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第232章 世紀工業化製取三酸的可行性分析

2025-07-13 作者:眼魔的秋波

既然知道確切方法和步驟,又沒有甚麼這個時代難以製取的裝置和材料,

那麼提取到大蒜素成品便沒有多少難度,

李國助只用了五天就得到了純度較高的大蒜素成品。

這是一種油狀液體,具有揮發性,有濃烈的大蒜氣味,

可溶於乙醇、氯仿等有機溶劑,在水中溶解度相對較小,

不太穩定,遇熱或在鹼性條件下容易分解失去活性。

有刺鼻氣味、易失去活性,是大蒜素的兩大缺陷,

需要比較嚴苛的儲存環境,如低溫、密封、避光、新增穩定劑,

或將大蒜素製成固態等手段,才能使保質期達到一兩年。

但若儲存不當,如開封后沒有及時密封、長時間處於高溫環境等,

其有效成分還是會較快揮發、分解,

可能幾個月內就會出現明顯的活性降低、藥效減弱的情況。

好在李國助還知道一種化學方法,

可以有效提高大蒜素的化學穩定性,延長其藥效保持時間,

就是透過化學改性,將大蒜素製成性質更穩定的鹽類或酯類衍生物,

提高化學穩定性,延長藥效保持時間。

製成鹽類衍生物的原理是,大蒜素分子中存在具有一定酸性或鹼性的基團,

可以與合適的鹼或酸發生中和反應,生成相應的鹽。

鹽類化合物通常具有較好的離子鍵結構,相對大蒜素本身更為穩定。

製成酯類衍生物的原理是,大蒜素分子中的羥基能與酸發生酯化反應,生成酯類化合物。

酯鍵相對穩定,能夠提高大蒜素的化學穩定性。

這兩種方法基本上都要用到三酸兩鹼。

鑑於三酸兩鹼在現代化工和軍事工業中的重要性,

李國助決定先試著製備一下三酸兩鹼,然後再對大蒜素進行化學改性。

三酸是硫酸、鹽酸、硝酸,兩鹼是氫氧化鈉、碳酸鈉。

1740年以前,製造硫酸都離不開綠礬。

8世紀時,阿拉伯鍊金術士賈比爾?伊本?哈揚將硝石與綠礬在一起蒸餾製得硫酸。

1526年,人們已能用乾餾綠礬的辦法制取少量發煙硫酸。

但這種方法制成的硫酸產量很小,而且濃度不高,是稀硫酸,

基本只夠供實驗室使用,無法實現工業化製取。

上輩子李國助幾乎沒做過化學實驗,對此還沒有體會,

但這次親自做過以後,他對此才算有了真切體會。

想到上輩子看過的某些明末穿越小說,用綠礬制硫酸就實現了大規模工業化運用,

李國助簡直都快笑死了。

17世紀,德國化學家格勞勃提出“硝化法制硫酸”,

才算是為硫酸的工業化生產奠定了理論基礎。

到1740年,英國人沃德將硫磺和硝石在金屬容器中燃燒,

將生成的三氧化硫氣體通入玻璃容器,加水蒸氣冷凝成硫酸,

才算首次實現了硫酸的大規模製備。

1746年,英國人約翰?羅布克改進裝置腐蝕和玻璃強度問題,

把玻璃容器換成鉛室,建立了首個鉛室法制造硫酸的工廠。

鉛室法一直用到20世紀,才逐漸被塔式法和接觸法取代。

在此之前一直都在發展與完善,鼎盛時期是19世紀末,

歐洲透過鉛室法制硫酸的產量已經達到了百萬噸每年。

到20世紀50年代後,接觸法成為硫酸工業生產的主流,鉛室法才基本退出歷史舞臺。

最後李國助用硝化法制取了適量濃硫酸,以備實驗之用。

這種方法已經可以批次生產硫酸了。

當然他要用鉛室法大規模生產硫酸隨時都可以,只是需要一個合理的由頭罷了。

僅就做實驗而言,暫時還用不著鉛室法。

鹽酸的製取也是在17世紀實現重大突破的。

比利時化學家海爾蒙特透過加熱食鹽和濃硫酸的混合物,

首次較為系統地製得了較為純淨的鹽酸氣體。

這種方法的產量雖然算不上高,但已經可以滿足一定的工業需求了。

隨著工業革命的曙光初現,在 18 世紀,鹽酸的工業生產開始有了初步的發展跡象。

當時,人們基於海爾蒙特的製取方法,嘗試擴大生產規模,

採用類似的化學反應原理,利用相對簡陋的反應容器,在工廠環境中製取鹽酸。

不過,早期的工業生產產量較低,主要用於一些區域性的工業需求,

比如在金屬清洗、小規模的化工生產等領域開始有了一定的應用,

且生產工藝還比較粗糙,對反應條件的控制、產物的收集等環節都不夠完善。

至於更晚出現,且產量更高的方法,李國助就不知道了。

就算知道,那些方法在17世紀也是用不了的。

那是需要相當程度的知識和技術積累的。

何況鹽酸在軍事領域的用途是三酸之中最小的。

所以李國助也不想在鹽酸上耗費太多精力。

硝酸的發現也可以追溯到公元8世紀,

又是阿拉伯鍊金術士賈比爾?伊本?哈揚在乾餾硝石的時候,首次製得了硝酸。

不過這種方法也很難製得濃硝酸,而且產量十分有限,

只能滿足古代鍊金術士等進行少量化學實驗、簡單應用的需求,

遠不能達到工業化大規模生產的產量水平。

硝酸的工業生產也得等到18世紀。

當時,人們利用硝石與濃硫酸反應來製取硝酸。

這種方法受限於硝石的產量和成本等因素,生產規模仍然不大,

但比干餾硝石的產量要大得多,可惜仍然難以製成濃硝酸,

需要在此基礎上再透過一些其他輔助手段來儘量提高硝酸的濃度。

不過這種方法的產量已經可用於製造火藥、炸藥,及一些早期的化學試劑等,

基本能滿足當時軍事、礦業等領域不斷增長的需求。

19世紀,硝酸的應用範圍進一步拓展。

在軍事方面,硝酸被用於製造更多種類的炸藥,

如雷汞、苦味酸、硝化棉、硝化甘油等都在這一時期被大量生產和應用。

在工業領域,硝酸開始用於金屬的精煉、蝕刻等工藝。

而這些應用需要的硝酸,依然是用硝石與濃硫酸反應制取的。

綜上所述,17世紀是可以工業化製取三酸的。

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