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                早期的化學工程

                公元前后,中國和歐洲進入煉丹術、煉金術時期。中國由于煉制長生不老藥,而對醫藥進行研究。于秦漢時期完成的最早的藥物專著《神農本草經》,載錄了動、植、礦物藥品365種。16世紀,李時珍的《本草綱目》總結了以前藥物之大成,具有很高的學術水平。此外,7~9世紀已有關于黑火藥三種成分混煉法的記載,并且在宋初時火藥已作為軍用。歐洲自3世紀起迷信煉金術,直至15世紀才由煉金術漸轉為制藥,史稱15~17世紀為制藥時期。在制藥研究中為了配制藥物,在實驗室制得了一些化學品如硫酸、硝酸、鹽酸和有機酸。雖未形成工業,但它導致化學品制備方法的展,為18世紀中葉化學工業的建立,準備了條件。

                早期的化學工業從18世紀中葉至2o世紀初是化學工業的初級階段。在這一階段無機化工已初具規模,有機化工正在形成,高分子化工處于萌芽時期。

                無機化工第一個典型的化工廠是在18世紀4o年代于英國建立的鉛室法硫酸廠。先以硫磺為原料,后以黃鐵礦為原料,產品主要用以制硝酸、鹽酸及藥物,當時產量不大。在產業革命時期,紡織工業展迅。它和玻璃、肥皂等工業都大量用堿,而植物堿和天然堿供不應求。1791年n.呂布蘭在法國科學院懸賞之下,獲取專利,以食鹽為原料建廠,制得純堿,并且帶動硫酸(原料之一)工業的展;生產中產生的氯化氫用以制鹽酸、氯氣、漂白粉等為產業界所急需的物質,純堿又可苛化為燒堿,把原料和副產品都充分利用起來,這是當時化工企業的創舉;用于吸收氯化氫的填充裝置,煅燒原料和半成品的旋轉爐,以及濃縮、結晶、過濾等用的設備,逐漸運用于其他化工企業,為化工單元操作打下了基礎。呂布蘭法于2o世紀初逐步被索爾維法(見純堿)取代。19世紀末葉出現電解食鹽的氯堿工業。這樣,整個化學工業的基礎──酸、堿的生產已初具規模。

                有機化工紡織工業展起來以后,天然染料便不能滿足需要;隨著鋼鐵工業、煉焦工業的展,副產的煤焦油需要利用。化學家們以有機化學的成就把煤焦油分離為苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽、菲等芳烴。1856年,英國人.h.珀金由苯胺合成苯胺紫染料,后經過剖析確定天然茜素的結構為二羥基蒽醌,便以煤焦油中的蒽為原料,經過氧化、取代、水解、重排等反應,仿制了與天然茜素完全相同的產物。同樣,制藥工業、香料工業也相繼合成與天然產物相同的化學品,品種日益增多。1867年,瑞典人a.b.諾貝爾明代那邁特炸藥(見工業炸藥),大量用于采掘和軍工。

                當時有機化學品生產還有另一支柱,即乙炔化工。于1895年建立以煤與石灰石為原料,用電熱法生產電石(即碳化鈣)的第一個工廠,電石再經水解生乙炔,以此為生產乙醛、醋酸等一系列基本有機原料。2o世紀中葉石油化工展后,電石耗能太高,大部分原有乙炔系列產品,改由乙烯為原料進行生產。

                高分子材料天然橡膠受熱粘,受冷變硬。1839年美國c.固特異用硫磺及橡膠助劑加熱天然橡膠,使其交聯成彈性體,應用于輪胎及其他橡膠制品,用途甚廣,這是高分子化工的萌芽時期。1869年,美國j..海厄特用樟腦增塑硝酸纖維素制成賽璐珞塑料,很有使用價值。1891年h.b.夏爾多內在法國貝桑松建成第一個硝酸纖維素人造絲廠。19o9年,美國l.h.貝克蘭制成酚醛樹脂,俗稱電木粉,為第一個熱固性樹脂,廣泛用于電器絕緣材料。

                這些萌芽產品,在品種、產量、質量等方面都遠不能滿足社會的要求。所以,上述基礎有機化學品的生產和高分子材料生產,在建立起石油化工以后,都獲得很大展。

                物質提純

                物質的提純是指將物質中的其他雜質除去得到較為純凈的物質的過程。解答這類題目時,必須考慮到物質的存在狀態,被提純物質與雜質之間在物理性質和化學性質上的差異和聯系,然后決定選用何種試劑,采用何種方法。現就物質提純題的常見解法歸納如下:

                一、利用物質物理性質上的差異

                例1.除去c12中混有的少量hbsp;解析:(溶解性差異法)將混合氣體通過飽和食鹽水,hc1氣體溶于飽和食鹽水而被除去。

                例2.除去固體kno3中混有的少量nabsp;解析:(結晶法)先將混合物在高溫下制成飽和溶液,然后逐漸冷卻,使kno3結晶析出,再過濾便可得到kno3晶體。

                例3.除去氫溴酸中少量的溴單質。

                解析:(萃取分液法)將混有溴的氫溴酸加到分液漏斗中,然后再加萃取劑cc14,充分振蕩后靜置,分出下層液體,所得上層液體便為氫溴酸。

                例4.除去碘中混有的泥沙。

                解析:(升華法)加熱使碘升華,然后再收集碘,便可除去泥沙。

                例5.除去某一液溶膠中混入的少量的食鹽雜質。

                解析:(滲析法)把混有食鹽雜質的膠體裝入半透膜袋子里,把袋口扎好,把袋子系在玻璃棒上,然后把它懸掛在流動的蒸餾水中,過一段時間后,膠體中的、便通過半透膜溶入水中,從而使膠體得以凈化。

                例6.現有a、b兩種液體的混合物,已知a的沸點為35c,b的沸點為2ooc,如何得到a、b的純凈物?

                解析:(蒸餾法)將a、b的混合液進行蒸餾,然后收集35c時的餾分就可得到a物質,留在燒瓶里的是b物質。

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