古代關(guān)于汞的知識(shí)

2024年2月29日發(fā)(作者：兩個(gè)老外)

古代關(guān)于汞的知識(shí)

古代關(guān)于汞的知識(shí)

金屬汞和汞的化合物具有特殊和奇妙的化學(xué)性質(zhì)，曾經(jīng)對(duì)化學(xué)知識(shí)的萌芽產(chǎn)生過極大的影響。這種化學(xué)元素及其性質(zhì)對(duì)于古代的人曾有過很強(qiáng)的魅力，尤其是在煉金術(shù)方面，在他們那些建立在空想主義基礎(chǔ)上的“點(diǎn)石成金”的幻想中，汞曾經(jīng)扮演了一個(gè)非常重要的角色。在古代，汞及其化合物也曾被看作是帶有神秘色彩的治百病的良藥，甚至還被描繪成能夠煉制長生不老的仙丹。然而除了個(gè)別的例子（如我國商代曾經(jīng)利用汞的化合物治癩疾）以外，很少有記載能用這種良藥治好疾病的例證，相反，汞及其化合物含有劇毒性卻常有書記載，用汞來當(dāng)成藥治死人的傳說倒是時(shí)常有的。

我國是最早使用汞及汞的化合物的國家之一，除了商代用汞的化合物治癩疾以外，根據(jù)《史記·秦始皇本記》記載，在秦始皇墓中就灌入了大量的水銀，以為“百川江河”，可見當(dāng)時(shí)就已經(jīng)掌握水銀的提煉方法。我國著名的煉丹家葛洪進(jìn)行過有關(guān)硫化汞的試驗(yàn)，而辰砂（天然硫化汞礦物，也稱朱砂）也在很早的時(shí)候就被我國民間用做紅色顏料。埃及和希臘也是最早利用汞的國家之一，在發(fā)掘出來的公元前的埃及古墓中，曾發(fā)現(xiàn)有水銀的存在，它是由考古學(xué)家希拉曼發(fā)現(xiàn)的。在古希臘的文字中，也已經(jīng)有“液態(tài)的銀”這個(gè)說法。亞里士多德則稱汞為水銀。

從現(xiàn)存的拉丁文著作中，發(fā)現(xiàn)對(duì)金屬汞及其化合物研究和記載得最為詳細(xì)的古代科學(xué)家當(dāng)首推希臘的維特魯維夫斯和普里尼，他們?yōu)槲覀兲峁┝艘恍┳钤绲挠袃r(jià)值的資料，他們描述了如何從礦物中提取金屬汞的方法，這就是：“鉛丹（當(dāng)時(shí)的人常常把辰砂誤認(rèn)為鉛丹，因?yàn)槌缴癏gs 和鉛丹Pb3O4都是紅色的）是一種礦物質(zhì)，人們?cè)诓删蜻@種礦石時(shí)，貯存和聚集在礦石縫隙間的水銀便會(huì)一滴一滴地流下來。另外，由于開采出來的礦石都比較潮濕，需要先將它們投入到爐子中用火烘干，如果將從礦石中蒸發(fā)出來的蒸氣冷凝，這時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)有水銀的液滴，而且當(dāng)人們將烘干以后的礦石取走以后，便會(huì)在爐子

的底部發(fā)現(xiàn)殘剩的水銀小液滴。它們是如此的細(xì)小，甚至無法收集起來，但是卻可以將它們沖刷到一個(gè)水的容器中，這時(shí)，水銀就能聚集起來成為一體。”這說明了水銀的一個(gè)基本性質(zhì)即水銀比水要重很多。

維特魯維夫斯曾經(jīng)特別記錄了一些有趣的關(guān)于水銀密度的實(shí)驗(yàn)：“首先將水銀放在一個(gè)容器內(nèi)，然后把一塊重量為五十公斤的石頭放在水銀的上面，這時(shí)，石頭只是漂浮在水銀的液面上，而沒有沉到水銀液體的底部，這充分說明了水銀能夠承受五十公斤石塊的重量，而石塊既不會(huì)把液體壓縮，也不能將液體排開。如果將石塊從水銀中取出，再放進(jìn)很少量的黃金，這時(shí)黃金卻不會(huì)在水銀的液面上漂浮，而是下沉到容器的底部。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)充分地證明了，放進(jìn)盛有水銀的容器中的各種物體之后所發(fā)生的現(xiàn)象并不取決于物體的大小和重量，而是與物體的性質(zhì)有關(guān)。”

這個(gè)實(shí)驗(yàn)曾是物理學(xué)中的一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)，它使人們能夠深入地了解什么是“密度”的科學(xué)定義，這是有史以來，第一次記載的關(guān)于質(zhì)量與重量之間的區(qū)別。

維特魯維夫斯還是第一個(gè)描述汞能和金相互起化學(xué)反應(yīng)以及汞可以用來提取金子的科學(xué)家，他對(duì)于汞齊作了十分生動(dòng)有趣的描述，他寫道：“水銀可以有多種用途，沒有它，就無法在銀和黃銅的表面上鍍金。另一方面，當(dāng)金作為某些器皿的裝飾外表已經(jīng)變得陳舊和沒法使用時(shí)，可以把這層金箔剝下來，然后放在泥缽中熔煉，再將熔煉后所得到的渣子倒入盛有水和水銀的容器中，并將渣子搗碎研磨。這樣做了以后，便能使渣子中的金子全部與汞化合，便于把金子都收集起來。然后，把水倒掉，將水銀和金的化合物殘?jiān)b在一個(gè)布袋內(nèi)，用水?dāng)D壓使水和水銀都通過布的細(xì)孔流出來，布袋內(nèi)便會(huì)留下金渣。”

在公元前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)過金汞齊，在我國出土的戰(zhàn)國時(shí)代的鎏金器物即已說明當(dāng)時(shí)人們已經(jīng)學(xué)會(huì)汞齊的制作方法；而古希臘和古羅馬時(shí)代也已經(jīng)用汞齊加工裝飾性的包皮。在埃及，曾發(fā)現(xiàn)一本被稱為“萊頓紙草”的古書，書中描繪了一系列的秘方，都把汞作為一種成分，這一點(diǎn)有力證明了古代已經(jīng)制得過數(shù)量可觀的各種類型的汞齊，有的制作很簡單，有的卻很復(fù)雜，在這些秘方里，其中記載金汞齊的制作

方法是：“金子液體的制備方法：先將金葉和水銀放在臼（研缽）內(nèi)，然后把它們搗碎，這樣就制得了金液（即金汞齊）。”

在這些原始資料的秘方中并不曾記載過銀汞齊的制法，而且從后來的記載中也確知，古代人并沒有掌握銀汞齊1的制法。但是銅與汞能夠很好地化合卻是早已被古人所掌握，這種秘方是這樣的：“銅的覆蓋法——假若你想要使銅器具有銀子的顏色，則只要先將銅器經(jīng)過純化（表面純化）后，放入汞和白鉛溶液中，最后只有水銀單獨(dú)地完全地將銅器的表面覆蓋了起來。”

當(dāng)時(shí)，錫汞齊也是一種眾所周知的化合物，關(guān)于它的制備古書中曾這樣記載過：“使銅制的物件具有銀白色的外觀——用2drachmas（古希臘的一種重量單位）的錫棒，2drachmas 的汞和

2drachmasbo Chios 土，先將錫熔化后，倒入壓碎的土中，然后加入水銀，用鐵棒攪拌，最后就可將生成的錫汞齊裝飾在器具的表面上。”

在這本古書的許多秘方中，還記載著汞與兩種或兩種以上的金屬化合所生成的汞齊，它們可以用來裝飾各種物件，使之成為銀或琥珀金（金與銀的合金）的仿制品，從種類繁多制作汞齊的方法，可以肯定在古代已經(jīng)具有了制備汞齊的良好工藝。

普里尼關(guān)于汞和辰砂（硫化汞礦物）的描述也是很詳細(xì)的：“在銀的礦脈中人們發(fā)現(xiàn)有一種礦石，用它能夠產(chǎn)生出一種液體，這種液體被人們稱為水銀。水銀對(duì)于我們來說，是一種劇毒藥，它能夠穿透我們的脈管，并通過脈管對(duì)我們起著毒害作用。”

“除了金子以外，所有其他物質(zhì)都只漂浮在水銀的液面上，金子這種物質(zhì)能被水銀所吸引，因此水銀是用于精制金子的一種最好的物質(zhì)。當(dāng)我們將水銀和金子同放在一個(gè)陶罐中使勁搖動(dòng)，水銀便能夠?qū)⒒祀s在金子中的所有的雜質(zhì)都除去。

1 ①汞齊：即汞合金，齊為合金之意，如鈉汞齊，即鈉汞合金。當(dāng)水銀把金子中的這些多余的雜質(zhì)都清除掉以后，剩下的事情就是如何將水銀和金子分開。為此，人們把汞和金子的混合物傾倒在一個(gè)經(jīng)過很好地鞣制過的皮囊中，然后使水銀像一種分泌物那樣通過皮囊的細(xì)孔滲透出去，最后在皮囊里面便留下了純凈的金子。”很顯然，在

普里尼所處的時(shí)代，汞齊化作用已經(jīng)是一種人們非常熟悉的科學(xué)方法了。從普里尼的描述中，我們可以發(fā)現(xiàn)古代的人們已經(jīng)掌握了用過濾的方法作為分離物質(zhì)的一種手段，像普里尼所描述的把水銀放在皮革里面，施以很大的壓力，迫使水銀穿過皮革的細(xì)孔滲透出去。普里尼還介紹了從礦石中提取水銀的方法，一共有兩種：“一種是從劣質(zhì)的鉛丹（即辰砂）中提取水銀的方法，這方法便是將礦石和醋放在臼中，然后用黃銅做的杵搗碎并研磨，就會(huì)產(chǎn)生汞。”第二種方法是：“將礦石放在一個(gè)陶罐中，上面加蓋上一個(gè)杯形的蓋子，然后再在它的上面放一個(gè)鐵鍋，接著用陶土將這一套裝置完整地密封起來。準(zhǔn)備完畢以后，便在陶罐底下點(diǎn)火，為了能使火焰持久一些，還需要借助于風(fēng)箱。在操作過程中產(chǎn)生出來的蒸氣需要特別小心地清除掉（因?yàn)槠渲邪杏卸镜乃y蒸氣）。待反應(yīng)完畢以后，等陶罐冷卻再把蓋子打開，這時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)顏色像銀子一樣的，而且具有流動(dòng)性的物質(zhì)沾附在蓋子上，這些液體很容易聚集成小球而被收集起來。”

據(jù)記載，這種方法最早可能是由這可賴斯發(fā)明的，而他所采用的這種最原始的蒸餾方法恐怕也是有關(guān)蒸餾操作的最早記載。

在汞的化合物中，唯一為古代人所熟悉的汞鹽是辰砂（天然的硫化汞礦物）。在古代，辰砂曾廣泛地被用作顏料（涂料）使用，同時(shí)也是制取金屬汞的原料。辰砂以其鮮艷的顏色吸引著原始人類的注意力。維特魯維夫斯用了大量的篇幅介紹怎樣利用辰砂來達(dá)到裝飾（涂料）的目的，通常，人們把這種顏料與蠟混合在一起，用于室內(nèi)的墻壁裝飾。對(duì)于現(xiàn)今的化學(xué)家來說，有些歷史資料非常讓人感興趣，像其中記載的有關(guān)鑒別辰砂這種顏料是否摻假的方法（當(dāng)時(shí)有些人將辰砂和白堊混合起來作顏料，而白堊是一種白色的土，并不像辰砂那樣稀有和珍貴）：“為了識(shí)破這種假的騙局，人們便將這種礦物放在一塊灼熱的鐵片上，如果鐵片上的礦物由原來的紅色轉(zhuǎn)變成黑色，并且當(dāng)這種被加熱了的黑色物質(zhì)冷卻以后，它又重新恢復(fù)到原來的顏色（紅色），那么我們就能夠確信辰砂內(nèi)沒有摻假（即摻入白堊）。”

維特魯維夫斯解釋了這種變化：“因?yàn)閷⒓兊某缴凹訜岬貌皇呛軈柡Φ脑挘蜁?huì)轉(zhuǎn)變成黑色的物質(zhì)，然而當(dāng)它冷卻以后，它又會(huì)恢

復(fù)原來的顏色即由黑色轉(zhuǎn)變成紅色，尤其是將它磨成粉末以后，紅色便更為明顯。”

而摻了假的顏料在加熱后發(fā)生的變化便是這樣的：“在辰砂中如果摻進(jìn)了白堊，加熱以后同樣也會(huì)變成黑色，然而在冷卻后，雖然顏料大部分能恢復(fù)原來的紅色，但其中的白堊卻留下了永遠(yuǎn)不會(huì)變化的黑色的痕跡。”

用現(xiàn)代的化學(xué)知識(shí)來說明其中發(fā)生的反應(yīng)，乃是因?yàn)閾皆诔缴袄锩娴陌讏祝ㄑ趸}）受熱后與硫化汞發(fā)生反應(yīng)，于是生成了氧化汞，它再受熱后又分解產(chǎn)生單質(zhì)的汞，而在這種條件下生成的單質(zhì)汞卻是黑色的顆粒，而并不像一般的水銀那樣是銀白色的液體。雖然，古代的化學(xué)知識(shí)很缺乏，人們無法剖析其中的化學(xué)原理，但是從現(xiàn)代化學(xué)的角度看來，他們判斷辰砂顏料是否摻假的方法是完全合乎科學(xué)的，并且是十分有效的，從這點(diǎn)也可以看到古代人們的智慧非常了不起。

普里尼對(duì)于辰砂礦的來源進(jìn)行了研究，并有過不少記載：“人們?cè)阢y礦中可以發(fā)現(xiàn)辰砂礦，它是一種當(dāng)時(shí)在人們心目中評(píng)價(jià)很高的顏料。早期，羅馬人就曾經(jīng)使用辰砂作為寺廟等建筑物的涂料，大多用于滿足宗教上的需要。在埃塞俄比亞這個(gè)古國里，辰砂礦曾受到了更高的崇拜，因此人們養(yǎng)成了一種習(xí)慣，即用辰砂來為人體染色。”

“按照美洲土著的說法，辰砂是卡爾馬尼亞的礦產(chǎn)，另一個(gè)產(chǎn)地是埃塞俄比亞，這兩個(gè)地區(qū)出產(chǎn)的辰砂曾經(jīng)輸出到羅馬和西班牙。”普里尼詳細(xì)地描述了汞的毒性，并介紹說古代人早已認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)：“辰砂礦是有毒的，這個(gè)事實(shí)早已被人們普遍接受，我認(rèn)為介紹汞的化合物用作藥物的所有秘方都具有非常大的危險(xiǎn)性。”

普里尼還詳盡的敘述了，在生產(chǎn)辰砂顏料的工場里，工人們是怎樣防止塵土的毒性的：“在制備辰砂顏料的工場里，雇工們?yōu)榱吮Ｗo(hù)自己的臉部，使用寬大的膀胱做成皮囊，以作為防護(hù)面罩，它要求透明得足以能夠看到周圍的東西便可以了。”當(dāng)時(shí)工人們就是利用這種既簡單卻是很有效的方法，使工人避免吸入這種非常有害的塵土。而普里尼所描繪的面罩可能是一種最古老的防毒面具，是近代的防塵防毒氣工具的先驅(qū)。

今天，人類已經(jīng)進(jìn)入到20 世紀(jì)科學(xué)的時(shí)代，化學(xué)這門科學(xué)已經(jīng)相當(dāng)發(fā)達(dá)了，然而當(dāng)我們回顧古代關(guān)于汞的知識(shí)時(shí)，便能夠發(fā)現(xiàn)，古代人們所積累的化學(xué)知識(shí)，仍然是我們今天的知識(shí)寶庫里的不可缺少的部分，現(xiàn)代化學(xué)是建立在古代化學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上的，是總結(jié)前人的寶貴經(jīng)驗(yàn)，吸起前人血的教訓(xùn)，才建立起來的一個(gè)日趨完善的學(xué)科。