炼金术到化学

4.炼金术到化学

直到“中世纪”，人类在分离元素这方面也没有取得什么进步。但是炼金术在这一时期出现了。

炼金士们的工作

炼金士们在工作时，所使用的装置都是很简单的，如蒸馏器、乳钵等。那些简单的装置，就是化学仪器的起源。

炼金士们做过许多实验，包罗万象，从探求长生不老的仙丹到各种各样神奇古怪的尝试，可以说是现代化学实验的先驱。他们都在寻找所谓的“哲学家的石头”，这是一种可以把普通的金属变成金的物质，对于这一点，他们深信不疑。直到今天，我们也不知道那个似梦似幻的东西到底是什么。可能不止一种物质，更不可能是块“石头”，有些历史学家猜测它是硫化汞，可是没有人能够证实这个猜测。

当然，除却这些不切实际的事，炼金士们也确实做过许多重要的化学实验。虽然这些事并不是他们最开始想要做的，但是他们成功地从种种矿石中抽出金属，最重要的是，他们造出了许多种酸类。那些酸类到了后世就成为建立工业化学的基石。

炼金士们的实验之一是加热硫化铁等物质，使一种叫做“矾类之油”的液体挥发，继而再收集起来。那些液体就是我们所说的硫酸。

除此之外，炼金士们还会造氯酸及硝酸。碳酸钾和碳酸钠都是现代工业的重要原料。

我们应当赞扬炼金士，他们对理论及实验有着浓厚的兴趣，尽管他们的目的和方法大部分都是奇奇怪怪的。他们把实验所得的知识收集起来，并试图像前面的图式那样把它们体系化。他们认为火、土、水和空气这四种元素是互相关联的，是构成大自然的基础物质，他们想用这四种元素建立合乎逻辑的理论。虽然炼金士们的这一理论与幻想无异，但是从某些角度看，可以将它看成是现代元素周期表的雏形。

在中世纪发现的元素

炼金士们发现了许多东西，特别是在12世纪到14世纪这段时间发现了3种重要的元素。他们的业绩的确值得我们称赞。

那3种元素是砷（As）、锑（Sb）和铋（Bi），属于同一个族，在现代元素周期表上排在同一直列。

炼金士们相继发现了3种性质相似的元素，这表明他们所做的实验是以某些特殊的反应形式为中心，继而相传下来的。因此，他们才能够相继发现化学性质相似的元素。

自从这3种元素被发现之后，五六个世纪中就再没有任何发现了，不过白金是例外。16世纪前半叶在墨西哥分离出了白金。Platinum（白金）在西班牙语中是“小块银”的意思。

在那个时候，白金并没有得到使用。到了18世纪，人们在铸造金币时加入白金，以此来增加金币的重量，这在当时是有记录可查的白金的唯一用途。到了19世纪，俄国铸造了白金金币。

到17世纪，已被发现的元素达到了13种。不过，没有任何记录记载它们的发现年代及发现者的名字。锌就是其中之一。锌的发现年代可能是1600年末期或更早。

直到那时，科学才开始具有现代气息。人们研究自然、化学及元素，一旦有了新的发现，就把它们记录下来，并公开发表。

事实上，古代希腊人也曾为了解世界而追求知识。他们甚至想出了自己的原子理论，这跟现在的原子理论是有一定的相似性的。可惜古代希腊人只局限于思考，而没有去实践，所以他们的理论只得以在书本上流传下来，在实践方面没有任何成就。

磷、钴、镍

磷是第一个发明者有记录可查的元素。磷的英文名字Phosphorum取自希腊文“带光亮的东西”。

发现磷的是德国的商人Brarf。他也是一个炼金士，为了寻求“哲学家的石头”，他不断地做实验，于1669年在实验中偶然发现了磷。他把尿液蒸干，得到了一种在黑暗中会发亮的物质———磷。不过，当时他并不知道这种物质是元素。他只是把磷当做玩具吓吓朋友而已，可能也赚了一些钱。到后来，磷才被确认为元素。当然，Brarf并未公开他对磷的制法。

钴是在1737年被发现的。14年后，也就是1751年，镍又被发现了。从前人们错误地认为钴和镍的矿石是铜矿石，但是无论如何都炼不出铜来。人们认为有魔鬼附在这些矿石上，所以把它们叫做Cobalf（恶鬼）、“Coontel Nichel（恶魔之铜）”。这些名字一直沿用到今天。

气体的研究

接下来被发现的是氢气。

要想得到氢，其实是很容易的。只要把金属放入酸溶液，尤其是氯酸溶液，氢就会从溶液中逸出来。很早以前人们就知道把金属放进酸中会产生泡沫，只是没有人发现那些泡沫中的气体与其他气体的差别。

Cavendish是最早研究氢气的人。1766年，他正确地写下了这一气体的性质。后来，他发现气体燃烧后会产生水，所以将其称为“水的制造者，Hydrogenium（氢）”。

到了1770年，许多人开始研究空气，试图弄明白其中含有哪些成分。罗得福特（Daniel Ruther Pord）发现东西燃烧或生物呼吸都会消耗一定量的空气。例如，在装有水的盘中插上一根点燃的蜡烛，再用玻璃罩盖上，我们会发现蜡烛燃烧不久就会熄灭。这是因为蜡烛的燃烧消耗掉了玻璃罩内的一部分空气，空气减少了，盘中的水面也因此稍微升高了。如果用老鼠代替蜡烛的话，老鼠消耗掉里面一部分的空气之后就会死掉。

在密封的容器内点燃蜡烛，里面的氧消耗掉之后蜡烛会熄灭。

罗得福特发现，在蜡烛熄灭或老鼠死掉以后，玻璃罩中的空气发生了变化，在这些空气中，任何东西都不能燃烧，任何动物都无法生存。可见，它和普通的空气已经不一样了。

因此，罗得福特被认为是氮的发现者。

那时候，从事类似研究的还有很多人，如Cavendish，Priesfley，Scheele等。可是只有罗得福特把氮正确地记录下来了。

同在那个时期，还有许多人在研究“氧”，它和氮一样，也是空气的成分之一。Priesfley在玻璃瓶中放入氧化汞的红色粉末，再用放大镜集中太阳光，使瓶中的红色粉末燃烧。他发现用这种方法造出来的气体中，很容易就能使东西着火并燃烧起来。因此Priesfley成为氧的发现者。

瑞典化学家Scheele也曾做过同样的实验，并且在时间上还早于Pries-fley，可惜他发表结果时为时已晚，被Priesfley提前了一步。

在当时，还有一位化学家做出了很重要的贡献，他就是法国的拉瓦锡（Lavoisior）。那时他正在研究燃烧是一种什么现象。他发现类似镁这样的金属燃烧以后重量会增加，这是因为镁在燃烧的过程中与氧结合，增加的重量也正是与之结合的氧的重量。

这样，到1770年，人们已知的元素大约有20种了。