“天工开物”中的化学史料1、《天工开物》蕴涵着丰富的化学史料1637年(明崇祯19年)宋应星的《天工开物》一书刻板刊行,三百多年来《天工开物》的各种版本广为流传,蜚声国内外。《天工开物》全面系统地总结了明代农业和手工业领域内的生产技术,是我国乃至世界科学技术史上一部极有价值的科技著作。虽然《天工开物》不是一本化学专著,但如果从化学的角度去审视这部百科全书式的古籍,不难发现,书中蕴涵的化学史料极为丰富。全书共18卷,与化学关系比较密切就有12卷,占到全书的三分之二,涉及冶金化学、染色化学、酿造化学、炼丹化学、陶瓷化学等方面,它们是:第2卷《乃粒》:记述农作物生产种植情况涉及土壤改良。笫3卷《彰施》:记述从植物提取染料,颜色配制及拼色。第5卷《作咸》:记述海盐、井盐等五种食盐的生产。第6卷《甘嗜》:涉及甘蔗制糖过程的脱色、结晶。第7卷《陶埏》:介绍陶瓷烧制。第8卷《冶铸》:记述钟鼎、钱币铸造等工艺。第10卷《锤锻》:记述铁、铜及其合金的冶炼,金属的冷、热处理。第12卷《燔石》:记述石灰、煤炭、矶、硫磺等矿物的开采。第14卷《五金》:记述金、银、铜、铁、锡、铅、锌等金属的开采和冶炼。第15卷《佳兵》:记述硝石的生产及火药的配制。第16卷《丹青》:记述墨和朱红的生产过程,涉及银朱、水银的炼制。第17卷《曲蘖》:涉及酒药的焙制。2、化学物质及其性质全书涉及化学物质较多,除金、银、铜、铁、锡、铅、倭铅(即锌)、水银、炭、石亭脂(即硫)l0种单质以外,还有大量的化合物、混和物,下表仅是一些比较明确的化合物:化合物主要成分化合物主要磁分化合做主要成分「炉甘石ZnCO3朱砂、银朱HgS皂矶i青矶FeSO4'7H:O碱水霜粉HgCh明矶、白矶KAKSOJ才12比0消石KNE轻粉iigzCL黄矶革木灰K2C03砒霜AssQj红矶FejOj"nH^O水晶SiOjNH^CI胆矶、石胆CUSO45H2O食盐NsU井火CH4密陀憎、黄丹PhO石灰CaO确火.PH3硼砂lOEhO石灰石CaCOj雉黄、石黄ASJS;芒硝、朴消苦卤MgCl,雌黄AS2S3白粉、胡粉2FbC(VPb(0H)工宋应星对一些化学物质进行分类,如钢铁的分类:“凡铁分生、熟:出炉未炒则生,既炒则熟。生熟相和,炼成则钢”;煤的分类:煤按块度和火焰分明煤、碎煤和末煤;铜合金的分类:按铜和锌不同成分配比分为黄铜、低器铜和熟铜等等。同时宋应星对化学物质的诸多性质作了比较到位和详细的描述。2.1延展性如“凡金箔,每金七厘造方寸金一千片”,据算厚度只有0.14微米,还说“金性又柔,可屈折如枝柳”,突出地说明了黄金良好的延展性和古代黄金加工工艺的精湛水平。2.2颜色和光泽如硫酸铜“石胆,故绿色带宝光”。比重:“凡金质至重。每铜方寸重一两者,银照依其则寸增重三钱;银方寸重一两者,金照依其则寸增重二钱;”运用比重法来说明单位体积中的物质质量,已有了密度的初步概念。2.3比色在《五金•黄金》讲到黄金“其高下色,分七青、八黄、九紫、十赤,登试金石上,立见分明。”这种用试金石对黄金纯度判别的比色已有比色分析法的原理。2.4溶解性“凡盐,见水即化”和消石“以其入水即消溶,故名日消”,强调了食盐和硝酸盐的易溶性。而“凡石灰,经火焚炼为用。成质之后,入水永劫不坏。”强调了碳酸钙的难溶性。甚至对倭铅(即金属锌)的外形与铅相似,沸点较低(907°C),易挥发(184aC就开始挥发),性质活泼等都作了较准确的描述:“此物无铜收伏,入火即成烟飞去。以其似铅而性猛,故名之日“倭”云。”2.5金属的活泼性宋应星比较了金、银、铁、铜、铅、锡等金属的不同活泼程度,记述了利用这种差异来分离金属。金银分离:在提炼金银的过程中,在坩埚里先加入硼砂和铅,将金和银分开。“凡足金参和伪售者,唯银可入,余物无望焉。欲去银存金,则将其金打成薄片剪碎,每块以土泥裹涂,入坩埚中鹏砂熔化,其银即吸入土内,让金流出,以成足色。然后入铅少许,另入坩埚内,勾出土内银,亦毫厘俱在也。”鹏砂即硼砂,熔点较低,起助熔作用。金的熔点为1063°C,银的熔点为96l°C,当金银合金熔化时,银先被“吸入土内”,分离出金,再用铅把银从土内勾出。即熔融提取法。锡中去铅:“售者杂铅太多,欲取净则熔化,入醋淬八九度,铅...