煉丹術(shù)中的化學(xué)全解

煉丹術(shù)中的化學(xué)(huàxué)第一頁(yè)，共29頁(yè)。1煉丹術(shù)古代道家或道教徒等以金石(jīnshí)類礦物為原料，采用化學(xué)方法煉制成自以為令人長(zhǎng)生不老而實(shí)際上有毒“丹〞藥的技術(shù)與方法。煉丹術(shù)是古代煉制丹藥的一種傳統(tǒng)技術(shù)，是近代化學(xué)的先驅(qū)。第二頁(yè)，共29頁(yè)。2一、中國(guó)煉丹術(shù)形成(xíngchéng)開展戰(zhàn)國(guó)至漢初，追求長(zhǎng)壽永生。方士鼓吹食金服玉可不死，其中就包括丹砂〔HgS〕。漢武帝開始，煉制丹砂以制作“黃金〞食器。東漢后期，道教創(chuàng)立。道士煉丹開始?；实酆谩吧裣煞叫g(shù)〞。當(dāng)時(shí)，儒生倡讖緯之學(xué)，方士搞神仙方術(shù)。二者合流，影響很大。周代、春秋戰(zhàn)國(guó)(chūnqiūzhànɡuó)數(shù)百年間，陰陽(yáng)五行學(xué)說(shuō)影響，合藥要陰陽(yáng)相配相制，治病要以五毒攻之?！拔宥鲸暎悍謩e為汞、砷、銅、鐵等毒性強(qiáng)烈的礦物。丹砂(HgS)、雄黃〔As4S4〕、石膽〔CuSO4〕、礜石〔FeAsS〕、磁石〔Fe3O4黑色〕。魏晉南北朝名士服用“寒食散〞〔五石散〕：紫石英〔含錳石英〕、白石英〔SiO2硅〕、赤石脂(Fe2O3暗紅色)、鐘乳石〔CaCO3〕、硫黃〔S〕。中國(guó)煉丹術(shù)的鼎盛期在唐代?；实?、王公貴族、士大夫均熱衷于此。五色而有劇毒的礦物有：紅——丹砂、鉛丹(Pb3O4)、赤石脂；黃——雄黃、雌黃〔As2S3〕、硫黃；青——石膽、石青〔曾青〕。這些含汞、砷、鉛劇毒礦物，服用后導(dǎo)致突然死亡。奇怪的是后世宋代明代更甚。原因在于刺激作用。第三頁(yè)，共29頁(yè)。3二、中國(guó)(zhōnɡɡuó)煉丹術(shù)的理論1指導(dǎo)思想：“假求外物以自鞏固〞黃金、白銀有很強(qiáng)的抗蝕性?！敖鹦圆粩⌒?，〔服之〕壽命得長(zhǎng)久。〞長(zhǎng)生不死和羽化飛騰緊相連。金、銀等久不變質(zhì)；丹砂、雄黃等變化莫測(cè)(biànhuàmòcè)，靈異非常。仙藥的原料依次為：丹砂，黃金，白銀，諸芝，五玉，云母，雄黃，……松柏脂，茯苓，地黃，麥冬。還會(huì)用到一些令人困惑的材料：唾液，人尿，馬糞、牛糞、狗糞，初經(jīng)血。2藥性作用：陰陽(yáng)五行學(xué)說(shuō)解釋陰陽(yáng)變化的法那么有其合理性，但化學(xué)變化要復(fù)雜得多。五行相生相克，服五色之藥有禁有宜，毫無(wú)道理。中國(guó)藥物中至今仍見各種以“丹〞命名的傳統(tǒng)特效藥，在鎮(zhèn)痛、消毒等方面，成效奇特。3金銀地位：點(diǎn)化金石“丹陽(yáng)金〞〔砷黃銅〕；黃銅〔鋅銅合金〕。中國(guó)煉丹術(shù)的主要目的，是為了求長(zhǎng)生而追求得到神奇妙藥，理論是荒唐的，實(shí)踐是荒唐的。由此可見中國(guó)古代學(xué)術(shù)的根本模式：陰陽(yáng)五行為指導(dǎo)，神秘操作為特點(diǎn)，魔術(shù)、幻術(shù)、騙術(shù)乃至自欺欺人之術(shù)充滿其間。第四頁(yè)，共29頁(yè)。4三、中國(guó)煉丹術(shù)的化學(xué)(huàxué)遺產(chǎn)從丹砂中升煉水銀。HgS+Fe=FeS+Hg↑HgS+Pb=PbS+Hg↑HgS+Cu=CuS+Hg↑汞與玄黃〔鉛丹Pb3O4〕、硫黃〔S〕加熱，又生成紅色的氧化汞，或重新(chóngxīn)返回成紅色丹砂。這就是“還丹〞。合成了粉霜〔HgCl2〕和輕粉〔Hg2Cl2〕。二者成了瘍科之圣藥。第五頁(yè)，共29頁(yè)。51、汞化學(xué)(huàxué)成就由于丹砂〔主要化學(xué)成分HgS〕加熱產(chǎn)生水銀，而水銀又能溶解金銀，這在當(dāng)時(shí)的們看來(lái)極為神奇，因此，丹砂和水銀便成為方士們煉丹的重要原料，在兩千多年的煉丹活動(dòng)(huódòng)中，方士們積累了豐富的汞化學(xué)知識(shí)。第六頁(yè)，共29頁(yè)。6人工合成丹砂(dānshā)和丹砂(dānshā)的溶解紅色硫化汞有天然和人造的兩種，天然產(chǎn)硫化汞因色紅叫丹砂，人造的稱為(chēnɡwéi)銀朱或靈。最早關(guān)于以硫黃、水銀(shuǐyín)升煉制取人工丹砂的明確記載見于丹經(jīng)?太清石壁記?，唐代以后，炬制靈砂便在煉丹術(shù)中占了很大的篇幅，其反響為：人造硫化汞可能是人類最早用化學(xué)合成法制得的產(chǎn)品之一，這是煉丹術(shù)在汞化學(xué)上的一大成就。第七頁(yè)，共29頁(yè)。7唐代煉丹家狐剛子著?黃帝九鼎神丹經(jīng)訣?中指出“化丹砂即需石膽〔CuSO4)〞也就是說(shuō)溶解丹砂除用醋和硝石外，還要加石膽,丹砂在醋和硝石的混合液中本來(lái)難于溶解，但是(dànshì)有硫酸銅存在時(shí)，卻可以溶。用化學(xué)的觀點(diǎn)分析，硫酸銅在反響中可能起到了催化劑的作。第八頁(yè)，共29頁(yè)。8抽砂煉汞自然界中是有天然水銀存在的，但產(chǎn)量極。據(jù)記載，春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期和秦代的帝王墓中都放置了大量水銀，且戰(zhàn)國(guó)時(shí)醫(yī)藥中也已用到水銀，同時(shí)也興起了鎏金術(shù)，估計(jì)那時(shí)已經(jīng)從丹砂燒煉水銀。最初是用簡(jiǎn)陋(jiǎnlòu)的低溫焙燒法，反響為：第九頁(yè)，共29頁(yè)。9汞的產(chǎn)率很低，而煉丹家們居然摸索到了借助某些(mǒuxiē)手段促進(jìn)HgS的分解：(1)在丹砂(dānshā)中混入黃礬[KFe(SO4)2?12H2O](2)把丹砂放在鐵釜中加熱(jiārè)〔而不用土釜〕，或借助于銅、鉛來(lái)促進(jìn)HgS的分。HgS+Fe=FeS+Hg↑HgS+Pb=PbS+Hg↑HgS+Cu=CuS+Hg↑第十頁(yè)，共29頁(yè)。10到了宋代，又找到了往HgS中混入更廉價(jià)的木炭(mùtàn)方法，宋代的?修煉大丹要旨?中就記載了此法我國(guó)煉丹家在“抽砂煉汞〞的實(shí)踐中，客觀上已經(jīng)運(yùn)用了現(xiàn)代化學(xué)中的質(zhì)量作用定律理論，即把可逆反響中的生成物從反響體系中排除〔使生成SO2、FeS、CuS、CS2等〕，那么就可以促進(jìn)(cùjìn)反響的正向進(jìn)行。第十一頁(yè)，共29頁(yè)。11人工合成(rénɡōnɡhéchénɡ)氧化汞水銀在空氣中以文火(wénhuǒ)〔低于350°C〕加熱，外表就會(huì)生成一層紅色的HgO，色貌與天然丹砂相似，在當(dāng)時(shí)的條件下，不少方士把它誤作丹砂，如葛洪?抱樸子內(nèi)篇·金丹?所說(shuō)：“丹砂燒之成水銀，積變又還成丹砂〞一語(yǔ)，而目前化學(xué)史界已比較一致認(rèn)為是指以下反響：第十二頁(yè)，共29頁(yè)。12氯化汞氯化汞的合成是我國(guó)煉丹(liàndān)技術(shù)及醫(yī)藥化學(xué)對(duì)無(wú)機(jī)合成化學(xué)的一項(xiàng)重大奉獻(xiàn)，可能是我國(guó)人工合成的第一批無(wú)機(jī)化合。HgCl2和Hg2Cl2都是白色結(jié)晶，外貌特相，但前者易溶于水，而有劇毒；后者難溶于水，無(wú)毒。古代煉丹術(shù)與本草學(xué)中的粉霜是HgCl2，粉霜又有很多別名，如：霜雪、水銀霜、白靈砂等，俗稱升汞。而稱為輕粉的那么(nàme)被認(rèn)為指Hg2Cl2，它也有很多別名，如：水銀粉、汞粉、銀粉等，俗稱甘汞。由于這兩種丹藥外觀形態(tài)相似，又都是以丹砂、水銀、鹽、礬等原料升煉而成，因而古代醫(yī)士與方士常把它們混淆。第十三頁(yè)，共29頁(yè)。13汞齊水銀可與金、銀、鉛、錫等形成汞齊，這一點(diǎn)在煉丹實(shí)踐中早就被注意到了。魏伯陽(yáng)對(duì)鉛汞齊有所描述，陶弘景對(duì)汞齊說(shuō)得更清楚，“水銀，能消化金、銀使成泥，人以鍍物是也〞即金、銀與汞化合形成汞齊可以用以鍍金、銀；?唐本草余?那么最早記載了用水銀、白銀、白錫形成三元汞齊制作“銀膏〞用于補(bǔ)牙，這是世界上最早的補(bǔ)牙合金。另外，宋人?諸家神品丹法?中有?化庚粉法?，就是利用金汞齊制造金粉的方法：先制成金汞齊，再參加(cānjiā)食鹽，然后蒸發(fā)掉水銀，溶掉食鹽，留下來(lái)的就是粉末狀的黃金。第十四頁(yè)，共29頁(yè)。14魏伯陽(yáng)的?周易(zhōuyì)參同契??周易參同契?書中記載了鉛、汞、硫等的化合和分解的知識(shí)?！昂由湘迸?，靈而最神，得火那么飛，不見埃塵，鬼隱龍匿，莫知所存，將欲制之，黃芽為根〞。實(shí)際上，河上姹女是水銀，水銀加熱就會(huì)蒸發(fā)(飛)不見了。要想固定水銀，就要參加黃芽，黃芽就是硫黃(liúhuánɡ)，這時(shí)加熱后就會(huì)生成紅色的硫化汞，“望之類白，造之那么朱〞。第十五頁(yè)，共29頁(yè)。15陳少微?九還金砂妙訣?詳細(xì)記述了丹砂的產(chǎn)地，第一乃至第七返的各種靈砂的制法。書中所載竹筒式抽砂煉汞〔即從丹砂制水銀(shuǐyín)〕的方法尤其別致。這種方法是“先取筋竹為筒，節(jié)密處全留三節(jié)。上節(jié)開孔，可彈丸許粗，中節(jié)開小孔，如筋頭許大，容汞溜下處，先鋪厚蠟紙兩重，致〔置〕中節(jié)之上。次取丹砂研細(xì)，入于筒中，以麻緊縛其筒，蒸之一日。然后以黃泥裹之，可厚三分，埋入土中，令筒與地平。筒四面緊筑，莫令漏泄其氣。便積薪燒其上，一復(fù)，令火透其筒上節(jié)，汞即流出于下節(jié)之中。〞這段文字清楚地表達(dá)了這種操作簡(jiǎn)便、效率較高而本錢很低的竹筒式煉汞裝置和抽汞過(guò)程。陳少微?九還金砂(jīnshā)妙訣?陳少微在此書中提到的“銷汞〞法〔即用水銀和硫磺制取丹砂(dānshā)的方法〕。Hg+S=HgSHgS+O2=Hg+SO2Δ第十六頁(yè)，共29頁(yè)。162鉛化學(xué)成就鉛霜〔醋酸鉛〕→鉛粉〔碳酸鉛〕。古代婦女化裝(huàzhuāng)“著粉太白〞之“粉〞；彩陶、瓷器上的彩釉。黑鉛經(jīng)焙燒，初成黃丹〔PbO〕，繼成鉛丹〔Pb3O4〕。黃、鉛丹倍受丹家青睞。第十七頁(yè)，共29頁(yè)。173砷化學(xué)成就四種含砷礦物：雄黃、雌黃、礜石、砒石〔As2O3〕。砒霜，劇毒之藥，微量服用，三蟲盡死，治瘧、心痛(xīntònɡ)、牙痛，冬衣單不寒。第十八頁(yè)，共29頁(yè)。184合金學(xué)奉獻(xiàn)以汞、鉛、銅等煉制成黃金、白銀，失敗了；如何燒煉也在絕密下口口相傳，知者寥寥。而黃白合金，畢竟有它的意義。生成另外(lìnɡwài)一種神奇的合金，形態(tài)、性質(zhì)、色澤等都有變化，用途也產(chǎn)生不同效果。第十九頁(yè)，共29頁(yè)。195火藥創(chuàng)造硫黃、硝石(xiāoshí)〔KNO3〕、木炭或蜜。其中硝石(xiāoshí)是關(guān)鍵，可以其液洗膿瘡?！熬梅p身神仙〞。唐代?真元妙道要略?記，以硝石(xiāoshí)、硫黃、雄黃和以蜜，劇烈燃燒。第二十頁(yè)，共29頁(yè)。20我國(guó)自周秦以來(lái)就創(chuàng)始和應(yīng)用了將藥物加溫升華的這種制藥方法(fāngfǎ)，為世界各國(guó)之最早者。西元九、十世紀(jì)我國(guó)煉丹術(shù)傳入阿拉伯，十二世紀(jì)傳入歐洲。煉丹(liàndān)煉丹法所制成的藥物有外用和內(nèi)服兩種，外用者至今還很有價(jià)值，內(nèi)服那么由于其毒性較大而逐漸(zhújiàn)被淘汰。所謂神丹妙藥，以求長(zhǎng)生不死，那么是荒唐的。第二十一頁(yè)，共29頁(yè)。21中國(guó)(zhōnɡɡuó)古代煉丹術(shù)的主要目的，一是修煉長(zhǎng)生不老的丹藥，二是想把賤金屬轉(zhuǎn)化為金銀等貴金屬。中國(guó)(zhōnɡɡuó)煉丹主要用五金、八石、三黃為原料。煉成的多為砷、汞和鉛的制劑，吃下去以后就會(huì)中毒甚至死亡。第二十二頁(yè)，共29頁(yè)。22煉丹術(shù)開展初期就有人服食丹藥，首先是三國(guó)時(shí)期何晏大將軍(曹操的義子)帶頭服用“五石散〞，說(shuō)是可以強(qiáng)身健體，于是在社會(huì)上“服石〞之風(fēng)盛行(shèngxíng)?！拔迨ⅷ?，是一種中藥散劑。據(jù)說(shuō)是張仲景創(chuàng)造給傷寒病人吃的?！拔迨ⅷ暎怯檬娙?、紫石英〔CaF2〕、白石英、石硫磺、赤石脂五味石藥合成的一種中藥散劑，而之所以又被稱為“寒食散〞，乃是因?yàn)榉么怂幒螅仨氁允忱涫硜?lái)散熱而得名。五石散是魏晉時(shí)期流行的一種毒品?！胺迨ⅲ俏ㄖ尾?，亦覺(jué)神明開朗〞。從?世說(shuō)新語(yǔ)?的這段描述上看，五石散真真算作中原出產(chǎn)的一種毒品了。“五石散〞第二十三頁(yè)，共29頁(yè)。23紫水晶:成分(chéngfèn)是二氧化硅硫磺(liúhuáng):主要成分是S。雄黃(xiónghuáng)：α-As4S4又稱作石黃、黃金石、雞冠石綠松石:CuAl6(PO4)4(OH)8·5H2O赭石

:為赤鐵礦的礦石,其主要成分有三氧化二鐵、二氧化硅及氧化鈣等?！拔迳幨暤诙捻?yè)，共29頁(yè)。24白居易?思?xì)w?詩(shī)一首：退之(韓愈)服硫黃，一病訖不痊微之(元稹)煉秋石，未老身溘然杜子(杜牧)得丹訣，終日(zhōngrì)斷腥膻崔君(崔元亮)夸藥力，經(jīng)冬不衣棉或疾或暴夭，悉不過(guò)中年。煉丹家煉制的所謂“仙丹〞，大多是含汞、鉛、硫、砷的劇毒物質(zhì)，吃了非但不能長(zhǎng)生，反而會(huì)致人于死地。漢代詩(shī)人就有“服藥求神仙，多為藥所誤〞的感慨(gǎnkǎi)，以后不斷有人對(duì)此發(fā)出警告，但服食受害者仍屢見不鮮。清趙翼?廿二史札記?卷十九“唐諸帝多餌丹藥〞條載，唐太宗、憲宗、穆宗、敬宗、武宗、宣宗皆服丹藥中毒致死。皇帝如此，何況臣民百姓。當(dāng)時(shí)一些大臣如杜伏威、李道古、李抱真等也都是因服食丹藥中毒致死第二十五頁(yè)，共29頁(yè)。25煉金術(shù)和煉丹術(shù)經(jīng)歷數(shù)千年之久，他們孜孜以求的目標(biāo)——制作長(zhǎng)生不老藥和點(diǎn)化(diǎnhuà)金銀當(dāng)然不可能到達(dá)，但是，在無(wú)數(shù)次失敗的過(guò)程中，積累了不少有關(guān)化學(xué)知識(shí)和操作經(jīng)驗(yàn)。第二十六頁(yè)，共29頁(yè)。26孫思邈?太清丹經(jīng)要訣(yàojué)?孫思邈〔581—682〕，其著述以醫(yī)學(xué)為主，今存?備急千金要方?、?千金翼方?各三十卷。其煉丹著作多已失散，現(xiàn)僅存?太清丹經(jīng)要訣?等。此書記有不少化學(xué)上的重要成果，如?伏雌雄二黃用錫法?一條，非常明確地介紹了用雄黃(xiónghuáng)、金屬錫制作彩色金〔SnS2〕的方法：雄黃(xiónghuáng)(As4S4)十兩，末之，錫三兩，“鐺中合熔，出之。入皮袋中揉使碎，入坩堝中，火之。其坩堝中安藥了，以蓋合之。密固，入風(fēng)爐吹之。令鍋同火色，寒之。開，黃色似金〞第二十七頁(yè)，共29頁(yè)。27?黃帝九鼎神丹訣?是唐代一部重要的煉丹著作，書中含有豐富的化學(xué)知識(shí)。例如詳細(xì)記述丹砂、雄黃、空青、礬石、樸硝等藥物的產(chǎn)地及鑒別質(zhì)量好壞的方法；記載了利用物質(zhì)不同的溶解度來(lái)制取