我国火药的发明和发展是怎样的?
我国火药的发明和发展,跟炼丹家有很大的关系。
火药的最主要成分是作为氧化剂的硝石。成书于秦汉之际的《神农本草经》中已把硝石列为上品药,即在此之前已经具备了发明火药的物质基础。秦汉之际也是炼丹术开始盛行之时,方士们为了炼制仙丹妙药,把各类药物彼此配合烧炼。五金、八石(各种矿物药)、三黄(硫磺、雄黄、雌黄)、汞和硝石都是炼丹的常用药物。其中汞与三黄合炼而得丹砂是炼丹家们的得意之作。但若用硝石与三黄共炼必将燃烧爆炸,因此导致火药的发明。就在火药发明之后,也曾被引入药类,《本草纲目》中说,火药能治疮癣、杀虫、辟湿气、瘟疫。更重要的原因是火药的发明来自制丹配药的实践中。
东汉末年的魏伯阳,写了一部《周易参同契》,专讲炼丹。书中提到炼丹所用的一些矿物,其中就有硫磺。魏晋南北朝是一个炼丹风气盛行的时代。东晋时候,有一个著名的炼丹家叫葛洪,写了一部完整的炼丹著作——《抱朴子》,这部书分内篇二十卷,外篇五十卷。其中内篇就是专门讨论炼丹问题的。从他的著作中,我们知道他所用的炼丹原料中,就有硫磺和硝石。
唐朝初年,有名的药物学家孙思邈,也搞过炼丹。他写了一部叫《丹经》的书,书里面提到一种“内伏硫磺法”,就是用硫磺二两,硝石二两,研成粉末,放在砂罐里。然后,在地上掘一个坑,把锅子放在坑内,锅顶和地面齐平,锅子周围用土填实。再用皂角子三个,用火点着,放进锅内,使硫磺和硝石烧起了焰火。等到焰火刚熄灭时,再用熟木炭三斤来炒。等木炭烧完三分之一,趁没冷却的时候取出混合物,就叫做“伏火”。
硫磺和硝石等量研成粉末,点着后,能够起一种类似火药的作用,可是,这还不能算火药,必须再加上木炭,并且按恰当的比例配制,才能成为真正的火药。
虽然炼丹家知道硫、硝、碳混合点火会发生激烈的反应,并采取措施控制反应速度,但是因药物伏火而引起丹房失火的事故时有发生。《太平广记》中有一个故事,说的是隋朝初年,有一个叫杜春子的人去拜访一位炼丹老人。当晚住在那里。半夜杜春子梦中惊醒,看见炼丹炉内有“紫烟穿屋上”,顿时屋内燃烧起来。这可能是炼丹家配置易燃药物时疏忽而引起火灾。这说明唐代的炼丹者已经掌握了一个很重要的经验,就是硫、硝、碳三种物质可以构成一种极易燃烧的药,这种药被称为“着火的药”,即火药。
经过一次又一次爆炸起火,经过一次又一次冒险试验,终于有人找到了恰当的比例,进一步把硝石、硫磺和木炭这三样东西合在一起,配制成为火药。
当时发明的火药,现在叫黑色火药,是硝石、硫磺和木炭三种粉末的混合物。硝石的化学成分主要是硝酸钾,硝酸钾是氧化剂,加热时释放氧气。而硫和炭容易被氧化,所以把硫磺、木炭、硝石混合在一起燃烧,就会发生迅猛的氧化还原反应,在反应中放出高热和产生大量气体。如果混合物是包裹在纸、布或充塞在陶罐、石孔里,燃烧时由于体积突然膨胀,就会发生爆炸,这就是黑火药燃烧爆炸的原理。
炼丹家虽然掌握了一定的化学方法,但是他们的方向是求长生不老之药,因此火药的发明具有一定的偶然性。
火药与造纸与化学有关。
火药的原理:利用了硝石受热分解产生了氧气,与硫、炭作用分别产生二氧化硫和二氧化碳等。
造纸术原理:其中应用了将打碎的纤维浆漂白这一环节,属于化学的应用。
扩展资料:
火药,是9世纪初或更早时间,由中国练丹师们发明的。10世纪,中国古代首先将火药用于军事。后来火药由蒙古人和阿拉伯人传入欧洲。直至19世纪,黑色炸药一直是世界上唯一的爆炸材料。18世纪以后,化学作为一门科学有了迅速的发展。为炸药原料的来源和合成及制备提供了条件,许多化学家致力于研制性能更好,威力更大的爆炸材料,使各种新型炸药接涌现。
造纸术,是中国四大发明之一,纸是中国古代劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶,它是人类文明史上的一项杰出的发明创造。
中国是世界上最早养蚕织丝的国家。中国古代劳动人民以上等蚕茧抽丝织绸,剩下的恶茧、病茧等则用漂絮法制取丝绵。漂絮完毕,篾席上会遗留一些残絮。当漂絮的次数多了,篾席上的残絮便积成一层纤维薄片,经晾干之后剥离下来,可用于书写。这种漂絮的副产物数量不多,在古书上称它为赫蹏或方絮。这表明了中国古代造纸术的起源同丝絮有着渊源关系。
参考资料:
炼丹家的偶然发现
——战国时期至今火药的发明与改良如果说火药的发明是源于长生不老,你一定会以为是天方夜谭,但事实确实如此。中国古时的那些幻想“得道成仙”的帝王将相们常常令术士炼制“灵丹妙药”,而这些尽职的化学家在炼丹过程中虽没有炼成仙丹,却发明了火药,而且由于火药的独特作用,它很快就闻名于世,成为我国古代科技的四大发明之一,在历史的发展中占有着重要地位。
(1)中国方士发明火药
我国古代的冶炼技术相当发达。早在殷商时期,就已经能制造出造型复杂、美观大方的大型青铜器皿了。春秋中期,我国已经发明了生铁冶炼技术,到了春秋末年,铁制的农具和兵器也已得到普遍使用。
在冶炼金属的过程中,人们不断总结经验,逐渐接触和熟悉了许多矿物的性能,积累了丰富的化学知识。从战国时代起,就有人把冶金技术运用到炼制药物方面,梦想能炼出长生不老之药来,也有人想从矿物中炼出金银来。那种炼制所谓长生不老药的炼丹术在古代被称为“方术”,从事炼丹的炼丹家则被称为“方士”,后来被称为“道士”或“丹家”。
虽然这些炼丹家始终未能炼出长生不老之药来,但是在一次次冶炼中,他们不断积累经验,掌握了不少化学知识。这些炼丹家对我国古代化学的发展,起了不少作用。用现代人的眼光来看,或许把他们称为古代的化学家更为合适。在这些方士中,较为突出的有李少君、魏伯阳、刘安、葛洪等。正是这些炼丹家的工作,才发现了火药。
现在我们知道,制造火药的主要原料为木炭、硫磺和硝石。
硫磺在我国古代也被称作石硫黄、留黄、硫黄等。我们的祖先在公元前后,就已在湖南的郴县发现了大量的硫磺矿。此后在我国北方、南方也多次发现大型硫磺矿。我国古籍中最早提到“硫黄”的是《淮南子》一书(公元前150年前后)。这说明在当时古人对硫磺已有认识。在西汉末年问世的我国第一本药物典籍《神农本草经》,把石硫黄归入“中品药”的第三种,可见当时硫磺已被广泛用于入药。
硝石是黑色火药里的氧化剂。它的化学成分是硝酸钾,受热能产生氧气,有很强的助燃作用。火药爆炸力的大小主要根据含硝量的多少来决定。最迟在公元前后,我们的祖先就已发现了硝,并能掌握利用它。古代人民在实践中慢慢发现硝石有消除积热和淤血等医疗作用,便将它入药。《神农本草经》把硝石列入“上品药”的第六种。古代的炼丹家十分熟悉硝石的性能,常把硝石作为主要的氧化剂和溶剂。公元500年左右的炼丹家陶弘景就指出硝石有“强烧之,紫青烟起”的现象。
唐朝初年,著名的药物学家孙思邈也炼过丹药。在他所写的《丹经》一书中,有一种“伏硫磺法”,记载着类似火药的方子。
由于这种伏硫磺法经常在制作过程中发生燃烧,烧伤炼丹者的手和脸,甚至烧掉炼丹房,因此古人明白了硫磺、硝石和木炭的混合物极易猛烈起火,甚至发生爆炸,制作时必须十分当心。
经过一次次的爆炸起火,炼丹家们从最初的恐惧中逐渐认识到:硫磺、硝石和木炭,如按一定比例配制,可制成会爆炸的“火药”。
火药发明的具体年代已无从查考,但根据资料可以推断,火药发明的时间应在唐代以前。由于这种火药的颜色是黑色的,所以叫作“黑火药”。
火药是中国古代四大发明之一,也是中国人民对世界文明的一个伟大贡献。火药起源于中国古代的炼丹术。中国古代帝王热衷于祈求长生不老,四处寻求长生不老之术,在他们的推动下,炼制所谓长生不老之药的方术——炼丹术日渐发展起来。
火药三种主要成分中的硝石、硫磺以及硫磺中的钾化物,是炼丹术中常用的药物。炼丹家在炼丹的过程中发现,这些药料配合起来易点火,稍有不慎,就能猛烈燃烧甚至发生爆炸,所以称这些物质为火药。至迟到唐代,有确切文字记载的含硝、硫、炭三种主要成分的火药已经在中国诞生。
大约在唐代末年,火药开始用于兵器制造并投入实践。在火药发明之前,军事家常以火攻攻敌,其做法是在箭头上绑一些像油脂之类的易燃物质,点燃后用弓射出去,用以烧伤敌人。但是这些东西燃烧既不快,燃烧力也不大。
而火药燃烧快,火力大,不容易扑灭,因此很快代替了油脂一类燃烧材料,用于军事。唐哀宗天祐四年(907年),郑王番率军攻打豫章(今江西南昌),“发机飞火”,烧毁该城的龙沙门。所谓“发机飞火”,就是将火药包装在抛石机上,用火点着,抛掷出去打击敌人。这一战例一般被认为是用火药攻城的最早记载。
到了宋金时期,由于战事的频繁,火药兵器迅速发展起来。北宋初年官修大型军事百科全书《武经总要》最早记录了“火炮火药法”“毒药烟球火药法”“蒺藜火球火药法”三种火药兵器的配方。
宋代火器品种多,门类齐全,大约可分为三类。一类是燃烧性火器,是利用火药的燃烧性能以灼烧敌人或燃烧和延烧敌物目标,同时兼具施放毒气、烟雾等以杀伤敌人的作用。
这一类武器主要有:火球、蒺藜火球、霹雳火球、烟球、毒药烟球、铁嘴火鹞、竹火鹞、火箭、火炮等。一类是爆炸性火器,是利用火药在封闭的容器内燃烧,产生强大的热量和气体,使容器爆炸而达到杀伤敌人的目的。
当时战争中大量使用的爆炸性火器主要有霹雳炮、铁火炮、震天雷、火炮、火蒺藜等。一类是火箭类火器,其方法就是在箭杆前端绑上火药筒,点燃后利用火药燃烧向后喷出的气体的反作用力把箭射出,这可算得上世界上最早的喷射火器。
到了南宋初年,又开始出现管形火器,主要有火枪、铁火炮等。不过,当时的管形火器形状简陋,尚处于初创阶段。
一提起我国“四大发明”之一的火药,我们往往会联想起爆炸、烟火,却很难把它同“药”联系起来。但是,顾名思义,火药应该是“着火的药”——触火即燃是它的主要特性,那又为什么叫它做“药”呢,这要从火药的成分和我国发明火药的历史谈起。
我国发明的火药,现在叫黑火药,它是硝石、硫磺、木炭三种粉末按一定比例的混合物。硝石的化学成分为硝酸钾,它是一种氧化剂,加热时释放出氧气。硫和碳容易被氧化,是常见的还原剂。三者混合在一起燃烧,氧化还原反应迅猛进行,放出高热和产生大量气体,体积急剧膨胀,容易发生爆炸。
硝石和硫磺都是我国古代常用的医疗药物和炼丹药物。至迟于汉代成书的我国最早的药物典籍《神农本草经》将硝石列为上品药,硫磺列为中品药,说硫磺“能化金银铜铁”,是“奇物”。而我国古代的炼丹方士,为了政变硝石和硫磺的性质,使药性缓和容易控制,经常采用伏火法来炼制它们。所谓伏火法,就是把具有“猛毒”的药物先用烧灼的方法驯服一下,以达到预期的目的。炼丹家在伏火中发现,把硝石、硫磺和木炭混合后,极易燃烧,故以“火药”命之。火药的发明就是来自人们长期炼丹制药的实践。即使在火药发明之后,火药本身仍被引入药内,如明代李时珍《本草纲目》中,以火药“治疮癣,杀虫,避湿气、瘟疫”。
火药突破“药”的限制,用于军事,则是晚唐才开始的。五代时,除火箭、火炮外,还制造和使用了火球、火蒺藜等火器。宋元时期我国发明的火药箭,利用火药喷射所产生的反作用力把箭发射出去,可谓现代火箭的鼻祖。
中国古代四大发明中火药与化学有关。
1、火药含有硫、硝、碳三种物质,研成粉末,再加皂角子(含炭素),构成一种极易燃烧的药。通过一定的外界激发冲量的作用,能引起自持爆轰的物质。爆轰是炸药中化学反应区的传播速度大于炸药中声速时的爆炸现象,是炸药典型的能量释放形式。
2、炸药的爆炸性能主要由爆热、爆容、爆速和爆压表示。爆热是在一定的条件下 ,单位质量炸药爆炸时放出的热量,决定于炸药的元素组成、化学结构以及爆炸反应条件。
扩展资料:
1、指南针是在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的北极,利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。指南针的N指北方,E指东方,W指西方,S指南方。
2、蔡伦造纸术的基本点,归纳起来就是用植物纤维为原料,经过切断,沤煮、漂洗、舂捣、帘抄、干燥等步骤制成的纤维薄片。没有经过造纸基本步骤处理的纤维薄片,不具备纸的基本性能,就不能称之为中国古代传统概念上的纸。
3、早期的印刷是把图文刻在木板上用水墨印刷的,木版水印画仍用此法,统称“刻版印刷术”(亦称“雕版印刷术”)刻版印刷的前身是公元前流行的印章捺印和后来出现的拓印碑石等。造纸和制墨等生产技术出现之后,逐渐发明了刻版印刷技术。
参考资料:
火药是中国古代炼丹家在炼丹过程中发明的
炼丹家虽然掌握了一定的化学方法,但是他们的方向是求长生不老之药,因此火药的发明具有一定的偶然性炼丹家对于硫磺、砒霜等具有猛毒的金石药,在使用之前,常用烧灼的办法“伏”一下,“伏”是降伏的意思使毒性失去或减低,这种手续称为“伏火”唐初的名医兼炼丹家孙思邈在“丹经内伏硫磺法”中记有:硫磺、硝石各二两,研成粉末,放在销银锅或砂罐子里掘一地坑,放锅子在坑里和地平,四面都用土填实把没有被虫蛀过的三个皂角逐一点着,然后夹入锅里,把硫磺和硝石起烧焰火等到烧不起焰火了,再拿木炭来炒,炒到木碳消去三分之一,就退火,趁还没冷却,取入混合物,这就伏火了唐朝中期有个名叫清虚子的,在“伏火矾法”中提出了一个伏火的方子:“硫二两,硝二两,马兜铃三钱半右为末,拌匀掘坑,入药于罐内与地平将熟火一块,弹子大,下放里内,烟渐起”他用马兜铃代替了孙思邈方子中的皂角,这两种物质代替碳起燃烧作用的伏火的方子都含有碳素,而且伏硫磺要加硝石,伏硝石要加硫磺这说明炼丹家有意要使药物引起燃烧,以去掉它们的猛毒虽然炼丹家知道硫、硝、碳混合点火会发生激烈的反应,并采取措施控制反应速度,但是因药物伏火而引起丹房失火的事故时有发生《太平广记》中有一个故事,说的是隋朝初年,有一个叫杜春子的人去拜访一位炼丹老人当晚住在那里半夜杜春子梦中惊醒,看见炼丹炉内有“紫烟穿屋上”,顿时屋子燃烧起来这可能是炼丹家配置易燃药物时疏忽而引起火灾还有一本名叫《真元妙道要略》的炼丹书也谈到用硫磺、硝石、雄黄和蜜一起炼丹失火的事,火把人的脸和手烧坏了,还直冲屋顶,把房子也烧了书中告戒炼丹者要防止这类事故发生这说明唐代的炼丹者已经掌握了一个很重要的经验,就是硫、硝、碳三种物质可以构成一种极易燃烧的药,这种药被称为“着火的药”,即火药由于火药的发明来自制丹配药的过程中,在火药发明之后,曾被当做药类《本草纲目》中就提到火药能治疮癣、杀虫,辟湿气、瘟疫火药不能解决长生不老的问题,又容易着火,炼丹家对它并不感兴趣火药的配方由炼丹家转到军事家手里,就成为中国古代四大发明之一的火药
本文2023-08-19 05:36:59发表“古籍资讯”栏目。
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