接下来就是制作硫酸了,这件事十分重要,李毅当然要好好看看。
一个匠人把胆矾倒在罐子里,用手扒平整。拿起盖子,盖紧,密闭工作做得差不多了。以目前的情况来看,应该不会漏气,不过仍是不能马虎,准备工作做到头里去,没有坏处,预防为主嘛!
找来几块布片,端来一盆清水,把布片在不里浸湿,放到盖子边缘。即使有三氧化硫渗漏出来,也会给布片上的水溶解,不至于到处都是。还有最重要的一步,那就是打一盆清水来,放在地上。再用砖头垫起来,让壶嘴伸进水里,直到进入水里四五寸,这才作罢。
硫酸的制造方法很多,用铅室法生产硫酸,是十八世纪的事。在古代,生产硫酸有两种方法最为著名,一种是公元八世纪,阿拉伯炼金家贾比尔把硝石和绿矾放在一起进行蒸馏,得到“矾精”,其实就是硫酸。
在公元七世纪中叶,唐朝炼丹家狐刚子通过灼烧胆矾,得到硫酸。这一方法大致可分成三步,第一步是加热之后,五水硫酸铜失去结晶水,成为硫酸铜。第二步是硫酸铜分解,生成氧化铜和三氧化硫。第三步就是让三氧化硫和水接触,发生化学反应,生成硫酸。
分解之后的三氧化硫通过壶嘴进入水里,就会和水发生化学反应,最终生成硫酸,是以李毅才这么做。
所有的准备工作都做好了,李毅站在一旁,道:“可以升火了。”
为了有足够的温度,用的乃是特质的灶,学徒将柴禾往灶洞里扔,开始托动风箱。
做硫酸的主要步骤做完,不过还有一些小细节要准备一下。李毅打量一下,火势不错,只要温度一上去,硫酸铜就会分解。
找到一根两尺长短的木棍,用清水冲洗干净,李毅提着木棍回来。三氧化硫和水反应生成硫酸,要是不搅动的化就会造成局部浓度过高,导致反应速度减慢,搅拌就是解决办法。
刘大匠他们也知道自己这个小恩公什么都懂,他们好多研究思路和图纸都是从小恩公那里来的,所以也就任由小恩公做事,自己脖子伸得老长,盯着罐子。
李毅笑道:“不要盯那里,要看这里。”棍子在清水里轻轻搅动几下,把棍子靠着盆沿斜放着。
火升起来。温度开始升高,才开始脱结晶水。
这个时候变化还是小的,所以并不能发现什么。
温度上升了之后,硫酸铜应该在分解了,只是量没有太多。而且,三氧化硫和水反应后生成硫酸,而硫酸无色透明,溶解在水里,再好的视力也是看不见。
这种灼烧法是一个漫长的过程,还要花很多时间,学徒去屋里搬了椅子出来,大家坐了下来,等待着变化。
“小恩公,水好象变多了。”烧火的学徒观察力极强,发现了水盆的异样。
胆矾含有五个结晶水,占了百分之三十六,经过加热之后。结晶水分离出来,经过壶嘴进入水盆里,又重新冷却下来,这水自然是要增多。
这些学徒都是既有天赋的,观察力也很敏锐,李毅笑着道:“胆矾本身是白色,因为吸收了水份,这才变成蓝色,很好看。加热之后,水份又变成水汽。混在水盆里,自然是要多些。”
李毅现在说地胆矾。是指硫酸铜,而不是指完整意义上地胆矾。
经过漫长的等待之后,水盆里的水纹越来越少了。李毅知道差不多了让学徒退了火。
把砖头去掉,水盆放在地上。壶嘴一离开水盆,就从里面喷出难闻的气味,旁边围着的人忙不迭捂住鼻子。
端着水盆,李毅径直朝屋里行去。旁边的学徒连忙跟了过去,想瞧个究竟。李毅把盆子放在桌子上,抓了点纯碱来,把纯碱放在碗里,舀了点溶液倒在碗里。碗里立时冒出气泡,好象鱼儿吐出的水泡一样,煞是好看。
对于后世来说,这算不得什么。对于这个时代盛行鬼神来说,碗里什么也没有,却能冒出气泡,那可是很神奇地事情,所有人都瞧着碗里,连眼睛都不转动一下,脸上定满了惊诧。
这是纯碱遇到硫酸要发生化学反应,生成二氧化碳,就会出现气泡。
没有基础化学的学习,李毅说这些他们也听不懂,所以接下来学堂里应该需要引进一些自然学科了。
脱水性是硫酸的主要特性之一。浓硫酸沾在纸上,或着布片上,就会发黄,好象枯萎的树叶。
浓硫酸还需要提纯,有一种办法,就是直接加热法。硫酸地沸点高。水份蒸发了硫酸还不会蒸发,只需加热浓度就会提上去。
只是这种办法有一个缺点。那就是水份蒸发会带走硫酸,造成损失。现在的硫酸对于李毅说来说很金贵,宁愿多花点时间也不愿损失硫酸。再说了,现在的硫酸浓度连百分之十都不到。用加热法的话,损失会非常大。这种损失不是现在能承受的,选择沸石虽然费事,收益却大。
让学徒拿了几块沸石出来,放到灶洞里去烧。把刚才那个碗清洗干净,舀了小半碗硫酸。只是做个试验,要不了多少。用不着把全部浓度都提上去。再说了。这稀硫酸还可以再用,多次做下来其浓度自然会高很多。到那时再来提浓就省事多了。
灶洞里地炭火还很旺,沸石扔进去,只一会儿功夫就发出嗤嗤地响声,水泡在沸石上翻滚,煞是好看,很是吸引人。
制作了浓硫酸,李毅搬来容器,用布片擦拭干净,把浓硫酸倒在瓷器里。拧紧盖子,再用黄蜡把接合处一抹,气密性问题就解决了,不用怕硫酸再吸收水份。
这容器是安新专门制作的瓷器,耐腐蚀性好。盖子上有螺纹,使得气密性大为提高,再抹上黄蜡,无论如何是不会有水份进去了。幸得李毅用螺纹把瓷器进行了小小的改进,要不然即使做出浓硫酸,在没有玻璃容器的情况下,真没有东西贮存。
眼下玻璃十分珍贵,还不能被用来制作玻璃瓶。
有沸石,有浓硫酸,做乙醚也就很简单了,李毅让工匠们自行研究,自己则就离开了。
他在刘大匠的陪同下到了军械所。
最近生铁陆续的匀进安新,补足了安新之前的用铁困难,所以一些火器的研制和制造已经慢慢展开,步入正轨。
眼下军械所制作的是仿制的红夷六磅炮,这些红夷炮乃是朝廷的制式火炮,京城和天津的好多火炮厂都能够制作,李毅花重金抄录了图纸,安新你的工匠经过几个月的研究制作,铸成的几门火炮。
如今安新的火炮并不多,现共有三门红夷大炮,在李毅看来远远不够。
民营如今有六百多人,这些人都是李毅准备的热武器部队,他们完全能够武装至少二十门火炮。
如今人人都知道明朝火炮是从西夷引进来的,但是明朝的火器制造技术还是比西夷先进的。不说明朝,就是后金也懂得了失蜡法铸造火炮,并对火炮不同位置退火处理,所铸火炮性能已超过此时的西洋火炮。
当然,这些技术都是一些汉人工匠传过去的。
失蜡法在这个时代已经很先进了,但是在李毅看来还是有着诸多的缺点,所以安新所用的是更加先进的铁模法,决对领先世界潮流。
不错,这铁模铸炮法乃是清时一个叫龚振麟的人发明的,工艺简单,降低成本,还不受气候影响。如果用熟铁打造代替生铁铸造,还可解决蜂窝涩体的问题。
这当然是非常优良的技术,要知道欧洲,火炮铸造从十六世纪一直到鸦片战争前,都是采用泥范整体模铸法,或是失蜡法。只有鸦片战争后,才采用车床切削铸造法。
而且这泥模法与失蜡法,铸炮时间都需要一个月到三个月,失蜡法虽不受季节影响,但每门炮所需时间也要两、三个月。而且成功率都不怎么高,每铸十门炮,合格率只得二、三成。
铁模铸炮法合格率可高达五成,铸造一门炮,需要时间还不到一个月,四季都可以进行。
李毅进入军械所的一个制造间,屋舍内热气逼人,铁浆飞涨,所有的工匠都忙忙碌碌着。
主持火炮制作的是一个西北的老工匠,他技术其实并不是很高,但是见多识广,指点能力1很强,对于火器的研发有着极大的帮助。
这老工匠已经有五十多岁,见到李毅到来,连忙就要跪地叩头,李毅上前扶起他,这次没有受了这一拜。
没办法,工匠地位低贱,生活又苦,这些老辈的人卑躬屈膝讨生活,已经习惯了。
“小恩公,这个月结束,我们就能铸成红夷大铳五门,装填三斤重炮子。有了铁模法铸炮,制炮的成功率大增,下个月还会有十门火炮……”
老工匠带李毅巡视情况,一边向李毅介绍火炮制作的情况。