世界近代后期科技史- 第19部分

　　　　　勒布兰法的副产品是氯化氢和硫化钙，在当时都是难以应用的废气和废　

料，既损害工人健康又污染了环境。1836年，戈塞基（1799—1877年，英国）　

创造洗涤塔用来外处理氯化氢废气，同时生产出盐酸，但是当时盐酸的用途　

小，污染问题仍未解决。后来，造纸工业发展很快，需要大量氯气作漂白剂，　


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于是在1866年，由威尔登等人的努力，将盐酸和空气混合，通过催化剂生成　

氯气。与此同时，腾南特发明了用氯气和石灰制造漂白粉的方法。这样，氯　

化氢的污染问题才得以解决。　

　　　　　硫化钙的污染也是同样严重，堆积如山的废物经日晒雨淋，向四周散发　

臭气，使周围居民难以忍受。1862年，门德（英国）研究出用空气氧化，使　

硫析出的处理办法。钱斯·克劳斯提出碳化法，即将硫化钙送入碳化塔中，　

用二氧化碳处理，生成碳酸钙和硫化氢，再将硫化氢在窑中燃烧，经催化作　

用生成硫黄回收。通过上述办法，不仅减轻了污染而且大大增加了勒布兰法　

的产品品种，形成了综合性化工企业，这在化工发展史上具有重大意义。　

　　　　　在勒布兰法的发展过程中，还不断发展出一些新的化工设备。如洗涤塔、　

旋转煅烧炉、机械烤炉，带有转动括刀的特兰锅、善克氏浸溶装置等。这些　

设备的结构和原理，为后来的化工设备提供了重要的参考。可以说近代无机　

化学工业是由勒布兰法开拓的，它无论在原理、化工流程、生产设备、综合　

开发等方面都为现代大型化学工业奠定了基础。然而勒布兰本人始终没有领　

到法国科学院的奖金，不得不在救济院中渡过残生。　

　　　　　勒布兰法由于主要利用固相反应，造成了生产不连续，产品纯度低、设　

备腐蚀严重等缺点。　

　　　　　1811年，法国光学家菲涅耳最先提出用碳酸氢铵和食盐制碱的思想。　

1832年伏格尔，1837年汤姆　（英国）作了试生产试验，1838年达亚尔和海　

明指出了氨碱法的主要化学反应方程式，他们还在伦敦附近设厂试生产。但　

是由于工艺、设备等方面欠成熟，这种制碱法到50代末也未能推广。　

　　　　　1861年，苏尔维　（1838—1922年，比利时）用海盐吸取氨和二氧化碳，　

制得碳酸氢钠。他立即申请到专利，2年后，集巨资组建苏尔维制碱公司。　

1865年，他筹建的第一座制碱厂投入生产，又经过2年的努力，终于使设备　

和工艺逐步完善。他的产品质地纯净，故称纯碱。　

　　　　　氨碱法生产的主要原料是盐和石灰石。将石灰石煅烧，生成氧化钙和二　

氧化碳；二氧化碳和氨气经盐水吸收得到碳酸氢钠；碳酸氢钠煅烧后制成纯　

碱。全部流程以气相和液相为主，更适于大规模生产。此后，欧美各国纷纷　

建造苏尔维法制碱厂，而勒布兰法则日渐衰落。　

　　　　　烧碱又叫苛性钠，它是用石灰处理纯碱溶液制得的，所以当用勒布兰法　

大量生产纯碱后，烧碱也随之发展起来。苏尔维法推广后，用苛化法制烧碱　

变得更便利，这是因为纯碱和氢氧化钙都是苏尔维法制碱厂的产品。因此，　

苏尔维法制碱厂都附有烧碱车间。　

　　　　　1890年，斯特劳夫（德国）用电解法制烧碱成功，各国烧碱工业自此转　

向电解法。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　3。近代有机化工——染料的合成　



　　　　　炼焦工业和煤气工业产生的煤焦油在　19世纪初还被人们视为废物。50　

年代后，由于从煤焦油中提炼出苯、萘、蒽、甲苯、二甲苯等化合物，从此　

开展了煤焦油的综合利用和开发研究，使有机合成工业得到迅速发展。　

　　　　　1834年，米希尔里希制得硝基苯。1842年，齐宁　（1812—1880年，俄　

国）发现硝基苯和醇溶液可以用硫化氢还原，生成苯胺，这是一种适合做染　

料的物质。后来人们又找到了适合工业用的还原剂，铁屑和盐酸。与此同时，　


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人们在实验室里用从煤焦油中提炼出的芳香族化合物为原料，人工合成了硝　

基苯和苯胺。　

　　　　　1856年，化学家柏琴（1838—1907年，英国）用重铬酸钾处理苯盐，目　

的在合成奎宁，却意外地得到一种紫色颜料，定名为苯氨紫。这是第一种人　

工合成的染料，适于染毛和丝。第二年，第一座以煤焦油为原料的合成染料　

厂建成投产，不久苯氨紫便风行世界。　

　　　　　1858年，霍夫曼（1818—1892年，德国）用四氯化碳处理粗苯胺，得到　

一种红色染料，定名为碱性品红。这种染料也可以直接染毛和丝，同鞣酸合　

用可以媒染棉织品。两年后，他用苯氨与碱性品红的盐酸盐共热，又得到一　

种叫苯氨盐的蓝色染料。此后的10年里人们又陆续合成了一批苯胺紫的衍生　

物，例如碱性蓝、醛绿、碘等，藏红等，其中的一些是酸性染料。60年代因　

此被叫做“苯氨紫十年”。　

　　　　　茜素原是从植物茜草中提取出的绛红色染料。1868年，格雷贝（1841—　

1927年，德国）和里伯曼　（1844—1914年，德国）用茜素和锌粉一起蒸馏，　

得到蒽。他们据此推断茜素是二羟基蒽醌，并认为有可能人工合成茜素。他　

们第一步从煤焦油中提取蒽，又将蒽气化成蒽醌，再将蒽醌溴化并水解，最　

终得到茜素。次年，他们用强碱与蒽醌溴共熔，得到与天然茜素完全相同的　

产物。由于这一工艺要消耗大量的溴，不适合工业生产。后来，经过改进，　

让蒽醌与浓硫酸在高温下共热，生成的产物再与强碱熔融，也制得茜素。这　

后一种工艺很适合工业生产，立即为工厂接受。1871年，合成茜终于投入批　

量生产，取代了天然茜素。　

　　　　　1878年，另一种天然染料靛蓝的人工合成，由拜耳（1835—1917年，德　

国）研究成功。拜耳早在1865年就曾设想用还原的办法使靛红转化为靛蓝，　

这设想直到13年后才获得成功，同时他还研究出合成靛红的方法。然而拜耳　

的合成工艺不适合工业生产，但他却悟出了蓝淀的顺式结构。蓝淀的工业生　

产直到19世纪末才实现。　

　　　　　除去上述染料外，偶氮染料的合成也取得了进展。19世纪的后半期，各　

类染料品种日增，使染料的色谱趋于完善。1873年，第一个硫代染料也出现　

了。　



　　　　　　　　　　　　　4。近代有机化工——药品、香料和炸药的合成　



　　　　　19世纪中叶，化学家们对药物的化学结构有了较深入的认识，从而开始　

了药物的人工合成研究。　

　　　　　1859年，柯尔柏（1818—1884年，德国）首先合成了水杨酸。水杨酸是　

一种用于防腐、消毒的药物，临床用于治疗风湿、感冒等症。柯尔柏将苯酚　

的苛性钠水溶液制成干燥的粉末，然后通入二氧化碳并加热，所得熔块经水　

解、酸化后就得到了水杨酸。后来，人们用水杨酸和甲醇在硫酸作用下合成　

了水杨酸甲脂。继后又合成了水杨酸苯脂。水杨酸甲脂是一种很好的外用药，　

它原是从冬青树等植物中提炼出来的，故又叫冬青油。水杨酸苯脂的药性比　

水杨酸更持久平和。　

　　　　　在80年代又合成了“安替比林”和“非那昔丁”，这两种都是退热药。　

　　　　　香料的人工合成也取得了进展。1868年，柏琴用水杨醛、醋酸酐和醋酸　

共热，得到香豆素。香豆素过去一直是从柑桔皮中提取出来的香料，有着很　


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好的经济价值。1876年瑞迈尔（1856—1921年，德国）和蒂曼（1848—1899，　

德国）发现苯酚、苛性钠溶液和氯仿反应，可以制成水杨醛，至此才解决了　

香豆素合成的原料问题，为工业化生产扫清了障碍。　

　　　　　19世纪以来，由于炸药开始用于采矿和工程，因而大大推动了炸药的研　

究和生产。　

　　　　　1846年，桑拜恩（1798—1868年，瑞士）用硝酸和硫酸的混合液浸棉花，　

制成有强烈爆炸力的硝化纤维，又叫火棉。同年，索布雷罗（1812—1888年，　

意大利）把甘油缓缓注入浓硝酸和浓硫酸的混合液中，得到一种无色油状液　

体，这种液体只要稍受震动便立即爆炸，这种液体就是硝化甘油，它无论贮　

存、运输都很不安全，一时无法应用。　

　　　　　1867年，诺贝尔（1832—1896年，瑞典）发现用硅藻土可以吸收硝化甘　

油，所得物质仍能爆炸，但安全稳定得多，在一般条件下就可以运输和存储，　

这样他就发明了一种有实用价值的炸药。诺贝尔又经过一系列实验和研究，　

得到一系列以硝化甘油为主要成份，能安全使用的炸药。1875年，诺贝尔作　

出了重大改进，他把硝化甘油与火棉混合，得到一种爆炸力更强，然而更安　

全的胶状物。他的第一种配方叫炸胶，是用92—93％的硝化甘油与7—8％的　

火棉制成，可以用于深井、水下和坚硬岩石爆破。他又适当减小硝化甘油的　

比例得到一种双基无烟药，适合做子弹与炮弹的发射药。　

　　　　　诺贝尔是一位出色的发明家和企业家，他一生共有355项专利发明，他　

逝世前留下遗嘱，设立诺贝尔奖，以奖励对科学、文化及和平事业有重大贡　

献的人。　

　　　　　还在　1839年，罗朗利用苯酚合成了苦味酸。苦味酸能使蛋白质染成黄　

色，因此在1849年有人用它做丝绸的染料。1871年起一度用它来做炸药，　

但是它有强酸性，与重金属生成苦味酸盐，这种物质对震动与摩擦十分敏感，　

常有炸膛事故发生。80年代后，人们制成三硝基甲苯，即T。N。T炸药后，便　

淘汰了苦味酸炸药。　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　十、电气化时代的开创　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1。电机的发明与发展　



　　　　　19世纪以来，电学取得了突破性的发展。1820年，奥斯特发现了电与磁　

现象的关系，不久安培就发现通电导线在磁场中受力的规律。由此导出了著　

名的安培力公式；同年，安培和盖吕萨克发明了电磁铁。他们的研究为电动　

机的发明奠定了基础。　

　　　　　磁针在通电导线附近受力旋转的现象，曾启发法拉弟发明了第一台可以　

连续转动的电机模型。其它科学家受此启发也先后研制出不同形式的电动　

机，但这些电机多是某种模型，功率很小，没有实用价值。　

　　　　　1834年，俄国科学院院士雅科比（1801—1874年，俄国）利用U形电磁　

铁制成了第一台回转运动的直流电机。电机的转子是一个带有6个臂的轮，　

轮臂上共装　12个棒状磁铁，棒状磁铁与电磁铁的排斥与吸引推动着轮子转　

动。这一年底，他在巴黎科学院宣读论文，4年后他把电动机装在一条船上，　

并在涅瓦河上试航成功。这台电机使用300个丹尼尔电池，航速却只有每小　

时2。2公里。　

　　　　　在1834年，伦敦的仪器制造商克拉克和美国的铁匠戴文泡特也制成了直　

流电动机。后者研制的转子是用电磁铁当作轮子的辐条，轮子夹在二个静止　

的磁铁之间。次年，他把这种电机安装在一辆电车模型上，电车沿圆形轨道　

行驶。这台电动机也是以电池为动力，并没有实用价值。　

　　　　　1860年，比萨大学教授巴奇诺基发明了一种接近实用的电动机，它包括　

环形电枢，整流子和合理的励磁方式，基本上具备了现代电动机的结构形式。　

由于当时没有较大功率的发电机供电，这种电机没有立即得到推广。10年　

后，格拉姆（1826—1901年，比利时）将巴奇诺基的环形电枢用在1台发电　

机上。次年在一次展览会上，一位工作人员误将另一台发电机与格拉姆的发　

电机接在一起，当发电机运转时竟带动格拉姆的电机转了起来，他由此知道　

直流发电机可以当作电动机用。由于新闻的宣传作用，人们对格拉姆的发电　

机另眼相看，工厂决定投入生产。　

　　　　　发电机的研制与电动机的研制几乎是同步发展的。1831年，法拉弟根据　

他发现的电磁感应现象提出了机械能转化为电能的原理。几个月后他又制成　

了第一台发电机的模型装置。这一切为发电机的研制奠定了基础。　

　　　　　1832年，皮克西　（法国）兄弟研制出世界上第一台永磁式交流发电机。