火药是怎样发明的
黑火药是人类最早使用的火药,它是我国人民早在1000多年前发明的。黑火药的名字是怎么来的呢?顾名思义,黑火药应该是一种黑色的能发火的药材。可是,火药怎么会与药材有牵连呢?这就得从人们最初对火药的认识谈起了。
在古代,人们很早就把硝石、硫磺等当作重要的药材。例如汉代的《神农本草经》中,硝石被列为上品药的第6位,据说它能治20多种病;硫磺被列为中品药的第3位,也能治10多种病。这两种药材正是制造黑火药的主要原料。据考证,最早的火药出自炼丹家之手。在古代,封建帝王为了满足自己长寿不死的欲望,指派一批术士点起炉火研制丹药。炼丹士们对多种物质进行了分离、溶解、蒸馏、升华、灼烧等试验,这恐怕是人类所做的最早的化学实验了。炼丹术虽然起源于帝王的梦想,但其实践活动却对科学的发展起到了促进作用。一些留传后世的炼丹著作,揭示了古人对物质组成的认识,黑火药就是其中一个很典型的例子。
我国炼丹家在很早就接触到硝石、硫磺和木炭等物质,并认识到它们相互混合摩擦或撞击时,常会发生爆炸性燃烧。汉代炼丹家魏伯阳就用硫磺来检验硝石的真假,经过剧烈摩擦,如果是真硝石,遇硫会很快起燃;南北朝炼丹家陶弘景也明确指出,硝石与赤热的木炭相遇会发生爆炸性燃烧;唐朝初年的炼丹家孙思邈,则在所著的《丹经》一书中,记载了将硫磺、硝石、炭粉三种东西按一定比例混合配成黑火药的方法。由此可见,当时人们已经充分掌握了黑色火药的制作和性质。
唐朝末年,黑火药开始用于军事,火药的成分、配比也更为精确,大体为硝酸钾(硝石)75%、炭粉15%、硫磺10%。到宋朝时,火药的生产规模一再扩大,国家还专门成立了“攻城作”(兵工厂),其中有一个专门生产黑火药的车间——火药窑子,规模已达每天几吨至几十吨。北宋庆历四年(公元1040年),曾公亮撰写的《武经总要》里,记载了“火药”这个名称和相关的配方。它的配方中除了硝、炭、硫之外,还添加了桐油、松脂、黄蜡、干漆等易燃物。
黑火药的制作大约是在南宋初年流入民间的。当时的老百姓过年时,用黑火药制成爆竹和烟花来燃放,这个风俗一直延续到了今天。
黑火药是一种混合物。其中的硝酸钾是氧化剂,能产生助燃的氧气;硫和炭是可燃物,燃烧时与氧化合产生二氧化硫、二氧化碳等气体;硫磺的着火点比炭低,使火药更易起爆,同时硫磺还兼有粘合剂的作用。黑火药燃烧时能产生大量热量和气体,使四周空气迅速猛烈膨胀,所以会造成爆炸现象。
火药是中国的四大发明之一,后来从中国经印度传到了阿拉伯地区,再由阿拉伯经西班牙等国传入欧洲。因此,欧洲出现火药比中国晚了几百年。火药的发明不但结束了军事上的冷兵器时代,在工程建设、工业生产中也发挥了巨大的威力,因此被认为是化学史上的一个重要里程碑。
关键词:黑火药 硝石 硫磺 炭粉