趣话化学史沿用至今的反应器玻璃仪

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大学化学实验室

化学研究的是物质的变化,需要进行研究就必须有材料。今天的大学,化学实验室里摆放着各种各样的反应器材,三角瓶、烧杯、三颈瓶、试管等等。细心地朋友可以发现,玻璃仪器占据了大部分空间。而这些玻璃器皿,事实上历史极为久远。今天笔者就和大家谈一谈玻璃的历史。

历史悠久的玻璃

在久远的远古时代,大地上到处是荒野,森林密布,火山林立。火山活动时喷发的岩浆温度极高,融化了地面上的岩石。而这些岩石基本上都是以氧化硅以及铁、铝的硅酸碳酸盐组成,它们融在了一起,等到温度变冷,就形成了晶莹剔透的物质,这大概是人类发现的天然存在的玻璃。

滚热的岩浆融化的岩石

而人类真正发现并且生产玻璃,则传说是在多年前,相当于我国的西周时期,但当时的小亚细亚地区的人们已经掌握了航海技术。他们驾船游弋于地中海沿岸,把一个地方的特产搬运到另一个地方,以此赚取利润。

传说中的腓尼基商人

由于是商人,因此他们整天和各种货物打交道,而这些货物中,就有天然苏打这种矿石。

长期在海里的漂流生活使人疲惫,因此他们不得不在晚上的时候上岸歇息,生一堆火,烧一烧饭,顺便把衣服烤干。没有东西支撑锅灶,就拿几块货物当做支架,放在锅底下,点一堆火烧烤。等待天亮,当他们准备登船的时候,却惊奇地发现,被拿来垫锅底的苏打居然和海滩上的石英砂融合在了一起,形成硬硬的,晶莹剔透的物质。

沙滩上的石英砂与硅酸盐熔融后的玻璃含有各种杂质的玻璃球

后来,经过反复观察,人们发现,天然苏打和石英砂可以在高温下熔融,冷却的时候就变成晶莹的物质,于是他们有意识地利用石锅(也可能是青铜锅)把苏打和沙子放在一起加热,最终制得了人造的玻璃球。由于人类早先的制作过程非常粗糙,因此得到的玻璃球一定不是无色透明的,但那也非常受到人们的喜爱,于是争相购买,作为装饰品。

女娲补天熬制五色石

而就在腓尼基人发现玻璃差不多的时代,由于青铜器的不断使用,我国的劳动人民也发现了有些矿石在加热时可以形成晶莹剔透的物质,又因为各种金属盐和氧化物存在的原因,显出各种颜色。于是,人们把它们成为“五色石”,也就是后来的琉璃。

精美的琉璃制品

我国琉璃的生产始于唐朝,这些琉璃在工匠的细心打磨下成为了一件件精美的艺术品,受到社会上层人士的喜爱。

东晋时的文物玻璃碗出土的南朝刘宋墓中的玻璃碗

然而,早在东晋南北朝时期,就已经有了玻璃制品的记载。东晋炼丹术士葛洪在他的《抱朴子》中这样描述:“……外国作水精碗.实是合五种灰以作之,今交广多有得其法而铸作之者……”可见,将玻璃铸成器皿是从外国传至我国的,但到了唐朝时,由于社会经济的不断提高,手工业也比之前的魏晋南北朝时期要进步许多,因此出现了更加精致的玻璃饰品。

玻璃烧杯圆底烧瓶各种量筒滴定管长满菌落的玻璃培养皿显微镜下用的载玻片和盖玻片

玻璃在常温下性质非常稳定,它不怕强酸强碱,因此被制造成各种化学实验所用的仪器,有些还是比较精密的量具、培养微生物用的培养皿、显微镜下用的载玻片和盖玻片等。

日本人做的玻璃杯中孵化小鸡实验

应该说,玻璃的发现和玻璃制品的大量制作是化学技术以及以化学为基本研究手段的生物技术发展的最基本保证。正是由于这些性质稳定、透明可见的玻璃仪器,使得各种反应过程可以被人们发现,使科学研究变得清晰,更加便于分析。而这些科学实验仪器,正是几千年以来一直被人们使用着的器皿,在今天科技飞速发展的时代,依然发挥着它们重要的作用。




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