DIY 炼金术:如何将铜“嬗变”成黄铜 [节选]

在这个家庭实验中,重现古代炼金术士用来看似将一种元素转化为另一种元素的一些过程

经许可摘录《炼金术的化学:从龙血到驴粪,化学是如何锻造的》作者:Cathy Cobb、Monty Fetterolf 和 Harold Goldwhite。由普罗米修斯出版社出版。版权 © 2014。

处置
本次演示产生的液体可以倒入水槽处理,但您需要将金色的便士用胶带粘在笔记本内。

嬗变
在本次演示中,我们将进行一次嬗变!或者至少炼金术士会这么看。亚历山大工匠将其视为制造假黄金,但务实的工匠和炼金术士经常以截然不同的方式解读完全相同的化学反应。
那么,我们开始吧。


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首先,请戴上安全眼镜。

找一枚新的美国便士,背面(反面)带有盾牌而不是林肯纪念堂;也就是说,2010 年或之后发行的。如果您的便士是闪亮的新硬币是最好的,但即使它看起来很干净,也要将其浸泡在盐和醋的溶液中进行清洁。如果您找不到 2009 年后发行的便士,1982 年后发行的便士也可以,但它们更难清洁,而且似乎效果不太好。

准备一个浅碗水,以便在您将其从热源上移开时将便士滑入水中。硬币会非常热,当它碰到水时会发出细微的嘶嘶声。通过煮沸水并确保蒸汽被拉离您来检查您的排气扇是否提供足够的通风。

拿一个铸铁煎锅,放在炉子上,并将炉子设置为低于最大设置两个档位。请注意,我们不推荐使用不锈钢煎锅(持续强热可能会使其变形),并且我们不推荐使用不粘煎锅,因为高温可能会将涂层降解为您不想吸入的不友好的化学物质。此外,请意识到这是一个牺牲性的煎锅:在您将其用于演示后,您不能用它来烹饪食物。

但我们认为这是值得牺牲的。

煎锅在炉子上预热约一到两分钟后,将便士放入锅的中心并等待。大约五分钟后,您会看到一股紫色的颜色蔓延到便士表面。继续等待。再过两到三分钟,紫色应该让位于蔓延的金黄色光泽。等到金黄色蔓延到整个表面(大约再过半分钟),然后将便士滑入水中。便士在炉子上的整个时间应为七到八分钟。如果炉子太热或您等待的时间过长,您可能会损坏便士和即将到来的演示。

关掉炉子,并将煎锅放在耐热表面上(冷却的炉灶或倒置的锅)。如果一切顺利,便士的表面应该具有美丽的金黄色光泽。将其与未处理过的便士进行比较,以获得充分的效果。

如果您看到了紫色波浪,但便士没有变成金色,则需要在波浪出现后将其在热源上放置更长时间。如果您没有看到紫色波浪,则需要尝试稍微高一点的温度。

发生了什么?

事实证明,锌和铜在高温下加热时会熔合形成合金,即黄铜,呈金黄色。埃及工匠显然没有便士,但他们确实知道一种能给铜着色的矿石,我们现在知道这种矿石含有锌。事实证明,1982 年后发行的便士含有 97.5% 的锌和 2.5% 的铜,这非常适合我们的目的。

但这并不是一个非常真实的演示。我们可以通过使用锌和铜样品使其更真实一些。或者,您可以使用五金店中找到的镀锌紧固件,只要它们是真正的镀锌的(检查包装)。

如果您有裸露的铜线(无绝缘),您的铜样品就准备好了。如果您的电线有绝缘层,请使用剥线钳或用小而锋利的刀将其刮掉。戴上工作手套并朝远离身体的方向刮削。将一些锌块或镀锌紧固件放入坩埚中,并将一小卷铜线嵌套在锌中(它应该接触锌)。在顶部再添加一些锌块。如果您的坩埚有盖子,请盖上盖子或使用表面皿作为盖子。将整个组件(带有锌包围的铜线的带盖坩埚)放入铸铁煎锅中,并将炉子设置为适合便士的任何热量。让坩埚中的材料大约六分钟形成合金,然后将带有坩埚的铸铁煎锅从炉子上移开,并将其放在耐热表面上。冷却约十五分钟。当您小心地揭开坩埚中的铜时,您应该会发现它有一个金色的表面。

它看起来完全像黄金吗?不。但是大多数工匠服务的人从未近距离见过真正的黄金,因此在他们看来它可能看起来不错。此外,去珠宝店一趟就会证明并非所有黄金看起来都一样。白金与 24 克拉黄金不同,还有称为玫瑰金和黄金的合金。而且它们都闪闪发光。

煅烧
除了嬗变之外,古代炼金术士还会将上述过程称为煅烧。煅烧通常意味着在空气中强烈加热某物,但不幸的是,大多数炼金术士并没有随身携带炼金术词典,而且据我们所知,没有国际会议来标准化炼金术术语,因此煅烧也意味着其他事物。例如,溶解一种物质可以称为煅烧。虽然煅烧通常会导致反应,但简单的熔化或蒸发也可能是结果。所以你就得到了:一个词;多种含义。

欢迎来到炼金术。

蒸馏
炼金术士热爱蒸馏,这是有充分理由的。蒸馏是一种分离方法,是炼金术士的主要目标之一:他们努力分离和隔离物质的“精神”或“精华”,以便将其与可以产生黄金的本体重新结合。他们还有许多其他分离方法,但蒸馏是炼金术的主力军。

蒸馏根据不同物质的沸点或挥发温度差异来实现分离。在蒸馏中,混合物被加热直到其中一部分进入气相。然后通过导引气体的管子或臂将气相与混合物的其余部分分离。想象一下您在电影或卡通片中看到的用于酿造私酒的蒸馏器,您就会明白我们的意思。蒸馏器代表蒸馏,在本次演示中,您将构建一个蒸馏器,并用古代亚历山大埃及人的问题对其进行测试:从咸水中提取淡水。

您需要一个大烧杯或烹饪锅用作蒸馏锅(蒸馏器的底部)、一个陶土花盆、一段 5 英尺长的铜管、橡皮泥和两个容器(罐子或杯子即可)。如果可能,蒸馏锅和花盆的顶部尺寸应匹配,但如果不是,则蒸馏锅应比花盆稍大。铜管必须能够穿过花盆底部的孔。

将蒸馏锅装满约一半的水,加入约两汤匙盐,搅拌,然后使用游泳池盐度测试条测量水的盐度。

测试条以 ppm 为单位标记,ppm 代表百万分之一,是衡量水的浓度、咸度的指标。我们制作的盐水在测试条上测得的盐度在 3,000 到 4,000 ppm 之间,但您不必完全匹配这个值。只要水足够咸并且您知道起始浓度,就可以了。测量盐度后,将蒸馏锅放在炉子上的铸铁煎锅中。

接下来,倒置花盆,并用橡皮泥将其连接到蒸馏锅上。在铜管的顶部和底部形成一个角度,使其能够装入倒置花盆的顶部并向下弯曲到接收容器中,再次如图所示。用橡皮泥将花盆密封到铜管上,确保您的装置稳定,将热量调至中等以上几个档位,然后等待。

当盐水在蒸馏锅中加热时,铜管也会升温,事实上,可能会变得非常热,所以要小心。管道会升温,因为进入管道的蒸汽在蒸汽冷凝时将其热量传递给铜,这也是铜是管道的良好选择的原因之一。

最终,冷凝水将开始滴入接收瓶中。当您收集到适量的水时,将灌装容器换成空容器,并使用您的泳池测试条测试您收集的水的盐度。当我们测试蒸馏盐水时,测试条没有任何变化;换句话说,任何剩余的盐都低于可检测限。您可能会看到同样的情况,也就是说,水中没有留下盐,但如果留下任何盐,它也会远低于蒸馏开始时的含量。

亚历山大的淡水,以及通往东方的淡水!

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