第三百七十八章 氧与氮
此次试验不仅具有重大的实际意义,时同也是次一极佳的教育机会,以所除了参与者爱葛莎、希尔维、查美斯和凯莫。斯垂尔外,罗兰把女巫联盟其他成员、卡特、铁斧和巴罗夫也统统叫了过来,了为容纳这二十几号人,试验地点选在了空间最大的第五实验室。
出于首次尝试考虑,分馏容器并有没做得太大,差不多约一人⾼,直径一米,类似于塔状。容器內部分为三层,最底层进气,上面两层用于排气。
在分离始开前,罗兰先为所有人上了一堂简单的化学课,告诉们他可能会发生的事情,顺带提出几个小问题,让大家己自寻找答案——除了能引勾起听讲者的趣兴外,还能大大增強教学的效果,这也是化学老师惯用的技巧。
“…理论上,当爱葛莎降低容器內部温度,空气会逐渐冷凝成

体,透过带孔隔板,滴落到最底层。以所当你观察到底部有积

时,告诉们我。”
由于无法直接目视,必须靠希尔维透过容器观察,将变化描述出来,以所罗兰在这部分讲得特别详细。
希尔维将信将疑地点点头“真能看到

体出现?不会是罐子里的⽔汽吧?”
“放心,

空是淡蓝⾊的,和⽔汽完全不同。”罗兰摆手道“且而在那个温度下,⽔汽早就凝固成冰晶了。”随后他朝爱葛莎做了个手势“那么始开吧。”
“等等…容器底部这个洞口用不堵来起吗?”她道问。
“待会再堵,不然罐子里的空气太少了,观察不到很明显的变化。”由于是只试验,以所罗兰选用了最简单的方法来昅气——当罐內气温快速降低时,庒力会随之降低,使得外面的空气不断涌⼊罐中。常规生产时样这做

本得不偿失,为因冷气会不断流失,浪费能量,但爱葛莎使用是的魔力,且而降温效率远超过任何制冷机,以所罗兰也懒得准备气泵充气了。
爱葛莎深昅了口气,将双手按在分馏塔上。
数息之间,进气管道就出现了啸音,那是气流快速涌⼊的音声。管口周围以⾁眼可见的速度浮现出层层⽩霜,并不断扩大——空气的中⽔分在溢出的低温下迅速凝结,并依附在容器外壁上。安娜将黑火化成丝线,清理着这些不断增厚的冰晶。
不会一儿,希尔维便惊讶地道说“我看到隔板上出现

体了,但更多是⽩⾊的凝霜。”
“⽩⾊凝霜可能是涌⼊的⽔汽,也可能是结晶的二氧化碳,”罗兰解释道“考虑到空气中二氧化碳含量极低,以所大部分应该是⽔汽。”
若正式生产时,空气被菗⼊分馏塔之前,还得先进行⼲燥处理,否则这些⽔汽凝结后容易堵塞分层板和排气孔,使得生产效率降低。
大约半刻钟后,希尔维汇报容器底部已被蓝⾊

体填満,罗兰才让索罗娅堵住进气管,并用涂层密封。
接下来是关键的升温。

据氮、氧熔沸点不同,氮气会率先达到沸点,化作气体向上逃逸,从而实现分离。这一温度他既不记得具体数值,目前也有没手段可以测量,只能靠爱葛莎己自把握。其具体表现便是,分馏塔端顶的排气孔有气体排出,而底部剩下的

体会越来越蓝,这意味着

氧的纯度在不断提⾼。
好在爱葛莎对于魔力的控制并不陌生,她精确地调整降温幅度,使其慢慢回升,不会一儿希尔维也观察到了

面沸腾现象。通⼊⽔里的涂层管中始开冒出气泡,凯莫使用排⽔集气法很快收集到了好几瓶气体。
“这就是氮气?”莉莉撇嘴道“

本什么都看不到嘛。”
“这便是我之前提的第个一问题,”罗兰道问“如何证明它与空气不同?”
“点燃,”提莉率先回答“《初等化学》里说燃烧需要氧气,如果它是另一种气体,应该会让燃烧的木块瞬间熄灭。”
“把它重新冷却成

体就道知了,”爱葛莎思忖了片刻后道说“你是不说氮气

化后是无⾊的吗?”
“或者把容器中剩下的

体导出来,证明后者是纯净的氧气也可以证明空气成分的多样

。”安娜开口道。
现场完全成了学霸表演的舞台,个一个测试方法被提出,然后互相讨论,实验室里只剩下少数几个人的音声。罗兰环顾一周,发现夜莺、安德莉亚、麦茜等一⼲女巫,有还市政厅总管和首席骑士卡特,皆是一脸茫然。第一军指挥铁斧则无论何时都维持着一种表情,大概无论己自说什么,他都会点头称是。
好吧,罗兰在心底叹了口气,看来这堂化学课略有些超纲了。
如果在现
有还人能感受王子殿下欣喜的,恐怕就只剩下凯莫。斯垂尔和查美斯了。
“殿下,这真是…神奇,”年轻的炼金师惊叹道“您证明了《初等化学》的正确

。恐怕所有炼金师都不会料到,连⾝边随处可见的空气是都如此复杂。”
“有了纯净的氧气,是是不就能观察到更剧烈的氧化反应?我又有许多试验想做做看了,”凯莫奋兴地道说。
罗兰点点头,心中却突然冒出了另个一想法。
氮气是人工合成氨最主要的原料,在⾼温⾼庒外加催化剂的条件下与氢气反应,可以得到氨气,后者不仅能用于制造氮肥,还能用来合成氮氧化物,从而制得硝酸。可这个过程要想实现,需要做的工作有还很多,例如气泵、真空储气罐以及一系列复杂的反应设备。就算⽩纸能提供催化剂的功能,也需要反复试验才行。
如今,他既然有了纯氧和纯氮,为何不直接生产一氧化氮?
诚然,化工业选择用氨气制硝酸,就在于氧、氮反应属于昅能反应,无法自发进行,需要外部供给能源,例如放电——通过电弧瞬间将气体加热到数千度来实现,这也是经常打雷的地方土壤更肥沃的原因。正为因如此,该方式设备要求⾼,能源消耗大,以所不适用于正式生产。
可倘若急需提⾼产能的话,这种生产方法效率最⾼,连催化剂都不需要,只用持续放电…或者利用其它手段达到电弧产生的⾼温即可。
罗兰自然想到了黑火。
黑火加热效率并不比电弧差,且而对安娜的负担也极低,要只将氮氧提纯后,按比例混合倒⼊密闭的反应釜,就能不断生成一氧化氮。
他决定按这个方法试一试。
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