皇宋錦繡 第五百九十四章 溫度和三態

    乙烯到底有多麼的重要，趙信當然是清楚，他是化工產業的基礎，沒有乙烯，後世無數的化工塑料科技樹，就無法構建。

    能夠從完全沒有接觸過的有機物之中，找出一個還算是可行的實驗的方法，趙信也很高興，特別它的產物還是乙烯的時候。

    想法很美好，可是現實很骨感，化學如果這麼容易，那就不會有眾多科學家投入，研究才最終的奠基。

    趙信大學的專業不是化學，他甚至因為考古的關係，已經把化學丟在一邊，超過了9年的時間，能夠記憶那麼多的化學分子式和實驗，多虧了在中學時間，奠定的紮實根基，可是這些也就是學校裏面的基礎知識的，而不是一個理論，指望憑藉着這個，就自動的把化學深入，按時不可能。

    高分子化學，還有離子化學，這跟中學的傳統化學，這是兩個截然不同的領域，甚至中學化學的一些理論，到了更高的層面，那就是錯誤的。

    此時此刻，趙信並沒有想太多，當負責實驗的人員，把濃硫酸和高純度的酒精，混合在一起的時候，沒什麼用處，混合之後，沒有什麼反應，也沒有生成物。

    趙信親自參加了這個實驗，在卡牌系統的觀測之下，實際上，是有乙烯產生的，不過這個數量太過微小，幾乎可以忽略不計。

    類似的反應，實際上，是在自然界廣泛存在的，氧氣跟鐵不反應，這是中學化學之中說的，可是鐵生鏽，這就是鐵跟氧氣直接的反應，不過是這個反應非常的微小，必須在的長期的時間之中才能夠完成。

    這個反應過程當然不會如同生鏽那麼的久，要積年累月，可是眼下的這麼一個燒杯的物質，要完全反應結束，最少也需要好幾天，甚至是更長的時間，這樣緩慢的速度，並不是趙信願意看到。

    就如同潮濕的環境和水，可以加快鐵生鏽的過程，這是一種催化劑，或者是環境因素，趙信所要尋找的，是一種可以大量生產化合反應，或者是為這個反應提供催化劑，合適的環境之類，而不是現在，這樣離子狀態，甚至是產出微小的反應。

    可惜，他不知道，整個實驗到底要怎麼做，是加入催化劑，還是別的，在仔細考慮了之後，決定加熱。

    在化學反應之中，加熱是很常見的一種方式，甚至到了後世的化工生產，高溫高壓，也是常用的反應過程。

    高溫可以提高物質的活性，讓他們更加具備氧化性能，很多的物質，在常溫之下，很難被氧化，可是一旦加熱，就可以，這就是熱帶給了物質比較強的氧化作用，而最極端的，就是燃燒。

    一場大火，可能在最初的時候，只是煙頭點燃了紙屑，可是當紙屑引燃其他的東西，特別是一些化學物品被點燃了之後，爆發出來的溫度，幾乎可以燒滅一切，一些大火之後的場景，整個樓房，無論是玻璃，鋼筋，還是其他的東西，甚至連磚頭，都被燒掉，剩下的只是一片殘磚片瓦。

    趙信記得，在加熱的時候，乙醇和濃硫酸的活性也會增加，比如說，濃硫酸跟鐵的反應，本身是一種鈍化的反應過程，可是一旦鐵是鐵粉，加熱和攪拌的前提下，是可以反應。

    溫度，是一個重要的指標，定海軍目前，已經擁有了比較精確的測量溫度的設備，溫度計。

    在有了玻璃之後，溫度計的製造，已經不存在問題了，無論是酒精溫度計，還是水銀溫度計，都不存在問題，趙信在選擇了之候，做出了水銀溫度計。

    玻璃跟水銀的結合，確定了0度和100度這個很明顯溫度，就可以對溫度進行劃分了，然後製作出溫度計。

    趙信沒有選擇卡式溫度，而是選擇攝氏溫度，因為攝氏溫度是人類生活最常用的這個區間。

    攝氏溫度的確定，有兩個最基本的點，他主要是來衡量水的三態。

    冰水混合物為零度，這個實際上，是水的凝固點，也就是說，低於零度，水就會結冰。

    滾水則是100度，高於100度，水就會沸騰，就會從液態的水，變成水蒸氣。

    這是自然界之中，就會出現的自然現象，可以通過測算得到，哪怕是沒有外力的幫助，最多一年的時間也可以完成，只要在冬季之中，在嚴冬之中，找到冰塊，然後跟水混合，達到冰水混合物的程度，就可以確定零度。

    100度，就更加的簡單了，把一壺水燒開，在瘋狂沸騰的水之中，這就是100度的溫度，除非燒乾了，否則一直都是這個溫度。

    趙信當然不會等一年的時間，或者是到冬天，硝酸的製作完成，還有大量的硝石，他們是一種天然的冷卻劑，在沒有壓縮機的時候，硝酸製冰成為了最簡單做冰的方法，在後世，六七十年代的時候，在沒有大量冰箱冰櫃的時候，硝酸製冰的冰棍工廠，在中國廣泛的存在。

    只要硝酸製作出一些冰，然後在水中加冰，形成冰水混合物的狀態，就是零度。

    只要有一個密閉的，均勻的玻璃管之中，把氣體抽掉，就形成了一個簡單溫度計，而在不同溫度之下，水銀會發生熱脹冷縮，熱脹冷縮的水銀，水形成不同的高度，零度是一個位置，100度是一個位置，然後進行等分，在等分之後，就是0度到100度的溫度計。

    均勻的玻璃管，也不止是一個位置，按照這個刻度，進行更高溫度的刻畫的，這個是最簡單的物理特性。

    趙信不知道，水銀溫度計的測量極限，但是預計，300度以內是可以的，無法作為冶煉用的溫度計，卻可以日常使用，類似簡單的加溫，也是可以的。

    最終，定海軍的水銀溫度計，他的溫度範圍，被定為零下20度到的280度，差不多300度的空間，這些也是常用溫度的空間。

    用濃硫酸做脫水，溫度當然不可能太高，趙信已經記不得硫酸的沸點是多少，但是280度最好不要超過。

    實際上，趙信還不專業，後來通過研究知道，水銀極限溫度，是347度，這個也是濃硫酸氣化的臨界點。

    在目前，簡單的加熱的，用水銀溫度計已經可以了，更高級別的溫度計，暫時沒有做出來，實際上，最需要高級溫度計的，是煉鋼廠，溫度對於煉鋼的影響非常大，有時候，一個合理穩定的溫度，可以讓鋼的質量提升好幾個檔次，目前，只能夠在熟練的技術工人的幫助下，用目測的方法。

    溫度計是實驗室常備的東西，哪怕這一次，動用的有些多，也找到了40多個，然後就是接下來的實驗。

    不同的溫度計，插入到瓶子之中，然後開始加溫的過程的，溫度在緩慢的提升，不同試劑瓶，混合的酒精和濃硫酸的比例是不同的，可以從中間，找到比較合適的配比，然後，就是加熱的溫度。

    化學反應就是這樣，失之毫釐謬以千里，往往一丁點的不同，最終的反應結果，就是另外的一個程度了。

    這個時候，其他人是沒有辦法，因為對於乙烯，整個定海軍的研究，並不深入，偶爾趙信通過卡牌系統，製造出來的乙烯，也用於基礎性能的測試，他們沒有一個測量產出的方法，畢竟乙烯是氣體，還是他們不熟悉的氣體。

    趙信可以，卡牌系統的出色的性能，可以讓他一個人在實驗室之中，就把握到的眾多反應的效果，他把人都給趕出去，自己一個人在這裏，他一個人可以盯住最少40個實驗，直覺告訴他，他的思路是正確的，今天就可以出結果了。

    空蕩蕩的實驗室之中，一個個密封的玻璃瓶，在酒精燈的加熱之下，酒精跟濃硫酸的混合物開始逐步的加熱，看起來沒有太多的變化，可是在溫度計上面，卻是不同的溫度指示。

    加熱這種方法，是正確的，在加熱之下，無論是濃硫酸，還是酒精，他們的活性都顯著的增加，乙烯的產量開始增加，不過這個增加的速度並不快。

    趙信很清楚，他不能着急，化學反應就是這樣，在很多時候，並不是一個遞增的關係。

    沒錯化學反應就是這樣的，在多數時候，會相對比較平靜，一旦達到了某個數值，進入到某種反應的活躍區域，就會加快反應，趙信加熱的過程之中，就是找到這個活躍的區間。

    或許找不到，或許不是加熱，在沒有別的催化劑的前提下，趙信只能夠選擇這個最簡單的方法。

    不過很幸運的是，這個方法並沒有錯，因為伴隨着溫度上升到100度，效率大大的增加了的，乙烯產生的絕對速度，雖然還是比較的微小，可是相對於最初來說，已經增加了好幾倍。

    這代表着，方向的正確，趙信此時，不用做任何事情，只用等待的，果然，當溫度達到165度以上的時候，乙烯開始大規模的產生，並且短時間，增加到了一個的較高的程度，而當這個溫度達到170度，達到了峰值。

    趙信明白了，這個反應要求的溫度，就是170度，這是一個最完美溫度，他開始控制溫度，讓溫度在169到171之間，緩慢的變動，乙烯可以大量的產生了。

    實驗成功了，這是一個很簡單的實驗，實驗的原料和實驗的產品同樣都是有機物，主要藉助着濃硫酸天然的脫水作用，生成的同樣是有機物。

    這種合成，不能夠稱之為真正的合成，有機物的合成，是從無機物到有機物，而這個，只是一個正常的反應。

    不過，對於定海軍來說，意義巨大，酒精，那是一種飲料，也可以用做常用的原料，只不過趙信沒有他的運用方法，而製作乙烯，將會成為第一個。

    趙信在完成了這個實驗之後，把原料的比例和濃度，還有這個溫度指標都提交給了實驗室的人員，這是一個非常不錯的實驗，簡單並且生產量大，如果不追求大規模的生產，僅僅依靠着這個，就可以讓定海軍擁有最基礎的化工原料。

    接下來，就是更大範圍的實驗，定海軍用有這個實驗的原料，同樣的，有溫度控制的方法，放大的實驗，會讓整個原料的數量，從一個小小的燒杯，增加到一個30升左右的容器，然後加熱的東西，會變成爐子。

    這個實驗，不存在變色，或者其他不溶於水的反應物，他只是有最終的氣體的產生，不必追求透明，可以用不透明的容器，只要收集氣體就好了。

    這個氣體收集的過程，並不好過，趙信準備了一些氣體鋼瓶，定海軍出色的鋼鐵合金，讓一些高壓鋼瓶生產出來比較的容易，在常溫之下，當不停的給鋼瓶加壓，向裏面灌輸乙烯，卻沒辦法變成液體。

    趙信就明白了，乙烯的臨界壓力比較的高，高在，還有溫度這一項，在有了硝酸和硝石之後，冷藏成為了可能，在夏天也能夠大規模的製作冰雪，可以保持較低的溫度。

    乙烯的臨界溫度並不低，在降低到一定的溫度之後，它就液化了，可以保存在鋼瓶之中。

    這個簡單的實驗，整個實驗的過程很簡單，沒有什麼催化劑，也沒有什麼複雜的溫度壓強，只是一個加熱，把混合溶液，加熱到170度左右，就可以大量持續的產生乙烯，只不過要裝這些東西很複雜。

    加壓的方法，超過了鋼瓶的最大承受能力，再加上定海軍也沒有足夠的能力，給與足夠的壓力，那麼選擇低溫是唯一的選擇。

    在沒有科學的測量儀器，對於有機物之間的知識又是一知半解的前提下，氣體狀態的乙烯，很容易揮發，稍稍不慎，本來精準的實驗，就變的不可控。

    在完成了液化的實驗，並且裝出來100個鋼瓶的乙烯之後，趙信果斷停下了在這個實驗之中繼續的關注。

    趙信當然不可能奢望，連普通的蒸汽機都沒有定海軍，能夠的直接跨越無機物的時代，進入到有機物的時代，無論是鋁合金，還是有機物，都是一個必要的積累，能夠獲得收益，就獲得，不能，也無所謂。

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