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柳亞夫打算用鈉鹼跟鉀鹼混合製取肥皂,既能節省成本,又能耐用。
第六章 布蘭制鹼法
柳亞夫現在要先把鈉鹼生產出來,用來做肥皂,以他現在的條件,要得到鈉鹼(火鹼)就要有純鹼;要得到純鹼,只能用硫酸通過路布蘭制鹼法得到;要得到濃硫酸,就先要生產硝酸。
第一步是先生產硝酸。
生產硝酸並不難,硝石(硝酸鉀)在400度的高溫下,會分解,產生氧化鉀,氮氧化物與氧氣。而一氧化氮與氧氣、水反應,生成硝酸。
柳亞夫用的反應器具是將硝酸鉀裝在陶瓷瓦罐中加熱,頂部用蓋子密封,蓋子上插著一根竹管,用來排氣。
硝酸鉀分解時,產生的氣體經過竹筒導管,通入一個裝了蒸餾水的瓦罐中,瓦罐也密封,管子伸入蒸餾水下,氣體與水充分反應,生硝酸水溶液,後面再接幾個這樣的瓦罐。
如此往返循環,經過五次反應後,硝石中的氮元素反應率能達到99.96%。
柳亞夫跟李順父子加上王鐵蛋幾人,把這套反應裝置安裝好。
接著灶膛開始燒火加熱,並開始往加熱的陶瓷罐中鼓風。
最後,柳亞夫通過10千克蒸餾水收集硝酸,,得到了11.55千克的硝酸水溶液。經過計算,他知道這次硝石基本上是反應完全的,如果純淨的硝石,反應後的溶液應該是11.58KG,但他買的硝石肯定有雜質,所以少了幾十克。
是的,柳亞夫現在用的重量單位是千克,這個年代的度量衡單位非常麻煩,為了精準的度量衡,他以一立方分米的蒸餾水定位為1000克,並以此製作出了標準秤。
他利用自己穿越帶過來的遊標卡尺,製作了五個內壁長寬高都是一分米的相同重量容器,然後都裝滿水,利用天平,選擇一個中間重量的盒子中的水作為1000克的標準重量。
有了1000克的標準重量,再得到更小的稱量標準就簡單了。所以,他利用天平的原理,製作了精確到0.1G的標準秤。
這第一次試驗,成功生產出了硝酸溶液,他接下里便把剩下的硝石加熱,全部製作成了硝酸溶液。
經過一個上午的生產,他得到了濃度接近30%的稀硝酸近100公斤。
硝石分解後,還得到白色的氧化鉀超過28公斤,可以用來制鉀鹼,被柳亞夫用一個瓦罐裝好,密封起來備用。
第二步是生產濃硫酸
下午,柳亞夫開始製作硫酸,依然是製作硝酸的反應容器,不過第二個瓦罐中的蒸餾水換成了經過蒸餾的稀硝酸溶液。同時,第一個加熱硫磺的瓦罐多了一個進氣管,向瓦罐鼓入空氣,為硫磺的燃燒提供氧氣。
為此,柳亞夫還特意做了一個鼓風的竹蜻蜓,可以向硫磺燃燒的瓦罐鼓風。
瓦罐下加熱,慢慢通入空氣,隨著溫度升高,硫磺開始燃燒起來。硫磺燃燒產生二氧化硫氣體,經過鼓風機鼓風,通過排氣管,進入第一個裝了硝酸溶液的瓦罐中。
二氧化硫與硝酸、水反應,生成硫酸與氮氧化物,氮氧化物又與氧氣,水反應生成硝酸。
如此數次反應後,前面第一個、第二個瓦罐中便算是硫酸與硝酸溶液混合物。
把第一個瓦罐與第二個瓦罐通風蒸餾,便能得到濃硫酸溶液,而其中的硝酸也能通過後面的瓦罐收集起來,繼續使用。
硫磺燃燒反應速度非常快,所以製作濃硫酸的速度也非常快,不到兩個小時,便生產了一大罐濃硫酸溶液。經過稱量有53公斤,這是濃度超過了97%的濃硫酸。
第三步是提純粗鹽
接下來,柳亞夫把買來的粗鹽融化,過濾,在加熱,蒸餾,將粗鹽中的泥沙等雜質除去,得到了質量比較好的鹽。只是這些鹽中還有大量的硫酸鈉,硫酸鎂,硫酸鈣等雜質,但已經比粗鹽純淨多了。
第四布便是製作純鹼
現在,就可以利用濃硫酸與食鹽,通過路布蘭制鹼法,製取純鹼了。
柳亞夫把在食鹽跟濃硫酸在陶瓷缸中按照3:5的重量混合,下面燒火加熱,生成硫酸鈉與氯化氫氣體,把鹽酸氣體通入水中,收集存儲起來。
到這個時候,天色就漸漸暗淡下來,王鈴花蹦蹦跳跳的向工作坊跑了過來。遠遠的就在喊:“柳大哥,肥皂做好了沒,娘叫我來喊你們吃飯了。”
柳亞夫這才回過神來,發現天已經開始變暗了,望了望鐵蛋跟李順父子,所有人被煙火熏得烏黑,還被汗水畫成了的大花臉,笑著說道:
“好了,今天就到這裡”
接著讓幾人把硫酸鈉晶體跟鹽酸溶液分別密封,放到角落裡。
“公子你這這強水可真嚇人那,那麼一點點就能把棉花燒一個洞”李順心有餘悸道。
剛才為了讓他們小心操作,柳亞夫用一滴濃硫酸滴在棉布上,很快,棉布就被腐蝕了一個洞,這把幾人都嚇了一跳。也因此,他們在操作中都小心翼翼的,按照柳亞夫的要求去做,不敢有絲毫大意。
“這些東西涉及的東西太多了,現在沒時間,以後我會開辦學習班,把這些知識教授給大家,到時候你們可以把家裡的小孩子都送過來學習”柳亞說道。
“天色不早了,李叔你們也會回去吃飯吧”
收拾好東西,他們便各自回家了,至於這間兩面通風的草屋,並沒有人來守。