一百四十章 推导和推倒
长风吹过特斯科科湖边,拂过天火岛上的众人,也吹动少年手中白色的长羽。蓝天白云,湖中岛屿。青烟薄雾,黑衣少年...一切宛如画卷。
修洛特就端坐在草地上,白纸平放在腿间,下面垫上木板,上方的鹅毛笔轻盈跃动,不时书写着奇异的符号。自从纸张制作完成后,他书写的工具再次得到改进:白纸、鹅毛笔配上蓝墨水,倒是比炭笔和木板精致许多。
伯塔德沉静的扫过众人,武士们便会意的散开戒备,耐心等待。而看到等候的女工们,武士长思索片刻,眼中忽然一亮。随即,他微笑着招招手,示意陶工少女过来,然后递出手中的墨水陶罐,往后退了十步。
接过陶罐,塔莱娅眉眼弯弯,绽放出一个笑容。接着,她用白皙的双手捧着蓝墨水罐,抱腿近坐在少年身旁。
修洛特先是在白纸左侧写下KNO3土硝,C木炭,S硫磺,随后在右侧写上N2氮气,CO2二氧化碳。接着,他伤感地叹了口气,写下K?S?...当年为什么不好好学习?...
“K会是K2O吗?S会是SO2吗?这里面的氧化和还原究竟是怎么个过程呢...”塔莱娅侧耳倾听,却只听到殿下天神般的呢喃,她忍不住微微起身,靠的更近一些。
修洛特投入地想了片刻,还是决定从头开始,先把元素周期表写出来。他提笔蘸墨,并没有在意身旁的塔莱娅,只是嗅了嗅淡淡的清香...嗯,这墨水闻起来很舒服。
随即,少年开头写下一个H,卡壳了好一会,他才流畅的继续写下C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、?、K、Ca,后面是...算了,还是给未来的化学家们留点活路。
修洛特看着自己的杰作,满意而自信的一笑,这将是划时代的贡献,提前改变人类的未来!
在他身旁,塔莱娅微微张口,浑然忘我的注视着殿下,心动于那一瞬间的自信与张扬。
畅想片刻,少年开始正式推导火药燃烧反应的完全过程。首先,如果没有C和S,KNO3将加热分解,生成K2O氧化钾N2氮气和O2氧气,配平的话便应该是这样:
“4KNO3→2K2O+2N2↑+5O2↑”
接下来,修洛特微微沉思,在O2下方,依次写下S和C。火药中有S硫磺和C木炭,但是S硫磺更加活泼,应该先燃烧反应,生成SO2或者SO3。随后,升温到三四百度时,C木炭才能发生氧化反应,继续放热。
“咦,K2O加H2O是KOH,那么便是强碱性。既然K2O呈强碱性...就优先和酸性氧化物反应,嗯,那应该是SO2或者SO3...”塔莱娅眼睛睁大,耳朵微动。她看着神秘的符号,盯着殿下的侧脸,幻想着神与王者的沟通。
修洛特一边认真思索,一边写下方程式。
“K2O+SO2→K2SO3...然后再加上O2氧气...不管怎么样,完全氧化后应该都是K2SO4...然后呢?然后是什么?”塔莱娅听出了殿下话语中的苦恼,似乎天神的沟通并不顺利?她便也担心起来。
少年再次陷入沉思。他用手撑住额头,仔细想了许久,这时候燃烧的温度应该非常之高,足够C单质进行氧化反应,那么K2SO4中的六价S便应该被C进行还原。在C充足的条件下,S应该被还原到负二价,正好和K组合。
斟酌再三,修洛特才继续写到。
“K2SO4+2C→K2S+2CO2↑”
至此,所有的中间步骤都被大致连接上。少年投入地想了想,先是不稳定的KNO3土硝分解,然后是低燃点的S硫磺氧化,持续升温后,才是高燃点的C氧化放热。整个反应会产生大量的气体,也释放出巨大的热量。在燃烧中,SO2是前期的氧化产物,而在最佳完全配比时,最终产物便是K2S!
逻辑上没有问题,修洛特再次自信一笑。他提笔蘸了蘸墨水,又深吸了一口清香。
“2KNO3+3C+S=K2S+N2↑+3CO2↑”
这才是黑火药完全燃烧反应时的最佳配比。反应式中反应物的质量比例,正是黑火药中三种原料的重量比例!
随后,少年再次专注地计算起摩尔质量,KNO3中氮14,氧16,钾...钾比钙稍小,钙40,钾应该是39,那么2KNO3为202,3C为52,S为32。
因此,根据计算结果,黑火药最佳的比例应是:土硝202,硫磺32,木炭52,即%,%,%。而在实际爆炸中,木炭往往并不能完全燃烧,所以应略多一些,取代硫磺,变为75:10:15,也就是15份土硝,2份硫磺,3份木炭!
修洛特再回头看看“一硝二磺三木炭”的口诀,此时才发现,其中硝石的“一”是应是指1斤,而且是旧斤的16两,而硫磺的“二”是2两,木炭的“三”则是3两。正好符合计算出的15份,2份,3份。
“原来如此!”终于推导出火药的配比,修洛特的脸上浮现出喜悦的笑容。随即,少年一把扔掉纸笔,激动地从地上起身,上肩却忽然撞上了什么柔软的物体。
只听一声轻呼,陶工少女仰头向后跌倒,柔软的长发拂过少年的脸庞,扬起一阵清风。在失重的瞬间,她伸出双手,及时抱住殿下的臂膀,带着全身重量往下一拉。
修洛特闻声偏头,却看到惊呼的塔莱娅。他心下一怔,停住下意识防备的动作。随即,他被大力拉扯,立足不稳,脚步一滑,重心迅速失衡。不过两个呼吸,他便完全失重,和陶工少女摔倒在一起,身下又是一声轻呼。
修洛特侧身压在上面,感受着柔软的躯体,心跳骤然加快。他转过头,眼前是塔莱娅明媚的双眼,秀丽的面容,还有披散的长发,耳边是陶工少女近在咫尺的呼吸,鼻端是淡然萦绕的体香...少年蓦然失神。
塔莱娅睁大眼睛,看看殿下的面容,感受着少年的躯体,慢慢的红了脸。接着,她突然闭上了眼睛,如同等待的木棉花,绽放出诱人的颜色。
看到这一幕,工坊中一片沉寂,武士们面面相视。片刻后,女工们大胆起哄起来。众人肃穆的等待“神启”许久,却是这么一个令人兴奋的展开。不远处,伯塔德脸上的沉静消失了,沧桑中欣然一笑。他低声发话,就要指挥众人退下。
修洛特呆滞片刻,用力地摇了摇头,再艰难的从地上爬起。然后,他把塔莱娅也从地上拉起来,仔细地拍了拍她身上的尘土。
随后,少年深呼吸数次,才面色平静的开口。
“每陶罐15份土硝,2份硫磺,3份木炭,重新调配火药...不许外传!”
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修洛特就端坐在草地上,白纸平放在腿间,下面垫上木板,上方的鹅毛笔轻盈跃动,不时书写着奇异的符号。自从纸张制作完成后,他书写的工具再次得到改进:白纸、鹅毛笔配上蓝墨水,倒是比炭笔和木板精致许多。
伯塔德沉静的扫过众人,武士们便会意的散开戒备,耐心等待。而看到等候的女工们,武士长思索片刻,眼中忽然一亮。随即,他微笑着招招手,示意陶工少女过来,然后递出手中的墨水陶罐,往后退了十步。
接过陶罐,塔莱娅眉眼弯弯,绽放出一个笑容。接着,她用白皙的双手捧着蓝墨水罐,抱腿近坐在少年身旁。
修洛特先是在白纸左侧写下KNO3土硝,C木炭,S硫磺,随后在右侧写上N2氮气,CO2二氧化碳。接着,他伤感地叹了口气,写下K?S?...当年为什么不好好学习?...
“K会是K2O吗?S会是SO2吗?这里面的氧化和还原究竟是怎么个过程呢...”塔莱娅侧耳倾听,却只听到殿下天神般的呢喃,她忍不住微微起身,靠的更近一些。
修洛特投入地想了片刻,还是决定从头开始,先把元素周期表写出来。他提笔蘸墨,并没有在意身旁的塔莱娅,只是嗅了嗅淡淡的清香...嗯,这墨水闻起来很舒服。
随即,少年开头写下一个H,卡壳了好一会,他才流畅的继续写下C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、?、K、Ca,后面是...算了,还是给未来的化学家们留点活路。
修洛特看着自己的杰作,满意而自信的一笑,这将是划时代的贡献,提前改变人类的未来!
在他身旁,塔莱娅微微张口,浑然忘我的注视着殿下,心动于那一瞬间的自信与张扬。
畅想片刻,少年开始正式推导火药燃烧反应的完全过程。首先,如果没有C和S,KNO3将加热分解,生成K2O氧化钾N2氮气和O2氧气,配平的话便应该是这样:
“4KNO3→2K2O+2N2↑+5O2↑”
接下来,修洛特微微沉思,在O2下方,依次写下S和C。火药中有S硫磺和C木炭,但是S硫磺更加活泼,应该先燃烧反应,生成SO2或者SO3。随后,升温到三四百度时,C木炭才能发生氧化反应,继续放热。
“咦,K2O加H2O是KOH,那么便是强碱性。既然K2O呈强碱性...就优先和酸性氧化物反应,嗯,那应该是SO2或者SO3...”塔莱娅眼睛睁大,耳朵微动。她看着神秘的符号,盯着殿下的侧脸,幻想着神与王者的沟通。
修洛特一边认真思索,一边写下方程式。
“K2O+SO2→K2SO3...然后再加上O2氧气...不管怎么样,完全氧化后应该都是K2SO4...然后呢?然后是什么?”塔莱娅听出了殿下话语中的苦恼,似乎天神的沟通并不顺利?她便也担心起来。
少年再次陷入沉思。他用手撑住额头,仔细想了许久,这时候燃烧的温度应该非常之高,足够C单质进行氧化反应,那么K2SO4中的六价S便应该被C进行还原。在C充足的条件下,S应该被还原到负二价,正好和K组合。
斟酌再三,修洛特才继续写到。
“K2SO4+2C→K2S+2CO2↑”
至此,所有的中间步骤都被大致连接上。少年投入地想了想,先是不稳定的KNO3土硝分解,然后是低燃点的S硫磺氧化,持续升温后,才是高燃点的C氧化放热。整个反应会产生大量的气体,也释放出巨大的热量。在燃烧中,SO2是前期的氧化产物,而在最佳完全配比时,最终产物便是K2S!
逻辑上没有问题,修洛特再次自信一笑。他提笔蘸了蘸墨水,又深吸了一口清香。
“2KNO3+3C+S=K2S+N2↑+3CO2↑”
这才是黑火药完全燃烧反应时的最佳配比。反应式中反应物的质量比例,正是黑火药中三种原料的重量比例!
随后,少年再次专注地计算起摩尔质量,KNO3中氮14,氧16,钾...钾比钙稍小,钙40,钾应该是39,那么2KNO3为202,3C为52,S为32。
因此,根据计算结果,黑火药最佳的比例应是:土硝202,硫磺32,木炭52,即%,%,%。而在实际爆炸中,木炭往往并不能完全燃烧,所以应略多一些,取代硫磺,变为75:10:15,也就是15份土硝,2份硫磺,3份木炭!
修洛特再回头看看“一硝二磺三木炭”的口诀,此时才发现,其中硝石的“一”是应是指1斤,而且是旧斤的16两,而硫磺的“二”是2两,木炭的“三”则是3两。正好符合计算出的15份,2份,3份。
“原来如此!”终于推导出火药的配比,修洛特的脸上浮现出喜悦的笑容。随即,少年一把扔掉纸笔,激动地从地上起身,上肩却忽然撞上了什么柔软的物体。
只听一声轻呼,陶工少女仰头向后跌倒,柔软的长发拂过少年的脸庞,扬起一阵清风。在失重的瞬间,她伸出双手,及时抱住殿下的臂膀,带着全身重量往下一拉。
修洛特闻声偏头,却看到惊呼的塔莱娅。他心下一怔,停住下意识防备的动作。随即,他被大力拉扯,立足不稳,脚步一滑,重心迅速失衡。不过两个呼吸,他便完全失重,和陶工少女摔倒在一起,身下又是一声轻呼。
修洛特侧身压在上面,感受着柔软的躯体,心跳骤然加快。他转过头,眼前是塔莱娅明媚的双眼,秀丽的面容,还有披散的长发,耳边是陶工少女近在咫尺的呼吸,鼻端是淡然萦绕的体香...少年蓦然失神。
塔莱娅睁大眼睛,看看殿下的面容,感受着少年的躯体,慢慢的红了脸。接着,她突然闭上了眼睛,如同等待的木棉花,绽放出诱人的颜色。
看到这一幕,工坊中一片沉寂,武士们面面相视。片刻后,女工们大胆起哄起来。众人肃穆的等待“神启”许久,却是这么一个令人兴奋的展开。不远处,伯塔德脸上的沉静消失了,沧桑中欣然一笑。他低声发话,就要指挥众人退下。
修洛特呆滞片刻,用力地摇了摇头,再艰难的从地上爬起。然后,他把塔莱娅也从地上拉起来,仔细地拍了拍她身上的尘土。
随后,少年深呼吸数次,才面色平静的开口。
“每陶罐15份土硝,2份硫磺,3份木炭,重新调配火药...不许外传!”
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