《天工开物》中的化学知识

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  《天工开物》为明代科学家宋应星于崇祯十年(1637)所著。全书分18卷:一、乃粒(五谷);二、乃服(纺织);三、彰施(染色);四、粹精(粮食加工);五、作咸(制盐);六、甘嗜(制糖):七、陶埏(陶瓷);八、冶铸(铸造);九、舟车(车船);十、锤锻(锻造);十一、燔石(焙烧矿石);十二、膏液(油脂);十三、杀青(造纸);十四、五金(冶金);十五、佳兵(兵器);十六、丹青(朱墨);十七、曲蘖(制曲);十八、珠玉(珠玉宝石);插图122幅。图文并茂,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。

  在化学理论方面,基本上沿用阴阳五行说来解释化学变化,如火药燃爆,是由于“硝性至阴,硫性至阳,阴阳两神物相遇于无隙可容之中”。又如描述颜料制备:“夫亦依坎附离,而共呈五行变态。”所述银朱制备,用水银一斤和过量的硫(石亭脂)二斤进行反应,得到上朱十四两、次朱三两五钱,共得朱(硫化汞)十七两五钱。产物银朱比反应物水银多出一两五钱,宋应星的解释是:“出数借硫质而生”(《丹青·朱》),其中孕育着化合概念和质量守恒定律的思想胚芽。

  在化学工艺方面,记述了冶金、分金、铅丹、铅白、银朱、煤炭、石灰、矾、炭黑、染料、颜料、陶瓷、制曲、酿酒等化工过程和技术。其中最突出的,是在世界上第一次记述了由炉甘石(碳酸锌)还原成锌的火法炼锌技术,并第一次对煤进行分类。其次,书中所记述的银朱、铅白等制备方法,至今欧洲仍称赞为“中国方法”。

  在化学术语方面,有:“点”、“养”、“升”、“升炼”、“锻”、“炙”、“飞”、“固济”、“化”、“淋”、“漉”、“淬”、“结成”(重结晶)等名词。

  在化学反应类型方面,书中蕴含着:①中和反应,如加石灰于蔗汁中,以达到非糖分凝聚的最佳pH值;②分解反应,如烧石灰;③置换反应,如湿法冶铜;④氧化还原反应,如火药燃爆;⑤络合反应,如媒染;⑥聚合反应,如桐油熟炼;⑦酶催化反应,如酿酒、利用猪胰消化丝胶、利用自然发酵除去木质素等等。

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