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这段时间刘牢之加紧了铁器作坊的技术升级,主要是采用水力来解放人的双手。水力锻锤、水力车床等陆续安装调试完毕,节省了大量的人力。芜湖河流众多,但是流速并不算快,为了适应这个情况,刘牢之设计出了了分流河水,利用旋转流出的河水驱动多级涡轮的动力方式带动机械。现在已经完成了水力木头钻床和水力木头圆锯平台,大大提高了木器工坊加工木材的效率。
这日上午他巡视完了工坊,刚从京口回来的刘柱便找来跟刘牢之汇报京口的差事。
“牛和农具都分发下去了?”
今年二月初,高衡送来了三百多头牛,刘牢之便拨给京口五十头,还顺带着送了一批曲辕犁和耙等农具,以便让每户佃客都能够用得上牛种地。
刘柱回道:“回郎君,已经分完了。都是按户分的,每户一头牛,还剩下了十几头,刘嵩总管安排着人,建了牛圈养起来了。谁家的牛病了什么的,可以借来用。”
刘牢之点了点头,拿过刘衡的来信。信上说他在晋陵郡已经采买了七十多名奴仆,还要到吴郡和吴兴郡去看看,其他的事情也都在筹办当中,并详细地写了已经了解清楚的情报,看得刘牢之暗自点头。刘衡虽然有故意表现之嫌,但是事情也确实办得不错。
刘家这些日子接收的奴隶不少,除了高家从北方送来的,还有毛家从建康送来的五十五户奴隶,三百多名,刘牢之一时之间也不好安排。他心里一边盘算着,一边对刘柱安排道:“家中的奴仆,不可以随意虐待。满十六岁的这些男人里,选三百名送到刘平那里,组建成军,作为家里的护卫力量!剩下的看看那里缺人,再酌情安排进各处。再从这些女奴里面挑一些摸样周正,性情温顺的,培训起来,将来茶楼、酒楼等地方都可以用得上。没选上的成年女人里,再挑选些手巧的安排着学习养蚕织布,其余人就安排进各处场务做工,你看着分配。年龄不够的,不管男女,全部安排进学堂里上学!”
刘柱躬身称是,心里松了一大口气。这么多人聚在一起,没什么事情可做,容易惹出事端,这些日子他一直担着心呢!如今好歹刘牢之给出了安排,他连忙告辞出来。
实验室用的酒精灯、蒸馏器、精馏塔、冷却器等装置玻璃工坊已经能够做出来了,刘牢之在别院的后面修建了专门的实验室,处理完了这些俗务,他便带着几个侍从往实验室走去。这些日子以来,刘牢之拼命的囤积化学原料,现在终于要派上用场了。
走进实验室,十个十四、五岁的少年齐齐向刘牢之行礼。这些人都是刚从奴隶中挑选出来的,刘牢之准备把他们培养成化工方面的专业匠师。前面几天,都是教着他们辩识家里的药材,并教会他们书写药材的名字。刘牢之一边忙着教这些人,一边还要忙着设计反应釜、反应器、搅拌器、脚蹬离心机等等大型的设备,以便批量生产化学品。
今天他便是要教这些人提纯实验室里的各种化学品。
“什么是提纯?我们现在看到的这些药材,大都是从生药铺买回来的,它里面除了最有用的那个东西,还有很多我们不想要的东西,我们可以称之为杂质。这时候我们就需要去除杂质,从而进行提纯。”
“提纯的方法有很多:过滤、重结晶、升华等等,讲得太多你们也记不住,今天,先给你们讲一讲粗盐的提纯。”
刘牢之拿过来一份粗盐,对少年们讲:“这是我们平日里吃的盐!”说着,又从下面的柜子里拿出来他前两天精制的食盐,说道:“这个是我前两天精制出来的盐,你们且看一看,有什么不同!”
当头一个少年说道:“平日里吃的盐,粒大小不一,颜色发灰;精制的盐颜色洁白,粒度均匀,颗粒小……”说着看着刘牢之,等着他点评。
刘牢之笑着拿起一粒粗盐:“你且舔一口这个,尝一尝是什么味道。”
那少年拿过来,舔了一下,皱起了眉头:“咸的!”
刘牢之又让他蘸了一下面前的细盐,再尝尝。那少年依言而行,尝完了又说道:“这个也是咸的!”
刘牢之问道:“这两个有什么不一样?”
那少年低下了头,嗫喏道:“没……没尝出来什么不一样。”
刘牢之笑道:“没关系。你去喝一口水,再拿起粗盐来仔细尝尝。”
那少年不要意思地去喝了一大口水,回来拿起一大粒粗盐来,填到了嘴里,等了一小会儿,不再确定的说道:“有点碜,有点……苦……”
刘牢之笑道:“这次对了。这个粗盐中含有杂质,那些苦味就是这个杂质的。你说的有些碜,是因为煮盐的时候,里面有泥沙。你以后就叫盐吧,留忠盐。”
那少年留忠盐赶紧跪下,说道:“谢郎君赐名!”旁观的众少年都是一阵羡慕。
刘牢之准备把这些少年人的姓全部改为“留”,并以“忠”字为辈分,以示区分。
刘牢之笑道:“快起来吧。我们现在讲一讲,怎么去除粗盐里的这些杂质。”
他提高了声音,问道:“如果一堆铁粒和一堆铜粒混在一起,有谁知道怎么把他们分开?”
旁边一个小子立马道:“我知道。用磁石把铁粒吸出来就行了!”
刘牢之笑道:“对。因为磁石不吸铜,所以可以用磁石把他们分开。我们去除杂质,也是要借助外物,道理是一样的。去除盐中的泥沙,我们就需要用到水,因为盐可以溶解在水中,泥沙不能。”
说着,便让众少年各自量取五平勺的盐,溶解在烧杯里,不断地搅拌着。等众人停下,便发现整个水是浑浊的,泛着淡淡的黄色。静止了一会儿,在杯子底下沉出了一层细泥。
刘牢之又道:“现在如果把这杯水过滤出来,泥沙便就除掉了,但是苦味依然存在,怎么办呢?”说着拿出一个烧杯,从旁边的大瓶子里到了一些石灰水。
“这是石灰水,乃是把生石灰浸泡在水里,取的上层清液。”说着往粗盐水里面加了一些石灰水,只见里面又开始浑浊了,就这样停停加加,一直到盐水不再浑浊。粗盐发苦,是因为里面含有镁离子,用石灰水会让镁离子以氢氧化镁的形式沉淀出来。
为了展现效果,刘牢之开始把粗盐水过滤,并给他们讲解过滤需要注意的事情。
看着烧杯里面清清的盐水,刘牢之笑道:“这盐水虽然看着干净,其实还是有杂质的,主要是我们刚加进去的石灰水。现在我们来去除这些石灰水。”说着又指着旁边一个瓶子,笑道:“这是苏打水,加进去可以除掉石灰水!”
去除了粗盐中的镁离子(氯化镁),还要除掉原先粗盐中的和新引入的钙离子(氯化钙),加入苏打水可以生成碳酸钙沉淀,过滤之后便得到了较纯净的盐水。本来还需要调整ph值的,因为要求不高便免了。
苏打(纯碱碳酸钠)在西北的盐湖里有天然形成的,刘牢之为了烧制玻璃曾经精制过很多,这些苏打便是从工坊中挪过来的。
“现在我们得到了干净的盐水,怎么再得到盐呢?简单,把水煮干了它!”说罢,刘牢之便移过来酒精灯,把盐水倒入坩埚,开始加热。
看着那一粒粒的洁白的细盐,众少年敬佩不已,直觉的神奇。
刘牢之笑道:“你们也都试试吧!”
众少年雀跃不已,都各自找好物料,在自己的实验台上开始做起了实验。粗盐精制操作起来并不难,刘牢之讲的又详细,大家听过这一遍基本就记住了。
等众人精制好了食盐,刘牢之从内室拿出来一盒淡红色的粉,问众人:“你们知道这是什么东西吗?”
众人摇头。
刘牢之笑道:“你们不要小看它,这个红色的粉末是砒霜(三氧化二砷),乃是剧毒之物,有个好听的名字,叫做‘鹤顶红’。他虽然可以治病,但是也可以用来杀人,所以我们要把它放在里屋里,以防我们自己误食了。其实纯的砒霜并不是红色的,而是无色的,或者说是白色的。现在它的这个红色,就是杂质的颜色!”砒霜发红是因为里面含有杂质硫化砷。
说罢,又指着旁边的一个玻璃瓶子道:“这个是盐酸,乃是使用精盐和矾油蒸馏之后,凝于水中得到的。我们先把这个砒霜溶于盐酸之中,然后加热这个砒霜水,便可得到纯的砒霜。”说着,又开始带着众人实验。
砒霜可以溶解在盐酸里,加热之后硫化砷与盐酸反应生成硫化氢,会逸出水来,剩下的氯化砷水解就会得到氢氧化砷,滤出来脱水就可得到纯净的砒霜。
一个上午,刘牢之便带着众少年对各种药品进行提纯。要知道这个时候的化学品都是从矿里直接开采出来的,很多都伴生着其他的杂质,如果不提纯,很多时候就做不出来你想要的东西来。