微专题03传统文化与物质的性质、转化中华传统文化中蕴藏丰富的化学知识,如早期的炼丹术,而后期的《天工开物》比较全面地记述了中国古代农业和手工业生产技术,堪称中国17世纪的生产技术百科全书,已译成日、英、法、德等文字。所记述的化学知识丰富多彩、引人入胜,在一定程度上反映了中国明代对化学变化过程的认识水平。明朝时期的中草药巨著《本草纲目》,书中有关化学方面的记载,对于研究我国化学发展史有重要价值。《本草纲目》一、《本草纲目》中的化学实验我国是世界上最早用含汞物质治病的国家。《纲目》卷九水银粉条下记有:"水银乃至阴之毒物,因火煅丹砂而出,加以盐、矾炼而为轻粉,加以硫黄升而为银朱。"这段话将水银(Hg)、轻粉(Hg2Cl2)、银朱(HgS)等制备所用的化学原料、方法作了极为精辟的概括。所涉及的化学方程式为:(1)HgS+O=Hg+SO2(2)6Hg+2NaCl+2KAl(SO4)+2O2→3Hg2Cl2+3Na2SO4+Al2O3(3)Hg+S====HgS《纲目》卷十石胆条,时珍总结前人的记载曰:"石胆出蒲州石穴中……涂于铁上,烧之红者真也。"又云:"铅山有苦泉流为洞,挹水熬之,则成胆矾,所熬之铁釜内,久亦化为铜也。"这里所说的石胆涂于铁上,烧之红以及熬胆矾铁釜化为铜的现象,就是铁置换出硫酸铜溶液里铜的反应。(Fe+CuSO4====FeSO4+Cu)《纲目》还记载了黄铜及铅丹的制法。《纲目》卷八赤铜条,时珍曰:"赤铜,以炉甘石炼为黄铜,其色如金。(校点本《纲目》465页)。按:炉甘石的主要成分为碳酸锌(ZnCO3),炉甘石、铜加木炭共炼,则产生黄色的铜锌合金。《纲目》卷八铅丹条,时珍曰:"按独孤滔《丹房镜源》载有炒铅丹法:用铅一斤,土硫黄十两,消石一两。熔铅成汁,下醋点之,滚沸时,下硫一块、少顷下消少许,沸定再点醋,依前下少许消、黄待为末,则成丹矣"。文中所言"消石"即硝石KNO3。国外荷兰人所制铅粉,其法同此,但比中国晚了100多年。(1925年Meltor《ModermInorganicChemistry》,815页)。二、《本草纲目》中论及的化学工艺1.李时珍总结了从植物燃烧后的灰烬中可提取碱。《纲目》卷七冬灰条:"冬月灶中所烧薪柴之灰,令人以灰淋汁,取碱浣衣,发面。"又石碱条,"彼人采蒿蓼之属,晒干烧灰,以水淋汁,久则凝淀如石,浣衣发面,亦去垢发面。"按:草木灰的主要成分之一为碳酸钾(K2CO3),用水淋取后,当水被蒸发后,碳酸钾则可析出而成石碱。2.李时珍记载了试金的方法《纲目》卷八金条,时珍曰:"金有山金、沙金二种。其色七青、八黄、九紫、十赤,以赤色为足色。和银者性柔,试石则色青;和铜者性硬,试石则有声。"(校点本《纲目》460页)。按:根据李时珍记载的此种方法,把欲试的金子,在试金石上一划,便可估计出金的品位。3.李时珍转录了利用太阳能的原理《纲目》卷六艾火条,时珍曰:"火镜也。以铜铸成,其面凹,摩热向日,以艾承之,则得火。"(校点本《纲目》420页)。按:此即利用凹透镜将日光聚于一点而产生高温,它是今日利用太阳能的基本原理。三、《本草纲目》对某些化学现象的记载和总结1.对"鬼火"现象的总结《纲目》卷六阳火阴火条:"野外之鬼磷,其火色青,其状如炬,或聚或散,俗称鬼火,实乃诸血之磷光也。"(校点本《纲目》416页)。按:人或动物死亡后,其身体中含有的磷在某些细菌的作用下,变成磷的氢化物(P2H6),它像白磷一样能在空气中自燃,发出蓝绿色的火光,俗称鬼火。当然,在当时的历史条件下,李时珍还不可能知道"磷火"实质上是P2H6的燃烧。2.对汞溶解金属的记载《纲目》卷八银屑条,时珍曰:"银用水银煎消,制银成泥入药。"3.对汞化物毒性的记载与总结《纲目》卷九水银粉条,时珍曰:"水银粉善劫痰涎,涎从齿龈而出,服之过剂,毒入筋络筋骨,莫之能出,变为筋挛骨痛,遂成废痼,其害无究。"又丹砂条,时珍曰:"本经以丹砂为无毒,故多炼治服食,鲜有不为药患者,当以为戒。"按:丹砂(HgS)既难溶于水,也难溶于稀盐酸,生服本来是无毒的。但经过炼治后,HgS即可转化为HgO,服入胃中后,在胃酸的作用下又转化为HgCl2,而可溶性的二价汞盐却是很毒的,如HgCl2口服0.1-0.5克即可致人死亡。故李时珍强调指出,丹砂只宜生服,不能炼服。4.对砷化物毒性的记载与总结《纲目...