问题

十八世纪化学实验用具有哪些?

回答
十八世纪的化学实验,是在炼金术向科学化学过渡的关键时期。那时候的化学家们,不像现在这样拥有琳琅满目的标准化仪器,他们更多的是依靠双手和智慧,利用一些朴素却精巧的器具来进行探索。这些工具,承载着那个时代对物质本质的好奇和探求。

最基础的容器类:

玻璃瓶和烧杯 (Glass Bottles and Beakers): 这是最常见的容器,由吹制玻璃制成。有各种大小和形状,用来盛放液体、固体,或者进行一些简单的混合和加热。当时的玻璃制作技术虽然不如现代,但已经能够满足基本的实验需求。它们通常比较厚重,以承受一定的温度变化。
蒸馏瓶 (Retorts) 和曲颈瓶 (Alembics): 蒸馏是十八世纪重要的化学操作,用于分离和纯化物质。蒸馏瓶的形状很经典,有一个长长的弯曲颈部,可以连接到接收器,让蒸发的液体冷凝后流入。曲颈瓶则更加复杂,是蒸馏装置的一部分,通常有几个弯曲的颈部,可以进行连续的蒸馏。这些器具通常是玻璃吹制的,有时候也会用铜或陶瓷制作。
曲颈甑 (Alembics) 和回流冷凝器 (Condensers): 这类器具是蒸馏装置的核心。曲颈甑通常是玻璃或铜制的,设计精巧,能够有效地收集蒸发的物质。回流冷凝器则是一种更高级的设计,用于将蒸气冷却并使其再次液化,这在需要反复蒸馏以提高纯度时非常有用。
坩埚 (Crucibles): 这是耐高温的容器,通常由陶瓷(如黏土、氧化铝)制成,用于在高温下熔炼金属、煅烧物质或进行其他需要极高温度的反应。坩埚的形状通常是锥形的,方便倾倒熔融的物质。
蒸发皿 (Evaporating Dishes): 这是一个开口较大的浅盘,通常由陶瓷或玻璃制成,用于加热液体,使其蒸发,留下固体的残渣。较大的表面积可以加速蒸发过程。
研钵和研杵 (Mortars and Pestles): 这是用来研磨固体物质的工具,通常由石头、陶瓷或金属制成。将固体研磨成细粉末,可以增加反应的表面积,从而加快反应速度。

用于加热和分离的工具:

酒精灯 (Spirit Lamps) 和火炉 (Furnaces): 加热是化学实验不可或缺的环节。酒精灯是最常见的加热工具,用酒精作为燃料,通过棉芯燃烧提供稳定的火焰。更强大的加热则依赖于火炉,通常由砖石砌成,里面可以燃烧木材或煤炭,产生更高的温度,足以熔炼金属或进行需要剧烈加热的反应。
三脚架 (Tripods) 和加热架 (Wire Gauze): 三脚架是用来支撑容器(如烧杯或蒸馏瓶)在加热工具(如酒精灯)上方进行加热的金属架。加热架,通常是金属丝网铺在陶瓷或金属环上,放在三脚架上,可以使热量均匀分布到容器底部,防止玻璃器皿因局部过热而破裂。
漏斗 (Funnels): 用于将液体或固体从一个容器转移到另一个容器,特别是转移到窄口的容器时。漏斗有玻璃、陶瓷和金属材质,形状多样,最常见的还是锥形漏斗。
过滤设备 (Filtration Apparatus): 过滤是分离不溶性固体与液体的重要方法。当时的过滤设备相对简单,通常是使用一块布、羊毛或纸(如果可用)作为滤材,放在漏斗里,然后将混合物倒在上面,液体透过滤材,而固体被截留。

测量和操作的工具:

天平 (Balances): 准确测量物质的质量是化学研究的基础。十八世纪的天平已经相当精巧,最常见的是臂式天平(或称等臂天平),由一个支点和两个等长的横梁组成,通过在两端放置不同质量的砝码来平衡待测物。精密的化学分析可能使用分析天平,其灵敏度和准确度更高。
量筒和量杯 (Graduated Cylinders and Measuring Cups): 虽然不如现代的精确,但十八世纪已经有一些带有刻度的玻璃容器,用于大致测量液体的体积。这些刻度可能不如现代的精确,但能提供基本的体积概念。
镊子 (Tweezers) 和钳子 (Tongs): 用来夹取和搬运固体、热的物体或者细小的样品。这些都是非常基础但必不可少的工具。
玻璃棒 (Glass Stirring Rods): 用来搅拌液体,促进溶解或反应,以及将固体转移到容器中。

其他一些重要的器具:

气袋 (Gas Bags) 和集气瓶 (Gas Jars): 随着气体化学的发展,收集和储存气体变得重要。气袋通常由动物膀胱或经过处理的皮革制成,可以充入气体。集气瓶则是玻璃制的,用于在水槽或水银槽上方收集气体。
水槽 (Water Troughs) 和水银槽 (Mercury Troughs): 这些是用于在水或水银下收集和储存气体的装置,以防止气体逸散到空气中。
温度计 (Thermometers): 虽然不是化学实验的专属,但温度计在十八世纪的化学实验中也开始扮演重要角色,用于测量反应温度或记录物质的熔沸点。早期的温度计多为汞温度计,刻度可能不如现代的统一。

这些工具,在那个没有先进化工生产的年代,往往是由技艺精湛的手工艺人,根据化学家的需求,一点一点制作出来的。它们朴实无华,却承载着先驱者们对未知世界的探索精神,每一件器具都充满了那个时代的智慧和汗水。和今天流水线生产的标准化、高精度仪器相比,十八世纪的化学实验用具更显出一种人与物之间的亲密联系,一种手工艺的温度。

网友意见

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太多了,可以去找一本书——拉瓦锡的《化学基础论》Traite Elementaire de Chimie。这本1789年左右出版的著作是那个年代化学实验的总结,曾被广泛用作教材。这本书后面的附录基本上足够回答题主的问题了。

其实上世纪初郑贞文先生翻译的几本日本中学化学教材里还有上面部分仪器。

至于这些仪器叫什么,怎么用,正文第三部分“化学仪器与操作说明”里有介绍。这本书的中译本一般都保留了这些图。

其中最有名的应该是那套光照加热装置和排汞集气法装置,初中化学讲空气组成的时候提过,如下:

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