【0214 穿越巨的利器】

韋寶覺得李時珍不僅是醫學家,更是科學家,韋寶發現很多最基礎的化學,都是李時珍的《本草綱目》記載的。

如果宋應星的《天工開物》是中華第一本百科全書的話,那《本草綱目》呢?

韋寶覺得《本草綱目》纔是真正意義上的第一本百科全書。只可惜李時珍已經死了,要不然一定要設法弄來,留在身邊。

“公子,我知道啊,肥皂就是皁角,是不是?”鄧二鮮道:“有錢人家,大戶人家才用得起。”

韋寶特意帶了一塊樣品來,是從軍艦上拿來的,酒店用的那種火柴盒大小的一次性肥皂:“看看我這個,跟皁角比,哪個厲害?”

韋寶對於皁角是不陌生了,這一個月,用的都是皁角,完全是天然製品,用多了,身上都是一股植物的味道,剛開始不習慣,習慣了覺得也還好。

衆人一起起身,過來圍觀,細細端詳韋公子拿出來的肥皂,嘖嘖稱奇。

韋寶對衆人的反應感到滿意。

宋代時就出現了一種人工合成的洗滌劑,是將天然皂莢搗碎細研,加上香料等物,製成桔子大小的球狀,專供洗面浴身之用,俗稱“肥皂團”,又名皁角、懸刀、肥皂莢,通稱皁角。

宋人周密《武林舊事》卷六《小經紀》記載了南宋京都臨安已經有了專門經營“肥皂團”的生意人。

明人李時珍《本草綱目》中記錄了“肥皂團”的製造方法:肥皂莢生高山中,樹高大,葉如檀及皂莢葉,五六月開花,結莢三四寸,肥厚多肉,內有黑子數顆,大如指頭,不正圓,中有白仁,可食。十月採莢,煮熟搗爛,和白麪及諸香作丸,澡身面,去垢而膩潤,勝於皂莢也。

除了天然皂莢,如無患子等類的植物,也流傳於民間,成爲一種很好的洗滌劑。

真正普遍使用肥皂還是18世紀和19世紀的事。

在18世紀末工業革命工業問世後,獲得了大量的價廉的碳酸鈉,促使肥皂工業有了新的發展。

但是到了20世紀中期,合成化學和石油化工的發展爲洗滌劑提供了廉價的化工原料,促使了合成洗滌劑的興起,使得肥皂工業的發展發生了很大的變化。

韋寶還不打算直接研發洗衣粉和洗潔精,他先提出來的給大家練手的,是簡單的肥皂,洗潔精並不着急,而且有肥皂開路已經足夠了,畢竟人們對於新奇事物,新奇商品,需要一個適應過程,韋寶相信,有肥皂和玻璃這兩類商品,已經足夠幫他打開天地商號的局面。

他也有洗潔精的資料,洗潔精比肥皂的效果好,成本也更低廉。

雖然現代人越來越重視環保,很多人又從洗潔精類的洗滌品換回到肥皂上,但古代人只認價錢。

所以,韋寶只是將肥皂作爲一個臺階,過個幾年,或者一兩年,再增加洗潔精項目。

而且,肥皂這個基礎也無法捨棄,即便是洗潔精被廣泛應用,肥皂也從來沒有退出過歷史舞臺。

“公子,要洗一洗才知道,挺香的,白白的,好看。”鄧二鮮將肥皂放回桌上,看着韋寶道。

韋寶笑道:“那你們就打點水,每個人都洗一洗手,試一試。”

這年代的人,不說一個個髒乎乎的,反正一個個是乾淨不到哪裡去,即便是作爲女孩的鄧二鮮,兩隻手也不乾淨,有油膩油污那些,只能往身上擦,或者用手絹擦。窮人家的女孩子,哪兒有手絹。

衆人聽韋公子這麼說,一個個按照吩咐洗手。

“真厲害啊,公子,這肥皂真是厲害,我用過皁角,皁角洗手絕沒有這個快,也沒有這個乾淨。”鄧二鮮看着自己的手道。

衆人也紛紛附和,互相看對方的手,並都將手放到鼻子上聞了聞。

徐蕊和王秋雅暗忖韋寶有這麼厲害的東西,怎麼早點不拿出來?

二女也忍不住去洗了洗,試驗一下,驚奇的發現,的確比皁角厲害的多。

韋寶一開始沒有拿出肥皂,主要是想體驗一下原汁原味的大明生活,另外懶得解釋。現在已經有了研發團隊的雛形了,便不在意這些了,因爲不管拿出什麼來,都不必解釋。

“肥皂不光去污能力更強,而且不傷肌膚,成本更是比皁角要低的多,可以工業化,大批量生產!”韋寶說着,伸出一根指頭,對着天晃了晃,活像一個地攤商販。

衆人聞言,又是一陣嘖嘖稱奇,本來還以爲會比傳統的皁角的成本高很多呢,沒有想到居然成本更低?那這種東西要是到處去賣,以後還有誰買皁角?

雖然大戶人家才用得起皁角,但是皁角的販賣量還是很大的。

“先說制酸制鹼吧,學會了這兩項,你們就能看懂那些弄不懂的原料了。”韋寶道:“硫酸能傷人,能腐蝕,也能治病救人。用於製藥工業磺胺藥物的製備過程中的磺化反應,強力殺菌劑的製備過程中的硝化反應,都需用硫酸。許多抗生素的製備,無不需用硫酸。無論軍用炸藥、發射藥、爆炸藥或工業炸藥,大都是以硝基化物或硝酸酯爲其主要成分。雖然這些化合物的製備是依靠硝酸,也必須使用濃硫酸或發煙硫酸。製作出酸鹼,還能用於肥料的生產,硫酸銨和過磷酸鈣這兩種化肥的生產都要消耗大量的硫酸。用於農藥的生產許多農藥都要以硫酸爲原料如硫酸銅、硫酸鋅可作植物的殺菌劑,硫酸鉈可作殺鼠劑,硫酸亞鐵、硫酸銅可作除莠劑。”

董火金聽的茅塞頓開,他現在製作無煙火葯遇到的難題,其實就是硝化反應的難題,雖然頭一次聽說,硫化反應,鹼化反應,硝化反應這些名詞,卻不是完全聽不懂。

“公子,趕緊開始吧?”鄧二鮮因爲感覺公子挺喜歡自己,所以越來越放鬆了。

韋寶看了眼這個個子高大,男人婆一般的姑娘,微笑道:“好!”

先做了一個制酸的試驗,跟古代人差不多,只是增加了一個大的鐵箱子,增加了一步接觸法,製成三氧化硫。然後再用一個大鐵箱子,用作可逆反應的吸收塔,從而得到焦硫酸。

整個過程,衆人雖然都帶着口罩,量也很小,仍然被刺激的頭暈眼花。

韋寶感覺喉嚨開始痛了,暗忖,早知道該拿防毒面具來的,軍艦上有,忘記了。

想到量小,應該不至於有生命危險,而且防毒面具又無法普及,只有十來套,還是不拿出來了。

韋寶對於無法普及的東西,都不太願意拿出來。

整個過程,韋寶都不是親自動手,而是像一個導師一般,在旁邊指導:“我的這些方法,還要你們以後進一步去完善,去考證,你們只是當成個參考,不用完全聽從我的。”

衆人都沒有說什麼,暗忖不聽你的,我們哪兒會?

“凡物質的水溶液能溶解某些金屬,與鹼接觸會失去原有特性,而且能使石蕊試液變紅的物質叫酸;凡物質的水溶液有苦澀味,能腐蝕皮膚,與酸接觸會失去原有特性,而且能使石蕊試液變藍的物質叫鹼。這種定義要科學許多,但仍有漏洞,比如一些酸和鹼反應後的產物仍帶有酸或鹼的性質。”韋寶這條是憑着記憶說出來的,三個‘穿越巨熱衷’兄弟蒐羅的資料上並沒有,他們三個人不太注重理論,蒐集的都是各種成品的製作方法。

韋寶現在已經能斷定,三個兄弟應該都是文科生,也只有文科生會弄這些,要是理工科的穿越巨熱衷兄弟的話,可能就不會有這些製作具體實物的資料了,應該都裝在腦子裡,如果是複雜點的工藝,肯定也是記錄最關鍵,最麻煩的一些步驟,而會省略之前簡單的步驟。

基於這一點,韋寶也慶幸幸好這三個兄弟都是文科生。要不然,他就沒有這麼多資料了。

“然後是加水,提純。將工業濃硫酸進行蒸餾,便可得到濃度95%~98%的硫酸。二水法磷酸反應後,利用磷石膏,工業循環利用,使用二水法制硫酸。”韋寶道。

由於三個兄弟都是文科生,還忽略了很多細節,幸好韋寶是個二把刀,什麼都稍微知道一點。

要不然,酸鹼度測試的試紙都不知道怎麼做的話,總不能都靠人用手測試吧?

pH試紙,石蕊試紙是科學家波義耳在一次偶然的機會中發現的,他在一次緊張的實驗中,放在實驗室內的紫羅蘭,被濺上了濃鹽酸,愛花的波義耳急忙把冒煙的紫羅蘭用水沖洗了一下,然後插在花瓶中。過了一會波義耳發現深紫色的紫羅蘭變成了紅色的。

這一奇怪的現象促使他進行了許多花木與酸鹼相互作用的實驗。由此他發現了大部分花草受酸或鹼作用都能改變顏色,其中以石蕊地衣中提取的紫色浸液最明顯,它遇酸變成紅色,遇鹼變成藍色。

利用這一特點,波義耳用石蕊浸液把紙浸透,然後烤乾,這就製成了實驗中常用的酸鹼試紙——石蕊試紙。

韋寶知道石蕊試劑是從一種叫石蕊地衣的植物中提取出來的。石蕊地衣生長在中高海拔向陽的岩石上。

最關鍵的,這石蕊地衣是一種刀傷藥,所以讓人去找程瞎子要了一些過來,現場教大家制作試紙。

“看見沒有?試紙變紅了!”韋寶驚喜道:“越紅,就代表越帶酸性!等會製作燒鹼的時候,越是呈現藍色,就代表越呈鹼性!”

衆人哦了一聲,好奇的看着紙條在韋寶手上變化顏色,像是變戲法,無不感覺驚奇無比。

“銀針試毒就是這個原理,毒主要是指劇毒的砒霜,因爲生產技術落後,致使砒霜裡都伴有少量的硫和硫化物。其所含的硫與銀接觸,就可起化學反應,使銀針的表面生成一層黑色的“硫化銀”。用鹼中和掉酸,生產砒霜的技術就要進步得多,提煉很純淨,不再參有硫和硫化物。銀金屬化學性質很穩定,在通常的條件下不會與砒霜起反應。有的物品並不含毒,但卻含許多硫,比如雞蛋黃,銀針插進去也會變黑。相反,有些是很毒的物品,但卻不含硫,銀針與它們接觸,也不會出現黑色反應。因此,銀針不能鑑別毒物,更不能用來作爲驗毒的工具。”韋寶道。

董火金、錢學科和鄭二狗等人本來就是柳子出身,在柳子幫的時候,都是擺弄毒物的好手,聽韋公子這麼說,都心悅誠服的點頭,佩服韋公子的博學多聞,覺得說的很對,現在才明白是這原理。

擺弄了一天的化學,韋寶忽然發現,自己要是黑化,在古代犯罪,古代的仵作真的拿他一點辦法都沒有,就是宋慈來,拿他也沒有辦法,因爲古代的那一點點‘化學知識’不夠用。

每每想到以前看電視的時候,宋慈瞪大了眼睛看着銀針變黑,然後言辭篤篤的說這就是給人定罪的‘鐵證’,鐵證如山,韋寶便不由的笑了。

在制酸之後,韋寶又製作了點氰化物,用個陶瓷瓶裝了,放在身上備用,不知道爲什麼,忽然覺得身上放點毒物,有點安全感。

制鹼的方法很多,有呂布蘭法,最早在1791年,古人就開始用食鹽、硫酸、煤、石灰石爲原料生產碳酸鈉,是爲呂布蘭法。

此法原料利用不充分、勞動條件惡劣、產品質量不佳,逐漸爲索爾維法代替。

索氏制鹼法是1859年,比利時人索爾維,用食鹽、氨水、二氧化碳爲原料,於室溫下從溶液中析出碳酸氫鈉,將它加熱,即分解爲碳酸鈉,人們將此方法稱爲索氏制鹼法,此法一直沿用到後世。

氨氣與水和二氧化碳反應生成一分子的碳酸氫銨,這是第一步。第二步是碳酸氫銨與氯化鈉反應生成的碳酸氫鈉沉澱和氯化銨,碳酸氫鈉之所以沉澱是因爲它的溶解度較小。經過濾得到碳酸氫鈉固體。第三步加熱分解碳酸氫鈉,生成水、二氧化碳和碳酸鈉,即純鹼。

第四步將第二步中副產的氯化銨和熟石灰混合加熱,得到的氨氣可循環利用。

韋寶採用的是華國最普遍的侯氏制鹼法,1943年中國人侯德榜留學海外歸來,他結合中國內地缺鹽的國情,對索爾維法進行改進,將純鹼和合成氨兩大工業聯合,同時生產碳酸鈉和化肥氯化銨,大大地提高了食鹽利用率,是爲侯氏制鹼法。

第一步將氨氣與水和二氧化碳反應生成一分子的碳酸氫銨,第二步碳酸氫銨與氯化鈉反應生成的碳酸氫鈉沉澱和氯化銨,碳酸氫鈉之所以沉澱是因爲它的溶解度較小。經過濾得到碳酸氫鈉固體。這兩步和上面的索氏制鹼法相同。

第三步合成的碳酸氫鈉部分可以直接出廠銷售,其餘的碳酸氫鈉會被加熱分解,生成碳酸鈉,生成的二氧化碳可以重新回到第一步循環利用。

索氏制鹼法和侯氏制鹼法所不同的,是索氏法在整個製取過程中NH3是循環使用的,而侯氏法在整個製取過程中,CO2被循環利用,NH4Cl直接作爲純鹼的副產品——肥料。

所以,索氏法的產品是碳酸鈉,副產氯化鈣;而侯氏法的產品是碳酸鈉,副產氯化銨。

此法優點保留了氨鹼法的優點,消除了它的缺點,使食鹽的利用率提高,可做氮肥,還可以合成氨廠。

“都明白了吧?這就是製取鹼和肥料的過程。”韋寶道。

“記下了,不過還是有許多地方不明白。”董火金道。

韋寶微微一笑:“記下來了就行,慢慢的就會明白的。”說着拿出自己昨天晚上寫的元素週期表和自己能記住的一些簡單的化學反應方程式。

韋寶雖然記住的化學反應方程式不多,但是他能記住的,一定是初中生高中生都知道的一些公式,那些都是最基本,最廣泛需要應用的公式。

就這麼着,實際上要學初中一年的化學課,韋寶只用了一個來時辰就說完了,“我也知道的不多,大概就這樣,我已經把知道的都告訴你們了,以後靠你們自己研發。我有時間的時候,也會跟大家一起做。”

制皁的基本化學反應是油脂和鹼相互作用生成肥皂和甘油:反應所得的皁經鹽析、洗滌、整理後,稱爲皁基,再繼續加工而成爲各種不同商品形式的肥皂。

韋寶接着便用剛纔得到的酸鹼,領着大家制取肥皂,首先精煉,除去油脂中的雜質。常用精煉過程包括脫皎、鹼煉,脫酸,脫色。

脫膠是除去油脂中的磷脂等膠質,有用水將磷脂等膠質水化,然後沉澱析出的水化法;和用濃硫酸使磷脂和類似的雜質碳化、沉澱的酸煉法。

鹼煉的主要作用在於除去油脂中的遊離脂肪酸,由於生成絮狀皁,吸附而去除了油脂中的色素和雜質。

然後是皂化,油脂精煉後與鹼進行皂化反應。沸煮法是主要的皂化方法,皁鍋呈圓柱形或方形。

除配有油脂、鹼液、水、鹽水等的輸送管道外,還裝有直接蒸汽或蒸汽盤管,以通入蒸汽並攪勻皁料。

鍋中還裝有搖頭管,管的上口可放在任何液位以排放鍋內皁料。鍋底呈錐形,下有放料管可以放出搖頭管排料後剩下的殘液。

油脂和燒鹼在皁鍋內煮沸至皂化率達95%左右,皁料呈均勻的閉合狀態時即停止皂化操作。

在閉合的皁料中,加食鹽或飽和食鹽水,使肥皂與稀甘油水分離。使肥皂析出的最低濃度稱爲鹽析極限濃度。閉合的皁膠經鹽析後,上層的肥皂叫做皁粒;下層帶鹽的甘油水從皁鍋底部排出,以回收甘油。

分出廢液後,加水及蒸汽煮沸皁粒,使之由析開狀態成爲均勻皁膠,洗出殘留的甘油、色素及雜質。

爲使皁粒內殘留的油脂完全皂化,經鹼析進一步洗出皁粒內的甘油、食鹽、色素及雜質。鹼析水完全析出的最低的鹼的濃度稱爲鹼析水極限濃度。

調整鹼析後皁粒內電解質及脂肪酸含量,減少雜質,改善色澤,獲得最大的出皁率和質量合格的皁基。整理時要加入適量電解質,如燒鹼、食鹽,調整到足以使皁料析開成上下兩個皁相。上層爲純淨的皁基,下層爲皁腳。皁腳色澤深,雜質多,一般在下一鍋鹼析時回用。

最後,皁基冷凝成大塊皁板,然後切斷成皁坯,經打印、乾燥成肥皂。

中午韋寶就在實驗用的大木棚內隨便吃了些,直到看見了肥皂成品,纔算滿意,暗忖只要這幫軍工署的人明白瞭如何製取酸鹼,以後研發其他化工產品便能降低難度了。

“公子,我們造出來的肥皂,洗起來很不舒服啊,好像裡面有很多小石頭,而且,洗過之後,覺得兩隻手發乾,生疼。”鄧二鮮對韋寶道。

韋寶一怔,額,他自己造的肥皂,自己還真不敢用。

“那是因爲雜質太多,還有鹼度配比也有問題,這些都是不合格的產品,用的時候要小心。”韋寶笑道:“總有一個慢慢改進的過程嘛,以後一定能造出比我拿的這個樣品要好的多的肥皂。”

鄧二鮮點頭道:“解決了這兩樣問題,是不是就合格了?”

“對。就能算是合格了,再要想更高級,就要研發增加元素,更香,更保護皮膚啥的。”韋寶說着,對董火金道:“把這些肥皂切成小小的一塊,等會讓羅大管事讓人分發下去。”

“是,公子。”董火金答應道。

徐蕊、王秋雅都捧着新造出來的肥皂聞,和韋寶拿出來的樣品對比,覺得差很多。

“會製作酸鹼,對於你掌握硝化技術會有幫助的,無煙火葯主要由你,錢學科、鄭二狗、鄧大梁和鄧二鮮負責,這是最高機密!要儘快做出來。”韋寶道:“這些小的生產技術,例如做肥皂什麼的,等到研發成熟了,就交給重工業局的人吧。現在是開始階段,考慮到你們都不懂化學,才讓你們過來跟着學,以後你們是要成爲研發最高科技的團隊的。”

董火金、錢學科、鄭二狗、鄧大梁和鄧二鮮等軍工署的人聞言,都很激動,內心瞬間涌動起騰騰燃燒的烈焰,一起向韋公子行了個軍禮,齊聲答應。

韋寶微微一笑,對衆人的態度和工作熱情感到滿意,弄出了肥皂,也很開心,鼓勵了他們幾句之後,帶着徐蕊和王秋雅,還有一幫隨扈們走了。

“小寶,我真做不來你的助理,剛纔你說的東西,我一點兒也沒有聽懂。”王秋雅邊走邊道。

韋寶微微一笑:“做我的助理,你不用很專研具體的技術,什麼都明白點就夠了。其實我也不過只是知道一點皮毛。”

你這還是隻知道一點皮毛?王秋雅和徐蕊聞言,看了一眼韋寶,兩女都覺得韋寶這是過分謙虛了。

望了眼漫天星空,韋寶的心情極好,又從準備迎接一幫里正和甲長們喊來遼東經略府的人‘弄’他的壓抑心情當中走出來了不少。

接下來的兩天,韋寶每天廢寢忘食的工作,他從來沒有覺得理科知識這麼有用,這麼有趣,居然能讓人樂此不疲。

這天早晨,韋寶還在睡夢當中,傳來很反常的敲門聲,而且敲門聲不僅大,還很急促。

“小寶,侍衛來報,外面來了很多人,看樣子是來找麻煩的。五六百人。”王秋雅的聲音傳來。

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