第232章 世纪工业化制取三酸的可行性分析

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既然知道确切方法和步骤，又没有什么这个时代难以制取的设备和材料， 那么提取到大蒜素成品便没有多少难度， 李国助只用了五天就得到了纯度较高的大蒜素成品。 这是一种油状液体，具有挥发性，有浓烈的大蒜气味， 可溶于乙醇、氯仿等有机溶剂，在水中溶解度相对较小， 不太稳定，遇热或在碱性条件下容易分解失去活性。 有刺鼻气味、易失去活性，是大蒜素的两大缺陷， 需要比较严苛的储存环境，如低温、密封、避光、添加稳定剂， 或将大蒜素制成固态等手段，才能使保质期达到一两年。 但若保存不当，如开封后没有及时密封、长时间处于高温环境等， 其有效成分还是会较快挥发、分解， 可能几个月内就会出现明显的活性降低、药效减弱的情况。 好在李国助还知道一种化学方法， 可以有效提高大蒜素的化学稳定性，延长其药效保持时间， 就是通过化学改性，将大蒜素制成性质更稳定的盐类或酯类衍生物， 提高化学稳定性，延长药效保持时间。 制成盐类衍生物的原理是，大蒜素分子中存在具有一定酸性或碱性的基团， 可以与合适的碱或酸发生中和反应，生成相应的盐。 盐类化合物通常具有较好的离子键结构，相对大蒜素本身更为稳定。 制成酯类衍生物的原理是，大蒜素分子中的羟基能与酸发生酯化反应，生成酯类化合物。 酯键相对稳定，能够提高大蒜素的化学稳定性。 这两种方法基本上都要用到三酸两碱。 鉴于三酸两碱在现代化工和军事工业中的重要性， 李国助决定先试着制备一下三酸两碱，然后再对大蒜素进行化学改性。 三酸是硫酸、盐酸、硝酸，两碱是氢氧化钠、碳酸钠。 1740年以前，制造硫酸都离不开绿矾。 8世纪时，阿拉伯炼金术士贾比尔?伊本?哈扬将硝石与绿矾在一起蒸馏制得硫酸。 1526年，人们已能用干馏绿矾的办法制取少量发烟硫酸。 但这种方法制成的硫酸产量很小，而且浓度不高，是稀硫酸， 基本只够供实验室使用，无法实现工业化制取。 上辈子李国助几乎没做过化学实验，对此还没有体会， 但这次亲自做过以后，他对此才算有了真切体会。 想到上辈子看过的某些明末穿越小说，用绿矾制硫酸就实现了大规模工业化运用， 李国助简直都快笑死了。 17世纪，德国化学家格劳勃提出“硝化法制硫酸”， 才算是为硫酸的工业化生产奠定了理论基础。 到1740年，英国人沃德将硫磺和硝石在金属容器中燃烧， 将生成的三氧化硫气体通入玻璃容器，加水蒸气冷凝成硫酸， 才算首次实现了硫酸的大规模制备。 1746年，英国人约翰?罗布克改进设备腐蚀和玻璃强度问题， 把玻璃容器换成铅室，创建了首个铅室法制造硫酸的工厂。 铅室法一直用到20世纪，才逐渐被塔式法和接触法取代。 在此之前一直都在发展与完善，鼎盛时期是19世纪末， 欧洲通过铅室法制硫酸的产量已经达到了百万吨每年。 到20世纪50年代后，接触法成为硫酸工业生产的主流，铅室法才基本退出历史舞台。 最后李国助用硝化法制取了适量浓硫酸，以备实验之用。 这种方法已经可以批量生产硫酸了。 当然他要用铅室法大规模生产硫酸随时都可以，只是需要一个合理的由头罢了。 仅就做实验而言，暂时还用不着铅室法。 盐酸的制取也是在17世纪实现重大突破的。 比利时化学家海尔蒙特通过加热食盐和浓硫酸的混合物， 首次较为系统地制得了较为纯净的盐酸气体。 这种方法的产量虽然算不上高，但已经可以满足一定的工业需求了。 随着工业革命的曙光初现，在 18 世纪，盐酸的工业生产开始有了初步的发展迹象。 当时，人们基于海尔蒙特的制取方法，尝试扩大生产规模， 采用类似的化学反应原理，利用相对简陋的反应容器，在工厂环境中制取盐酸。 不过，早期的工业生产产量较低，主要用于一些局部的工业需求， 比如在金属清洗、小规模的化工生产等领域开始有了一定的应用， 且生产工艺还比较粗糙，对反应条件的控制、产物的收集等环节都不够完善。 至于更晚出现，且产量更高的方法，李国助就不知道了。 就算知道，那些方法在17世纪也是用不了的。 那是需要相当程度的知识和技术积累的。 何况盐酸在军事领域的用途是三酸之中最小的。 所以李国助也不想在盐酸上耗费太多精力。 硝酸的发现也可以追溯到公元8世纪， 又是阿拉伯炼金术士贾比尔?伊本?哈扬在干馏硝石的时候，首次制得了硝酸。 不过这种方法也很难制得浓硝酸，而且产量十分有限， 只能满足古代炼金术士等进行少量化学实验、简单应用的需求， 远不能达到工业化大规模生产的产量水平。 硝酸的工业生产也得等到18世纪。 当时，人们利用硝石与浓硫酸反应来制取硝酸。 这种方法受限于硝石的产量和成本等因素，生产规模仍然不大， 但比干馏硝石的产量要大得多，可惜仍然难以制成浓硝酸， 需要在此基础上再通过一些其他辅助手段来尽量提高硝酸的浓度。 不过这种方法的产量已经可用于制造火药、炸药，及一些早期的化学试剂等， 基本能满足当时军事、矿业等领域不断增长的需求。 19世纪，硝酸的应用范围进一步拓展。 在军事方面，硝酸被用于制造更多种类的炸药， 如雷汞、苦味酸、硝化棉、硝化甘油等都在这一时期被大量生产和应用。 在工业领域，硝酸开始用于金属的精炼、蚀刻等工艺。 而这些应用需要的硝酸，依然是用硝石与浓硫酸反应制取的。 综上所述，17世纪是可以工业化制取三酸的。