硫酸的成功製備,如同推開了一扇厚重的大門,門後是充滿了無限可能的化學世界。對於林凡和玄機子而言,這不僅僅是得到了一種強酸,更是獲得了一把開啟更多關鍵技術的萬能鑰匙。而其中一項優先順序極高的應用,便是火藥的升級。
原有的黑火藥(硝石、硫磺、木炭)雖然經過林凡的顆粒化改良,效能遠超傳統粉末火藥,但終究有其極限:能量密度不高,燃燒速度受顆粒大小和混合均勻度影響大,且易於受潮。林凡記憶中那些更強大的“無煙火藥”(硝化棉、硝化甘油等),其核心都離不開一種更強的氧化劑——硝酸。
“道長,有了硫酸,製備硝酸便有了可能。”實驗室中,林凡與玄機子對坐,面前攤開著新的反應方程式簡圖,“硝酸鉀(硝石)與濃硫酸共熱,可置換出硝酸蒸氣,冷凝收集即得。”
玄機子看著簡圖,結合自己煉丹時處理硝石的經驗,很快理解了原理:“此反應確有可能。硝石(KNO?)性烈,與濃酸共熱,酸中之‘氫’與硝石中之‘鉀’結合,釋放出硝之‘精魄’(硝酸HNO?)。只是,需控制好溫度,避免那硝之精魄過於暴躁(分解或爆炸)。”
“正是。需用曲頸甑或耐酸陶瓷容器,緩慢加熱,冷凝管需充分冷卻。”林凡補充道,“得到硝酸後,我們便可嘗試製備硝化棉。”
“硝化棉?”玄機子對這個新名詞感到好奇。
“即用硝酸與硫酸的混合酸,處理潔淨的棉絮(纖維素),使其發生‘硝化’反應,生成一種新的物質。此物易燃,且燃燒極為迅速猛烈,幾乎不留殘渣,威力遠勝黑火藥,且產生煙霧極少。”
玄機子倒吸一口涼氣:“幾乎無煙?燃燒猛烈?那豈不是……”
“對,是更理想的發射藥。”林凡點頭,“不過硝化棉製備有相當風險,配比、溫度、酸濃度、處理時間都需極其精確,且產物乾燥後非常敏感,易爆。我們必須從最微量的實驗開始,步步為營。”
說幹就幹。在嚴格的安全規程下(實驗在單獨的石砌小間進行,有厚重的擋板,人員遠距離操作),玄機子帶領最精幹的助手,開始了硝酸製備和硝化棉的初步探索。
硝酸的製備相對順利。利用新制的硫酸與提純的硝石,在特製的耐酸陶甑中小心加熱,淡黃色的硝酸蒸氣被匯出,經冷水冷凝管凝結,得到了首批濃度不高、但確實可用的硝酸。
接下來是更危險的硝化棉試驗。棉絮需經過脫脂、乾燥處理,然後在嚴格控制的低溫下,浸入按特定比例混合的濃硝酸和濃硫酸中。浸泡時間以秒計,取出後立刻用大量冷水沖洗終止反應,再小心乾燥。
最初幾次,要麼反應不完全,得到的產物燃燒效能改善有限;要麼稍有不慎,在沖洗或乾燥過程中就發生自燃或輕微爆炸,燒壞了器具,幸未傷人。每一次失敗,玄機子都詳細記錄現象,調整酸的比例、溫度和時間。
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