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“化學,是一門高深的學問。不過再高深,也有其規律,今天我只講一條規律,那就是氧化還原。”萬磊說到這,拿起一塊鏽跡斑斑的鐵塊,道:“各位,這是鏽鐵,你們想知道它為什麼生鏽嗎?”
“鐵被放於潮溼處,不日就可生鏽,世人皆知,不必再深究。”妙語又不以為意地說道,在她眼裡,萬磊這是在故弄玄虛。
“你說的沒錯,鐵放在潮溼處就會生鏽,但是你只知其表,未知其裡。我問你,為什麼鐵放在潮溼處就會生鏽呢?”
“知道它會生鏽不就得了,還要研究那麼多幹什麼?”妙語有些不耐煩了。
“你這麼說,那就錯了,你連物物相化之理都沒弄明白,談何參得大道?難不成大道就是人的靈光一閃?”萬磊搖搖頭,又道:“鐵作為一種金屬,它的單質是鐵元素。不過,真正純正的鐵在自然界是不存在的,就算是火爐煉出來的鐵水,也是含有碳這種元素的,含炭的鐵在潮溼的空氣中容易與水分和氧氣發生氧化反應,而生成鐵鏽,這是鐵生鏽的原因。”
“氧氣?什麼是氧氣。”妙詣問道,她的師姐師哥們也是齊皺眉,聽不懂。
“空氣看不見摸不著,不過大致成分有三種一種是氮氣,一種是氧氣,一種是二氧化碳,至於空氣的成分和成因的研究,以後再談。現在我來做一組實驗,讓大家看一看化學的神奇。”
萬磊說著,把一些鐵鏽刮下來敲碎,倒入幾個小瓶中,每人分一個,然後往瓶內倒入硫酸,才道:“這個水瓶裡裝的不是一般的水,你們仔細看看,它裡面有什麼變化。”
“咦,這些鐵鏽慢慢地不見了,這水也在變色,變成了黃色。”
“這些鐵鏽跑哪裡去了?”
“這些鐵鏽被溶解反應了,這些水不是一般的水,而是硫酸,硫酸可以與鐵鏽發生反應,生成硫酸鐵顆粒和水,這些顆粒存在於水中,就呈淡黃色。在初級化學中,有四種基本反應型別:化合反應,即多變一;分解反應,即一變多;置換反應,即一換一;和像現在你們看到的複分解反應。所以,不要以為化學簡單,這是一問高深的學問,但不像煉丹術那麼玄乎,是有規律可偱的。”
“搞這些反應有什麼用啊?”
“有什麼用?當然有用,比如說硫酸鐵,它可以當染料,可以用來當殺蟲劑,當化肥,當止血劑等等。特別是能用來當淨水劑,水井中定期加入硫酸鐵,就可提升水質,讓人喝了更健康,這可不是那些打著道教的幌子的騙子所賣假符水能比的。”
“哦,還有這麼多好處,那容不容易製取?”
“說容易也不容易,說難也不難,關鍵是現在缺少大型裝置,所以無法進行量產,靠實驗室生產的這點量,也就夠用來當金創藥的新增劑。所以,現在當務之急不是生產硫酸鐵,而是鍊鐵鍊鋼,用於鑄造各種急需的裝置。”
“鍊鐵鍊鋼?順天府不是有鐵冶所嗎?讓他們加緊鍊鐵不就是了。”妙語道。
“是有鐵治所,不過他們煉出來的是生鐵,沒有什麼用。而現在鍊鋼靠人錘打,如此低下的生產力,也就能生產些刀具,根本就生產不出我們需要用到的鋼罐鋼管。所以,要建新型的鍊鋼廠,直接煉出大量的鋼材來。”
“那就建唄,現在順天府你說了算。”不知什麼時候,趙雪兒也進了教室。
“不是說建就建的,鍊鋼比鍊鐵難無數倍,它所用的反應原理就是還原反應,用碳把鐵中含有的其他元素去除掉。不過用土法鍊鐵時,碳元素會參夾到鐵水中,鐵水的含碳量一高,就是生鐵,如何降低鐵水的含碳量,這就是重中之重。”
“說得那麼玄乎,就是不能做到了。”趙雪兒開始抬扛。
“沒有什麼是做不到的,只要明白研究的方向,再經過多次實驗,就能找出方法。現在,我先講一講鐵的還原反應,讓大家明白,土法生產中鐵水是怎麼煉出來的。”
“少爺,這個我知道。”坐在一邊的闈兒突然發話了。
“那你來講。”有人積極主動,萬磊當然不會打擊她的積極性。
“現在鍊鐵用的鐵礦,多是鏽鐵,即是氧化鐵。這些鐵礦中有氧元素,在高溫下與碳元素髮生氧化還原反應,鐵元素被碳元素置換出來,形成鐵水,而碳元素與氧元素結合,生成二氧化碳。”
“不錯,有進步,那你知不知道,為什麼碳元素會參雜到鐵水中呢?”萬磊笑問道。
“這個嘛,鐵水像水一樣可以流動,一些碳粉混雜其中不是沒可能的。”