化硫产生,这些三氧化硫蒸气可以与水蒸气结合生成硫酸,但是这样做硫酸的收率是非常感人的,采用硫磺制造的硫酸被人们称为硫磺油。
时间来到了十七世纪初,此时我国正处于明朝万历年间,东林党人正和一群太监斗得你死我活。而此时,在欧洲,硫酸工业却引来了一项革命性的进步,那就是氮氧化物的引入。人们发现在燃烧硫磺的时候加入部分硝石可以提高硫酸的产率。这一反应的机理是硝石在燃烧中生成氮氧化物,氮氧化物可以氧化硫磺燃烧过程中出现的二氧化硫,最后生成三氧化硫。
最早大批量开始生产硫酸的是英国人瓦德,此人采用100L左右的大型玻璃瓶来生产硫酸,具体工艺是先在玻璃瓶里放一个陶瓷盘上有硫磺和硝石,然后瓶里先放一点水,接着将硫磺点燃,然后把瓶子赛起来,经过一段时间后就得到了硫酸。