第三十四章 精製硝鹽
當趙成他們基本完成了草木灰懸濁液的過濾的時候，牛牛和伊笑風倆剛好適時的出現在了廚房的門口。
看起來它們倆的工作成績還是不錯的，一人都收集了一簸箕的硝土，不過從質量上來看，牛牛就顯然比伊笑風差了很遠了。考慮到牛牛的年紀，趙正也不好打擊他的積極性，所以兩個人都給予了一份獎勵，那就是晚飯的時候，可以放開來吃一頓肉！
其實這裏面趙成還是耍了一個滑頭，表面上看起來是公平獎勵了，但是考慮到伊笑風和牛牛在飯量上的差別，等於還是進行了按勞分配。誰讓伊笑風收集的質量就是要高一些呢，在同樣數量的情況下，質量高一些，等於能得到的**也要多一些，而且加工起來也省力很多。不知道趙成的良苦用心有沒有被伊笑風體會到，反正看牛牛的樣子肯定是沒有想明白其中的貓膩，還因為得到了和伊笑風相同的待遇而得意着呢！
現在要開始處理硝土了，首先毫無疑問的還是先過濾除雜。理論上，硝土和草木灰反應后還會有沉澱產生，看起來可以等它們反應后在一次性進行過濾，好像可以減少一次步驟。但是在實際操作中並不是這樣的，因為硝土中還有大量的雜質，尤其是牛牛收集的那種情況，雖然用草木灰本身就有沉澱硝土雜質的作用，但是草木灰中的有效成分畢竟含量不多，所以能先用過濾法去掉的雜質還是先去掉的好，這樣更有利於草木灰的充分利用和後期的提純。
看見趙成自製的多層過濾器，牛牛又來了興趣了，直接就把大家都想問的問題問了出來：“啊，少爺，為什麼要在麻布中加木炭呢？這玩意黑黑的多臟呀，倒是后別把我收集的硝鹽都染黑了！”
趙成現在正好也想抓住每一個機會來進行科普教育，所以取了一小塊木炭，放在一碗清水裏攪動了幾下，看待誰慢慢變黑了才說道：“碳雖然是黑色的，但是並不是因為它臟，就好像是黑色的衣服一樣，它的顏色並不能代表乾淨的程度，現在你們看到誰水黑了，其實不是碳把它染色了，而是因為木炭太脆了，所以在崩解的時候產生了很多極細小的粉末，你們等一下看看，這碗水中的碳粉末就會慢慢的沉澱了，誰依然還是清水！”
聽了趙成的話，大家都帶着懷疑的眼光死死的盯着那碗水。果然，隨着時間的變化，這碗碳粉懸濁液慢慢的開始清澈起來，雖然一時之間還到不了清水的程度，但是變化還是很明顯的！
“啊，真的開始變清澈了呀！”又是牛牛最先忍不住歡叫了起來！
“呵呵，所以，碳本身是不會溶解在水裏面的，所以也不會弄髒水！”趙成趁熱打鐵道：“而這經過水洗過的木炭，只要不受外力破壞，就不會再有粉末了，自然更加乾淨。而它上面的很多細小的空洞，正好像是麻布的縫隙一樣可以用來過濾雜質！”
趙成估計現在要是給他們講什麼毛細作用，一定會把他們都講暈倒的，乾脆換了他們能夠理解的方式，說成木炭上有很多細小的過濾用的空洞還更好理解一些。
上過實驗課的人都知道，同樣的事情，在聽了老師講解道理的齊納后做起來的感覺是完全不一樣。現在聽趙成講解了道理，大家都變得很積極，爭着親手再來體驗一下木炭過濾的神奇。
大家一旦有了積極性之後做事的效率大是不同，很快的所有的硝土都被變成了溶液，並且濾的清澈透明。趙成也沒有想到一番科普還能帶來這樣的效果，在他看來，只要能勾起大家對科學實驗的好奇心就是最大的成功了！
接下來就要進行關鍵的熬硝過程了，過濾乾淨的草木灰水和硝土溶液被充分的混合到了一起。
說實在的，趙成也不知道應該按照什麼樣的比例來混合，但是好在這是無機化學，濃度對比對反應本身的影響是很微小的，最多就是最後的製成品的數量對比不同而已。要是有機化學那就很麻煩了，不同濃度和不同的反應程度甚至會導致最終的成品變成完全不一樣的東西！
考慮到提取**的特殊方式，和草木灰於硝土的成本對比，趙成決定讓草木灰溶液盡量達到過量。
當然，草木灰溶液的濃度，成分這些現在都還是未知數，想要達到過量也只是一個理想而已，趙成不過是盡量多放，爭取過量而已！他把草木灰溶液加入硝土溶液，並且不斷的攪拌，這時就會不斷的有一些沉澱生成。趙成知道，這不過是硝土中的鈣、鎂等離子被草木灰中的磷酸根和碳酸根所沉澱了。也就是說，現在的草木灰還僅僅是和硝土中的雜質完成反應，而作為主要成分的**還沒有參與反應。
當然在這個步驟中，**還不會和草木灰發生反應，因為大家都還是可溶於水的離子狀態，誰也不能析出。但是至少這說明了草木灰溶液還不夠量，直到不再有沉澱生成，才說明剛剛完成了該沒等雜質的清除反應。
趙成粗略的估計，這些鈣、鎂鹽在硝土中最多只佔十分之一不到，那就是說，要完成和**的反應，至少還要加入剛才加入的草木灰溶液十倍以上的量。為了穩妥，趙成決定加到十二倍，當然，再加也可以，但是就真的浪費了，何況**本身也是可以參與黑火藥反應的，只是效果不如**，即使有少量的殘留也不影響。而且接下來的工序要是控制的好，根本就不會有鈉鹽析出的。
到現在為止，所有的數據基本都是過估計，很難有什麼準確的數字。看在是第一次試驗的份上，趙成決定忍了，不過以後一定要改變這個狀態。趙成知道，在科學的領域，一套標準的測量體系是無比的重要的，不然，通過大量的實驗得出的結果依然不過是部分熟練工的感覺而已。就好比現在的**提純過程一樣，今後的生產肯定不能像現在這樣過猜測，肯定要用大量的實驗來尋求最佳的配比才行。可是如果沒有一套測量標準，就算找到了最佳的配比，依然沒辦法重複使用和推廣，只能是鍛煉了一部分熟練工而已。所以趙成現在暗暗決心以後一定要盡量建立一套科學的測量體系，並且製造一系列的測量工具！
當然，這些都還是后話了，畢竟現在的任務不過是先把火藥製造出來而已，暫時不用考慮那麼細節的問題。
很快，硝土溶液和草木灰溶液就按照趙成設定的比列混合好了，並且再次的過濾掉反應的沉澱，重新變成了清澈的容易。現在要進行關鍵的反應了！
學習過化學的人都知道，各種無機鹽的溶液之間要發生反應，必須要滿足一個條件，那就是生成物要嗎有沉澱，要嗎有氣體，其實說白了，就是要有不溶於水的物質生成。
可是現在要用**制**，最後生成的物質不是鉀鹽就是鈉鹽，統統都是溶解於水的物質，這樣的反應要怎麼才能實現呢。
這就要說說化學反應的世界情況了，實際上在無機鹽溶液裏面，並沒有我們所通常認識的各種鹽存在了，存在的都是各種陰陽離子，也就是我們俗稱的電解液。這裏順便說一下，後世廣告上大量流行的一種叫電解質水的玩意，在有知識的人聽來就是個笑話，只要在水裏加點食鹽，都是電解質水。
這些陰陽離子在電解液裏面是不斷的結合，再不斷的電解，始終處於一種平衡狀態。只有當有些陰陽離子結合之後，會生成難溶於水的物質，比如殘酸鈣，比如硫酸鋇或者各種氣體的時候，這些物質就不再電解，平衡就被打破了，反應就向著一個方向發展，最後就得到了我們要的實驗結果。
這其中有一個很多人忽略的問題，那就是很多物質，並不能說絕對不溶於水，只能說溶解度有大小區別而已，比如我們做實驗時經常生成的二氧化碳，它並不是不溶解於水，只是溶解度基本都小於各種鹽類，所以經常是反應方程式的生成物。
現在用**來生成**，基本上就是要利用溶解度的特性來實現反應了。現在趙成就讓人把這已經混合好的溶液裝進銅釜里，用大火不斷的加熱，知道溶液完全煮沸。
安平城，就在後世山西的太原附近，算不上什麼高原，水的沸點基本可以理解為一百度，而且因為有大量的無機鹽成分，沸點還要提高。趙成記得**在基本飽和的情況下，沸點大概在一百一十多度的樣子，當然，就他現在這粗製的方法來說，這些精確的數據都不太重要了。
現在的要做的就是不斷的繼續加人，大量的蒸發水分，直到形成飽和溶液。趙成記得**在一百度左右的時候，溶解度是常溫的十倍左右。當時製作硝土溶液的時候是基本做到了硝土不再溶解，雖然在沉澱反應的時候消耗了一些，但是基本上可以算作是飽和溶液，但是隨着草木灰溶液的加入，相當於又加入了大量的溶劑，所以現在的溶液是很不飽和的。
根據剛才加入的草木灰溶液的量來看，相當於加了接近兩倍的溶劑，等於現在只有飽和時的濃度的三分之一左右，結合**跟溫度的關係，趙成決定要把現在的溶液蒸發到只剩三十分之一。
這倒是個簡單的工作，只需要用尺子量一下液面的高度就行了，剩下的就是不斷的加火蒸發就行了。
由於大家都不知道結果會怎麼樣，所以都恨緊張的關注着液面的降低，也沒有感覺時間過的多久，就差不多要達到目標了，而這時銅釜里已經析出了大量的結晶，趙成知道這就是大量的鈉鹽析出了。
在沸騰的時候，**的溶解度達到了可怕的二百五十左右，能形成超濃的溶液，而鈉鹽是不具備這種溶解度的，必然大量析出，就相當於是反應生成的沉澱了。
這時要做的就是熱過濾了，這也是一個麻煩問題，只要一離開火，溫度就會急劇下降，**的溶解度也會急劇降低，會有一部分**隨同鈉鹽一起析出，這就是浪費了。
趙成想起後世吃火鍋時用漏勺打湯的方法，讓人直接把重新中好的麻布木炭過濾器從銅釜上罩下去，然後用銅勺把麻布上面濾出的液體不斷的舀到別的容器裏面。這樣是很費人力的，不過好處是不用停止加熱，節約了原料。以後肯定的重新設計個能直接進行熱過濾的加熱裝置才行呀！
那些要到乾淨容器里的液體，隨着溫度降低，逐漸有大量的晶體析出，這些就是基本純凈的**了！當然，雖然鈉鹽手溫度的影響不是很大，但是並不帶便就沒有影響，所以這些析出的**中還是有少量的鈉鹽。不過這個就不是什麼問題了，趙成讓人把舀出來的這些液體和晶體的混合物小心的放到井水裏去冰鎮，盡量減低溫度，爭取多析出些**。等到溫度基本達到要求了，趙成又讓人在裏面少量的加了一點清水，在充分的攪拌。這樣，一點點的鈉鹽雜質就又重新的溶解了，而**在低溫下重新溶解的部分是很少的。現在，進行最後的過濾，終於得到比較純凈的**了！
看着眼前這純凈的**，就是再不懂行的人也知道這個品質比起一般的硝石要高多了！伊笑風又忍不住感嘆了一句：“少爺，這下真的是發財了！這麼好的硝鹽要是賣到藥鋪得多少錢呀！”
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