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第六章 布兰制碱法

小说:明末1642 作者:荒夜剑客 更新时间:2018-03-31 15:50
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  柳亚夫现在要先把钠碱生产出来,用来做肥皂,以他现在的条件,要得到钠碱(火碱)就要有纯碱;要得到纯碱,只能用硫酸通过路布兰制碱法得到;要得到浓硫酸,就先要生产硝酸。
  第一步是先生产硝酸。
  生产硝酸并不难,硝石(硝酸钾)在400度的高温下,会分解,产生氧化钾,氮氧化物与氧气。而一氧化氮与氧气、水反应,生成硝酸。
  柳亚夫用的反应器具是将硝酸钾装在陶瓷瓦罐中加热,顶部用盖子密封,盖子上插着一根竹管,用来排气。
  硝酸钾分解时,产生的气体经过竹筒导管,通入一个装了蒸馏水的瓦罐中,瓦罐也密封,管子伸入蒸馏水下,气体与水充分反应,生硝酸水溶液,后面再接几个这样的瓦罐。
  如此往返循环,经过五次反应后,硝石中的氮元素反应率能达到99.96%。
  柳亚夫跟李顺父子加上王铁蛋几人,把这套反应装置安装好。
  接着灶膛开始烧火加热,并开始往加热的陶瓷罐中鼓风。
  最后,柳亚夫通过10千克蒸馏水收集硝酸,,得到了11.55千克的硝酸水溶液。经过计算,他知道这次硝石基本上是反应完全的,如果纯净的硝石,反应后的溶液应该是11.58KG,但他买的硝石肯定有杂质,所以少了几十克。
  是的,柳亚夫现在用的重量单位是千克,这个年代的度量衡单位非常麻烦,为了精准的度量衡,他以一立方分米的蒸馏水定位为1000克,并以此制作出了标准秤。
  他利用自己穿越带过来的游标卡尺,制作了五个内壁长宽高都是一分米的相同重量容器,然后都装满水,利用天平,选择一个中间重量的盒子中的水作为1000克的标准重量。
  有了1000克的标准重量,再得到更小的称量标准就简单了。所以,他利用天平的原理,制作了精确到0.1G的标准秤。
  这第一次试验,成功生产出了硝酸溶液,他接下里便把剩下的硝石加热,全部制作成了硝酸溶液。
  经过一个上午的生产,他得到了浓度接近30%的稀硝酸近100公斤。
  硝石分解后,还得到白色的氧化钾超过28公斤,可以用来制钾碱,被柳亚夫用一个瓦罐装好,密封起来备用。
  第二步是生产浓硫酸
  下午,柳亚夫开始制作硫酸,依然是制作硝酸的反应容器,不过第二个瓦罐中的蒸馏水换成了经过蒸馏的稀硝酸溶液。同时,第一个加热硫磺的瓦罐多了一个进气管,向瓦罐鼓入空气,为硫磺的燃烧提供氧气。
  为此,柳亚夫还特意做了一个鼓风的竹蜻蜓,可以向硫磺燃烧的瓦罐鼓风。
  瓦罐下加热,慢慢通入空气,随着温度升高,硫磺开始燃烧起来。硫磺燃烧产生二氧化硫气体,经过鼓风机鼓风,通过排气管,进入第一个装了硝酸溶液的瓦罐中。
  二氧化硫与硝酸、水反应,生成硫酸与氮氧化物,氮氧化物又与氧气,水反应生成硝酸。
  如此数次反应后,前面第一个、第二个瓦罐中便算是硫酸与硝酸溶液混合物。
  把第一个瓦罐与第二个瓦罐通风蒸馏,便能得到浓硫酸溶液,而其中的硝酸也能通过后面的瓦罐收集起来,继续使用。
  硫磺燃烧反应速度非常快,所以制作浓硫酸的速度也非常快,不到两个小时,便生产了一大罐浓硫酸溶液。经过称量有53公斤,这是浓度超过了97%的浓硫酸。
  第三步是提纯粗盐
  接下来,柳亚夫把买来的粗盐融化,过滤,在加热,蒸馏,将粗盐中的泥沙等杂质除去,得到了质量比较好的盐。只是这些盐中还有大量的硫酸钠,硫酸镁,硫酸钙等杂质,但已经比粗盐纯净多了。
  第四布便是制作纯碱
  现在,就可以利用浓硫酸与食盐,通过路布兰制碱法,制取纯碱了。
  柳亚夫把在食盐跟浓硫酸在陶瓷缸中按照3:5的重量混合,下面烧火加热,生成硫酸钠与氯化氢气体,把盐酸气体通入水中,收集存储起来。
  到这个时候,天色就渐渐暗淡下来,王铃花蹦蹦跳跳的向工作坊跑了过来。远远的就在喊:“柳大哥,肥皂做好了没,娘叫我来喊你们吃饭了。”
  柳亚夫这才回过神来,发现天已经开始变暗了,望了望铁蛋跟李顺父子,所有人被烟火熏得乌黑,还被汗水画成了的大花脸,笑着说道:
  “好了,今天就到这里”
  接着让几人把硫酸钠晶体跟盐酸溶液分别密封,放到角落里。
  “公子你这这强水可真吓人那,那么一点点就能把棉花烧一个洞”李顺心有余悸道。
  刚才为了让他们小心操作,柳亚夫用一滴浓硫酸滴在棉布上,很快,棉布就被腐蚀了一个洞,这把几人都吓了一跳。也因此,他们在操作中都小心翼翼的,按照柳亚夫的要求去做,不敢有丝毫大意。
  “这些东西涉及的东西太多了,现在没时间,以后我会开办学习班,把这些知识教授给大家,到时候你们可以把家里的小孩子都送过来学习”柳亚说道。
  “天色不早了,李叔你们也会回去吃饭吧”
  收拾好东西,他们便各自回家了,至于这间两面通风的草屋,并没有人来守。
  这里现在生产的都是化学原材料,不是硫酸,就是硝酸,本就不怎么值钱,关键是这个年代的人不懂这东西,偷了去也不知道怎么用,所以柳亚夫也不担心会丢失。
  回到王家,吃完晚饭,洗漱过后,柳亚夫便休息了,积蓄精力准备明天积蓄奋战。
  夜晚很快过去。
  第二天,柳亚夫早早起床,吃过早饭后,带着王铁蛋向茅草房工坊走去。
  来到工坊时,李顺父子已经过来了。
  接着,开工干活,
  柳亚夫先用硫酸钠跟过量木炭混合,在瓦罐中高温煅烧,然后通入空气最后得到的硫化钠与微量碳酸钾混合物。
  再把石灰石与硫化钠混合,煅烧,生成了微溶于水的硫化镁,硫化钙,与碳酸钠等混合物。
  然后将他们溶于水后,硫化镁与硫化钙、碳酸钙微溶于水,水溶液中便是碳酸钠为主的纯碱溶液。
  把纯碱溶液过滤,在溶液中中加入熟石灰,再过滤掉沉淀,便得到高纯度的氢氧化钠溶液。这就是柳亚夫需要的烧碱溶液,然后经过蒸馏,便得到固体火碱。
  制烧碱用了大半天时间,53公斤提纯后的盐,共生产了36公斤纯度极高的烧碱。剩了几公斤经过提纯的盐,柳亚夫打算拿回王家吃,王家现在吃的盐也是粗盐,有很重的苦涩味,这种提纯过的盐味道会好许多,虽然还赶不上这个年代的精盐,但也相差无几。
  制取了烧碱,柳亚夫又让李顺父子做了几个长7公分,宽5公分的木头模具,用来明天压肥皂用。
  做好了模具,李顺父子就回家去了,他们才在这里定居,有许多事要做。柳亚夫在工坊中检查了一遍图纸资料,然后带着王铁蛋跟王铃花两兄妹往回走去。
  回到王家,王德贵跟大虎在在院子里忙活这,方树花依然在屋里织布,同时还在教三妹王梨花刺绣。
  王大虎正在搬东西。
  柳亚夫过去给他搭了把手,把一捆柴火递到垛子上:“明天就要出肥皂了,大家都来看一下我的肥皂吧。”
  “好了,大家都去休息,亚夫你这肥皂可真麻烦啊,明天一定要来瞧一瞧,究竟是什么样。”王德贵笑道的。
  柳亚夫又把提纯过的精盐拿出来递给王德贵道:“叔,这是我提纯过的盐,以后我们就吃这个盐。”
  王德贵接过罐子,打开一看,看到白花花的一罐子颗粒均匀的细盐,吃了一惊:
  “你这孩子,哪里弄的这么好的盐,这么样的精盐,我们怎么吃得起!”
  王大虎也睁大眼睛,惊讶叫道:“亚夫哥,你哪里弄得这么好的盐!”
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