铁置换出铜方程式,铁化为铜的化学方程式

首页 > 体育 > 作者:YD1662024-01-28 14:16:50

海虹控股董事长陈海贤前年受邀参加巨化集团成立60周年厂庆,我陪他一起去巨化。一路上,他跟我聊起早年的一笔生意,让我意外发现,他与古代科学家沈括的缘分。

什么生意呢?

江西铅山是中国最大的铜矿江西铜矿的所在地。有一年他去铅山办事,无意中发现当地的农民,用矿山洗矿流下来的废水,放在铁锅里熬,然后,就可以得到一种铜。

陈总发现用废水熬制的铜,非常便宜,品质还不错,他就想到做点铜的生意。

他想把铜卖给谁呢?当时衢州有一家企业叫“东方魔镜”。老板叫饶新强。他的这个魔镜采取古法工艺,能产生魔幻视觉。

怎么魔幻呢?如果有一束阳光照到镜面上,反射后投影到墙壁上,可以看到镜子背后的图案和文字,仿佛光线可以直接透过铜镜,把背面图案文字映在壁上。

是不是不可思议?

就是这个魔镜厂,需要铜。陈总早年与这位饶总比较熟悉,就把铅山的铜卖给饶总,赚点差价。

听到陈总年轻时候的这个故事,我非常惊讶。

我是沈括研究的爱好者。知道这个故事的两段,都与宋朝科学家沈括有点关系。

沈括在《梦溪笔谈》留下这么一段文字:“信州铅山县有苦泉,流以为澗,挹其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜,熬胆矾铁釜久之化为铜。水能为铜,物之变化,固不可测。”

什么意思呢?他说铅山这个地方,有一个泉水,味道是苦的。这个泉水,水量还很大,时间久了,就流成一条小溪。人们舀这里的水用火熬,就成了胆矾,在把胆矾在锅里烹,就成了铜。不过,熬胆矾的锅必须是铁锅,时间久了,就化为铜。

沈括最后感叹到:水能变成铜,事物的千变万化,不可预测呀。

也就是说,陈总发现当地农民用铁锅炼铜这件事,九百年的沈括就已经发现并做了描述,只是当年的沈括,并不清楚其中的化学原理。

那么,这其中的化学原理又是什么呢?所谓苦水,又叫胆水,这个胆水,里面含有一种物质,叫“亚硫酸”,胆水放在铁锅中煎熬,生成胆矾,胆矾就是亚硫酸铜。亚硫酸铜再在铁锅中煎熬,与铁产生置换反应,就分解成铜。

化学方程式如下:

Fe CuSo4=FeS04 Cu

用胆水熬铜,又叫“胆铜法”炼铜工艺,水中的铜离子被铁置换,成为单质铜沉淀下来。这就是铜的来源。

让我们再来看看沈括的另一段记录。

在沈括的《梦溪笔谈》里,就有对透光镜描述:“世有透光鉴,鉴背有铭文,凡二十字,字极古,莫能读。以鉴承日光,则背纹及二十字,皆透在屋壁上,了了分明。”

鉴,就是镜子的意思。很显然,沈括看到的古镜,与衢州东方魔镜厂生产出来的产品是一个东西。

从镜子的正面,可以看到镜子额背面,仿佛光线可以穿透镜面,沈括称它为“透光鉴”。

那么,问题来了,这样的古镜是怎么做出来的呢?

沈括也有解释。他说,“人有原其理,以谓铸时薄处先冷,唯背文上有差厚,后冷而铜缩多。文虽在背,而鉴年隐然有迹,所以于光中现。予观之,理诚如是。”

这段话什么意思呢?“有人解释说,铸镜时,薄的地方先冷,被面有花纹的地方比较厚,冷的比较慢,铜收缩得多一些,因此,文字虽然在背面,镜的正面也隐约有点痕迹,所以,光线下来,就会呈现出来。我考察一下,这个道理是对的。”

据专家考证,沈括是对透光镜原来做出分析的第一人。

他的那句“文虽在背后,而鉴面隐然有迹,所以于光中现。”说出了古镜的本质,是完全正确的。

所谓透光镜,并不是光线真的可以透过铜镜,这样的效果,只是一种铸造技术的神奇效果。

那么,以今天的观点,这一铸造技术到底体现了什么原理呢?

为了说明这一点,有必要引入两个概念,一个叫“应力反应”,一个叫“微观曲率”。

什么叫应力反应呢?铜镜在浇铸过程后,镜体较薄的部分,冷却得快,镜子有图案或有字的地方较厚,冷却得慢。冷却的快慢,带了收缩的不同,这样就会在产生镜面应力作用。这种应力作用,就会在镜面产生细微差别。只是这种差别实在太小,肉眼一般察觉不到。

什么叫微观曲率呢?曲率是几何体不平坦程度的一个量。曲率越大,表示表面弯曲程度越大。

前面自己说了,因为应力作用,镜面的表面已经有了微小的变化,这些变化,就会反应在镜面的曲率上,不等的曲率,被阳光反射放大后,就会呈现不同的光影,背面的文字,就显示出来。

英国剑桥大学李约瑟博士,曾经在其著作《中国科学技术史》中,称中国的古镜为“不等曲率之镜”,一语道破其中的奥妙。

衢州东方魔镜厂,完全就是按古代这个技术原理在生产东方魔镜,一度非常火爆。他们的产品,也被作为国家礼品,送给外国元首。

陈总做生意的时候,可能并不知道沈括的这些文字记录,但是,一笔生意,联着两个沈括故事,也是非常神奇的。

再后来,陈总在杭州良渚办企业,而良渚恰是沈括的故乡。

沈括是中国历史上最卓越的科学家,也是最卓越的创新达人。陈总不断呼吁当地政府重视沈括资源开发利用,建立沈括广场。我想,他的沈括情结,冥冥之中就在年轻时候的一笔生意中结下了。

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