中国古代炼丹术对金属性质的探索

中国古代炼丹术对金属性质的探索

摘要: 古代的炼丹术是化学科学的先驱，炼丹术就是企图将丹砂(硫化汞)之类药剂变成黄金，并炼制出长生不老之丹的方术。通过对《化学史》的学习，了解了一些我国古代炼丹术在我们认识金属性质、促进冶金业与合金学发展等方面上作出的重要贡献。

关键词:炼丹术金属冶金合金

中国古代化学取得了令人瞩目的成就，对物质及其变化的认识上，揭示了物质可分、运动、守衡的规律。实验上，炼丹家们掌握了一些金属的性质、合金的性质，对冶金学的发展都起到了积极的推动作用。对我国的古代化学做出巨大的贡献。

一、一些金属性质的初步认识

金属及其化合物是古代黄白术存在与发展的前提。因此，炼丹家们很早就对金属的性质有所了解。

1、对汞性质的认识

关于汞的性质，《周易参同契》中也有十分精彩的描述：“河上姹女，灵而最神，得火则飞，不见埃尘，鬼隐龙匿，莫知所存。将欲制之，黄芽为根。”这里“河上姹女”就是汞，黄芽则是硫磺的隐名(Hg+S═HgS)。

又如汞和氧的化学反应：2Hg+ O

2

═2HgO,对此，陶弘景就指出：水银“烧时飞着釜上飞，名汞粉，俗称为水银灰”。

此外，葛洪在《抱朴子内篇•金丹》中对汞的化合物HgS的性质也进行了描述。《金丹》有这样一句话：“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂”描述了硫化汞与汞相互转化的反应实质。

HgS+O

2Hg+SO

2

↑“丹砂烧之成水银”

2Hg+O

2

2HgO(红色)“积变又还成丹砂”

2、对铅性质的认识

葛洪的《抱朴子》中对铅的性质是这样描述的：“铅性白也，而赤之以为丹。丹性赤也，而白之而为铅。”这句话也可有用以下化学方程式表示：

2Pb+O

2

2PbO“铅性白也”

6PbO+O

2

2Pb 3O 4“赤之以为丹”

Pb

3O

4

+2C3Pb +2CO

2

↑“白之而为铅”

这虽然不是同一反应的可逆变化，但却说明元素铅及其氧化物之间的相互变化。

魏伯阳则注意到了铅和胡粉（碱性碳酸铅）间的相互变化：“胡粉投火中，色坏还为铅。”

2PbCO

3•Pb(OH)

2

3PbO+H

2

O+2CO

2

↑“胡粉投火中”

PbO+C Pb+CO↑“色坏还为铅”

此外，炼丹术对金属铜、金、银等性质都有了一定的了解。如魏伯阳，在他的炼丹著作《周易参同契》中对金的性质“金入于猛火，色不夺精光。自开辟以来，日月不亏明。金不失其重，日月行如常。”

二、金属的冶炼和铸造技术

1、铜、铁、铅的冶炼

早在夏代我国就进入了青铜器时代，到了商周时期，能够冶炼出数量众多、工艺精湛的青铜器，战国时期就能调配制成铜锡合金，创造了我国古代灿烂的青铜文化．对铜的冶炼：

Fe+CuSO

4═FeSO

4

+Cu

我国也是掌握冶炼铅技术最早的国家之一．铅的熔点低，冶炼方法简单，考古发现，西周时期的当时冶铅技术有了一定水平。

代表一个国家冶炼技术的标志应该主要表现为炼铁和炼钢．我国铁的冶炼应不迟于春秋中期，到了秦朝，冶铁工业是相当昌盛．西汉时期，炼铁高炉已经开始使用石灰石作为熔剂，同时发明了坩埚炼钢，一次可炼一吨左右．汉代刘胜墓发现一些钢制兵器，钢质已接近现代优质钢．西汉晚期发明了“炒钢”，即从生铁含量较高的炭被氧化而逐渐除去，最初产品就是钢；如果脱炭继续进行，最后得到的产品是熟铁．在钢铁的冶炼过程中，我国古代劳动人民在秦汉时期就懂得

了“淬火”和“退火”，《史记天官书》就有“火与水和为淬”的记载．

2、金、银等的冶炼技术

在《出金矿图录》中，狐刚子首次记录了冶炼金银的“吹灰法”。所谓“吹灰法”，即是指往熔融金属的表面吹入空气流，使铅等金属氧化。由于金、银不会被氧化，因而可去除铅渣层，得到纯度非常高的黄金和白银。“吹灰法”即便在今天仍然有所应用。

以上史实说明，中国古代炼丹家对冶金学的发展作出了重大的贡献。

三、合金学上的成就(以铜为例)

狐刚子指出：“铜得伏雄，异性合同”；“铜得伏雌，成真是非”；“铜得伏砒，柔弱自低”。所谓“五金相入与不相入”之道，当指五金彼此间能否相互结合形成合金的规律。如狐刚子说：“金得银而虚，银得铜而疏，铜得铁而缩，铁得锡而舒，铜得锡而殊，锡得铁而俱。”

同书还指出：“雄黄功能变铁，雌黄功能变锡，砒黄功能变铜，硫黄功能变银化汞。四黄功亦能变铁为铜，反铜为银，反银为金。如谷作米，是天地之中自然之道。”这里狐刚子明确提到“砒黄功能变铜”，四黄功亦能“反铜为银”，此“银”当为药银，显然是砷白铜，即含砷量在10％以上的铜砷合金。这表明我国古代炼丹家在东汉就已制得砷白铜。

2As2O3+3C6As+3CO2↑

As+3Cu Cu+3As（砷白铜）“反铜为银”

炼丹家们在冶炼合金和制造药物方面确实取得很大的成绩，他们曾经成批生产过黄色的合金和白色的合金。其中就有黄铜(锌铜合金)、白铜(镍铜合金)、白锡银(砷锡合金)等等，当然，还有各种各样的汞合金。这本是炼丹家的成果。

结束语：炼丹术是化学的原始形式。中国是炼丹术最早的发源地，中国炼丹术之渊源，可追溯到公元前3世纪。此后随着道教的产生，炼丹术获得了迅速的发展。我国古代炼丹术包括金丹术和黄白术。金丹术指的是“长生药”炼制之术，而黄白术则是指通过药物“点化”，用贱金属制取贵金属的方法。尽管愚昧迷信的服食“金丹”，追求“长生不老”之风毒害了很多人，但是炼丹术尤其是黄白术的

发展对人们认识金属、合金的性质，对冶金学的发展都起到了积极的推动作用。

参考文献:

(1)卿希泰《道教与中国传统文化》福州：福建人民出版社。

(2)《三十六水法》，《道藏》洞神部众术类，总第597 册。

(3)《化学史教程》，张家治主编，山西教育出版社。