早期的化学工程

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    公元前后，中国和欧洲进入炼丹术、炼金术时期。中国由于炼制长生不老药，而对医药进行研究。于秦汉时期完成的最早的药物专著《神农本草经》，载录了动、植、矿物药品365种。16世纪,李时珍的《本草纲目》总结了以前药物之大成，具有很高的学术水平。此外,7～9世纪已有关于黑火药三种成分混炼法的记载,并且在宋初时火药已作为军用。欧洲自3世纪起迷信炼金术,直至15世纪才由炼金术渐转为制药，史称15～17世纪为制药时期。在制药研究中为了配制药物，在实验室制得了一些化学品如硫酸、硝酸、盐酸和有机酸。虽未形成工业，但它导致化学品制备方法的展，为18世纪中叶化学工业的建立，准备了条件。

    早期的化学工业从18世纪中叶至2o世纪初是化学工业的初级阶段。在这一阶段无机化工已初具规模，有机化工正在形成，高分子化工处于萌芽时期。

    无机化工第一个典型的化工厂是在18世纪4o年代于英国建立的铅室法硫酸厂。先以硫磺为原料，后以黄铁矿为原料，产品主要用以制硝酸、盐酸及药物，当时产量不大。在产业革命时期，纺织工业展迅。它和玻璃、肥皂等工业都大量用碱，而植物碱和天然碱供不应求。1791年n.吕布兰在法国科学院悬赏之下，获取专利，以食盐为原料建厂，制得纯碱，并且带动硫酸（原料之一）工业的展；生产中产生的氯化氢用以制盐酸、氯气、漂白粉等为产业界所急需的物质，纯碱又可苛化为烧碱，把原料和副产品都充分利用起来，这是当时化工企业的创举；用于吸收氯化氢的填充装置，煅烧原料和半成品的旋转炉，以及浓缩、结晶、过滤等用的设备，逐渐运用于其他化工企业，为化工单元操作打下了基础。吕布兰法于2o世纪初逐步被索尔维法（见纯碱）取代。19世纪末叶出现电解食盐的氯碱工业。这样，整个化学工业的基础──酸、碱的生产已初具规模。

    有机化工纺织工业展起来以后，天然染料便不能满足需要；随着钢铁工业、炼焦工业的展，副产的煤焦油需要利用。化学家们以有机化学的成就把煤焦油分离为苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽、菲等芳烃。1856年，英国人.h.珀金由苯胺合成苯胺紫染料，后经过剖析确定天然茜素的结构为二羟基蒽醌，便以煤焦油中的蒽为原料，经过氧化、取代、水解、重排等反应，仿制了与天然茜素完全相同的产物。同样，制药工业、香料工业也相继合成与天然产物相同的化学品，品种日益增多。1867年，瑞典人a.B.诺贝尔明代那迈特炸药（见工业炸药），大量用于采掘和军工。

    当时有机化学品生产还有另一支柱，即乙炔化工。于1895年建立以煤与石灰石为原料，用电热法生产电石（即碳化钙）的第一个工厂,电石再经水解生乙炔,以此为起点生产乙醛、醋酸等一系列基本有机原料。2o世纪中叶石油化工展后，电石耗能太高，大部分原有乙炔系列产品，改由乙烯为原料进行生产。

    高分子材料天然橡胶受热粘，受冷变硬。1839年美国c.固特异用硫磺及橡胶助剂加热天然橡胶，使其交联成弹性体，应用于轮胎及其他橡胶制品，用途甚广，这是高分子化工的萌芽时期。1869年，美国J..海厄特用樟脑增塑硝酸纤维素制成赛璐珞塑料，很有使用价值。1891年h.B.夏尔多内在法国贝桑松建成第一个硝酸纤维素人造丝厂。19o9年,美国L.h.贝克兰制成酚醛树脂,俗称电木粉,为第一个热固性树脂,广泛用于电器绝缘材料。

    这些萌芽产品，在品种、产量、质量等方面都远不能满足社会的要求。所以，上述基础有机化学品的生产和高分子材料生产，在建立起石油化工以后，都获得很大展。

    物质提纯

    物质的提纯是指将物质中的其他杂质除去得到较为纯净的物质的过程。解答这类题目时，必须考虑到物质的存在状态，被提纯物质与杂质之间在物理性质和化学性质上的差异和联系，然后决定选用何种试剂，采用何种方法。现就物质提纯题的常见解法归纳如下：

    一、利用物质物理性质上的差异

    例1.除去c12中混有的少量hnetbsp;   解析：（溶解性差异法）将混合气体通过饱和食盐水，hc1气体溶于饱和食盐水而被除去。

    例2.除去固体kno3中混有的少量nanetbsp;   解析：（结晶法）先将混合物在高温下制成饱和溶液，然后逐渐冷却，使kno3结晶析出，再过滤便可得到kno3晶体。

    例3.除去氢溴酸中少量的溴单质。

    解析：（萃取分液法）将混有溴的氢溴酸加到分液漏斗中，然后再加萃取剂cc14，充分振荡后静置，分出下层液体，所得上层液体便为氢溴酸。

    例4.除去碘中混有的泥沙。

    解析：（升华法）加热使碘升华，然后再收集碘，便可除去泥沙。

    例5.除去某一液溶胶中混入的少量的食盐杂质。

    解析：（渗析法）把混有食盐杂质的胶体装入半透膜袋子里，把袋口扎好，把袋子系在玻璃棒上，然后把它悬挂在流动的蒸馏水中，过一段时间后，胶体中的、便通过半透膜溶入水中，从而使胶体得以净化。

    例6.现有a、B两种液体的混合物，已知a的沸点为35c，B的沸点为2ooc，如何得到a、B的纯净物？

    解析：（蒸馏法）将a、B的混合液进行蒸馏，然后收集35c时的馏分就可得到a物质，留在烧瓶里的是B物质。

    二、利用物质化学性质上的差异

    用化学方法提纯的关键是正确选择化学试剂，选择试剂时应注意：

    （1）选择的试剂一般只能与杂质反应；

    （2）提纯物质的过程中不能引入杂质；

    （3）杂质与试剂反应生成的产物要与提纯的物质易分离；

    （4）提纯过程要步骤简单，现象明显，容易分离，所得产物的纯度要高；

    （5）尽可能将杂质转化为所需的物质。

    其常用的方法有：热分解法、氧化还原法、沉淀法等。

    例7.除去na2netahnetbsp;   解析：（热分解法）将二者的混合物加热，使分解转变为。

    例8.除去苯中混有的少量甲苯。

    解析：（氧化还原法）在混合物中加入酸性高锰酸钾溶液，使甲苯氧化为苯甲酸，再用naoh溶液中和，使之转化为苯甲酸钠进入水中与苯分层，再用分液漏斗分离除去。

    例9.除去co2气体中混有的h2s气体。

    解析：（沉淀法）将混合气体通过盛有cuso4溶液的洗气瓶，便可除去h2s气体：。

    例1o.除去中混有的少量。

    解析：（溶解法）利用的两性，向混合物中加入过量的naoh溶液，完全反应后过滤，便可除去杂质：。

    例11.除去气体中混有的少量so2气体。

    解析：（洗涤法）将混合气体通过naoh溶液，即可除去so2气体：

    。

    化学的英文词为chemistry，法文chimie，德文chemie，它们都是从一个古字、即拉丁字chemia，希腊字xηa(net或haman，阿拉伯字chema或kema，埃及字chemi演化而来的．它的最早来源难以查考．从现存资料看，最早是在埃及第四世纪的记载里出现的．所以有人认为可以假定是从埃及古字chemi来的，不过这个名字的意义很晦涩，有埃及、埃及的艺术、宗教的迷惑、隐藏、秘密或黑暗等意义。其所以有这些意义，大概因为埃及在西方是化学记载诞生的地方，也是古代化学极为达的地方，尤其是在实用化学方面。例如，埃及在十一朝代进已有一种雕刻表示一些工人下在制造玻璃，可见至少在公元前２５oo年以前，埃及已知道玻璃的制造方法了。再从埃及出土的木乃伊看，可知在公元前一、二千年时已精于使用防腐剂和布帛染色等技术。所以古人用埃及或埃及的艺术来命名“化学”。至于其它几种意义，可能因为古人认为化学是一种神奇和秘密的事业以及带有宗教色彩的缘故。正题：化学的历史渊源非常古老，可以说从人类学会使用火，就开始了最早的化学实践活动。我们的祖先钻木取火、利用火烘烤食物、寒夜取暖、驱赶猛兽，充分利用燃烧时的光热现象。当时这只是一种经验的积累。化学知识的形成、化学的展经历了漫长而曲折的道路。它伴随着人类社会的进步而展，是社会展的必然结果。而它的展，又促进生产力的展，推动历史的前进。化学的展，主要经历以下几个时期：（一）化学的萌芽时期：从远古到公元前15oo年，人类学会在熊熊的烈火中由黏土制出陶器、由矿石烧出金属，学会从谷物酿造出酒、给丝麻等织物染上颜色，这些都是在实践经验的直接启下经过长期摸索而来的最早的化学工艺，但还没有形成化学知识，只是化学的萌芽时期。（二）炼丹和医药化学时期：约从公元前15oo年到公元165o年，化学被炼丹术、炼金术所控制。为求得长生不老的仙丹或象征富贵的黄金，炼丹家和炼金术士们开始了最早的化学实验，而后记载、总结炼丹术的书籍也相继出现。虽然炼丹家、炼金术士们都以失败而告终，但他们在炼制长生不老药的过程中，在探索“点石成金”的方法中实现了物质间用人工方法进行的相互转变，积累了许多物质生化学变化的条件和现象，为化学的展积累了丰富的实践经验。当时出现的“化学”一词，其含义便是“炼金术”。但随着炼丹术、炼金术的衰落，人们更多地看到它荒唐的一面，化学方法转而在医药和冶金方面得到正当挥，中、外药物学和冶金学的展为化学成为一门科学准备了丰富的素材。（三）燃素化学时期：这个时期从165o年到1775年，是近代化学的孕育时期。随着冶金工业和实验室经验的积累，人们总结感性知识，进行化学变化的理论研究，使化学成为自然科学的一个分支。这一阶段开始的标志是英国化学家波义耳为化学元素指明科学的概念。继之，化学又借燃素说从炼金术中解放出来。燃素说认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素，燃烧过程是可燃物中燃素放出的过程，尽管这个理论是错误的，但它把大量的化学事实统一在一个概念之下，解释了许多化学现象。在燃素说流行的一百多年间，化学家为解释各种现象，做了大量的实验，现多种气体的存在，积累了更多关于物质转化的新知识。特别是燃素说，认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程，化学反应中物质守恒，这些观点奠定了近代化学思维的基础。这一时期，不仅从科学实践上，还从思想上为近代化学的展做了准备，这一时期成为近代化学的孕育时期。（四）定量化学时期：这个时期从1775年到19oo年，是近代化学展的时期。1775年前后，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说，开创了定量化学时期，使化学沿着正确的轨道展。19世纪初，英国化学家道尔顿提出近代原子学说，接着意大利科学家阿伏加德罗提出分子概念。自从用原子－分子论来研究化学，化学才真正被确立为一门科学。这一时期，建立了不少化学基本定律。俄国化学家门捷列夫现元素周期律，德国化学家李比希和维勒展了有机结构理论，这些都使化学成为一门系统的科学，也为现代化学的展奠定了基础。