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在化学反应之中,纯度是一个非常重要的单位,实际上,很多领域,纯度都是一个重要因素,比如说,后世蘑菇弹,纯度每上升1,耗费的电力就是天文数字,30%左右的,最多能够作为燃料,填充到发电厂之中,可是一旦超过了90%,甚至是95%,就会变成武器级,变成可怕的武器。
这也就是蘑菇弹的理论,早在20世纪初,就由爱因斯坦提出了,可是到了二战后期才做出来,一方面是临界点和纯度的关系,另外一方面,也是电能的关系,美国几乎集中了整个国家的相当比例的电能,这才在战争即将结束的时候做出来3个,这种武器,已经不能用价格来计算了,最起码,当年美国的3个,每一个,都比同样重量的黄金更加的昂贵。
到了21世纪,伴随着电力的大规模发展,电力已经不是困扰的主要问题,可是计算,还有各种提炼的过程,依然是困难,白手起家,那几乎是很难的,甚至的要全民动员,集中整个国家绝大部分的人力物力才可以。
这只是理论上的可能性,实际上,21世纪实际环境中,五大流氓签订了何不扩散条约之后,几乎禁绝了这个过程,自然界铀矿,含量相当的低,通过自然的提纯过程,能够成产出30%含量的能量级,已经不错了,就需要通过反应堆,不停的反应对撞,在庞大的电力和计算能力之下,最终生产出武器级别原料,然后才能够装备。
在卫星几乎遍布在整个世界的时候,后进的国家,想要加入到这个领域,非常困难,有时候,刚刚兴建的反应堆,就会被发现。
根据核不扩散条约,然后就是一系列的制裁,甚至是战争,以生产蘑菇弹为代价战争,这个理论是足够的。
丁海军现在,距离蘑菇弹,还有一个巨大的距离,甚至除了蘑菇弹的材料,其他的次啊聊的提纯,也是相当困难的。
连后世,对于材料的提纯,都非常的困难,有些含量的原料,要提纯到某种程度,几乎是不可能完成的任务,有时候,小数点之后一位,就是一个极为难以完成的任务,更别说小数点之后的两三位。
从纯度的意义上面说,目前正在进行的化学实验,90%以上都是无意义,是无用功,如果按照这个发展下去,很容易就会造成巨大影响,会影响到研究的方向。
不过这样的事情,对于定海军,对于拥有卡牌系统的赵信来说,这些实验真的有意义的,别说是90%的纯度,哪怕纯度占比,只有5%左右,都可以被卡牌系统检测到的,然后通过特定的方法,点亮属于它的卡牌。
在化工生产之中,90%以上的纯度,对于现在,化工基础非常薄弱的丁海军来说,是一个非常困难的,甚至是说如同天险一样的困难,可是5%努力努力,还是可以的。
在卡牌系统强大的作用之下,展现了可怕的实力,在赵信的卡牌系统之中,属于有机物名单,在逐步的加长,从甲开始,基本上十个以内的各种有机物元素,都被卡牌系统分离并且记录了其中。
这些十个以内有机物,只不过是化工时代的基础,他们的出现,除了丰富卡牌系统卡牌之外,真正的作用不大。
甲烷,也就是天然气,他天生可以燃烧,可以制作成液化气,丰富丁海军的燃料市场,在效率成为丁海军最重要的因素的前提下,煤炉子的效率,跟液化气比起来,差的不是一点半点。
中国大陆,或许石油的储量很低,一些大型的油田,埋藏的深度也很深,不是现在丁海军的实力,能够处理的,可是天然气就相对比较的广泛了,只要在西北,在赵信所知道的天然气田的位置,寻找到天然气田,就可以大规模的开发,实验室生产完全没有意义的。
其他的材料大部分如此,赵信大规模的让的实验室的人员练手,想要的,就是从大量的化合反映之中,寻找到合适的化工材料,可惜没有。
现在寻找又回到了原点,那就是乙烯,它之所以是后世,石化产业,最重要的化工原料,一个最重要的问题就在于聚合
聚乙烯才是可以使用的树脂制品,这个关键点,实际上就在聚上,这个聚说起来简单,可是实际上,却非常困难。
说白了,这是两种物质,聚乙烯,说白了,就是单体的乙烯,在聚合之后结果,在本身是气体小分子的乙烯,在聚合了之后,发生了性质上面巨大的改变,从气体转换成了固体,而且一个有致癌,有毒性,另外最少表面上接触是无毒,可以作为食物包装材料的存在
这种聚的反映,在自然界之中广泛的存在,比如说,碳元素,自然组成有石墨,也有金刚石,都是碳元素的聚合体,可是石墨跟金刚石,这完全就是两种东西,一个偏软,一个偏硬,而偏软的那种,还有石墨烯这样的材料之王,合理排列之后,它在分子层面的硬度,甚至比金刚石还高。
聚乙烯当然不可能达到金刚石的程度,可是从气体到固体的变化,也是相对跨度较大的,乙烯工业化使用,是从聚了之后才可以的,而且伴随着聚乙烯之后,对于聚乙烯的一些基进行更换,就得到了聚氯乙烯这样出色的材料,当然了还有其他。
赵信是一个学历史的,聚氯乙烯,聚乙烯,他都知道,可是偏偏不知道怎么聚合的,甚至连聚合反应是什么都不知道。
高中起点的化学,注定是一种比较简单,很多只是一两个反应化学,中间会用到催化剂,可是这也是简单的催化剂,聚乙烯似乎是在高温高压之下,在某些催化剂的促进之下进行的反应的,可是具体催化剂是什么,赵信不知道,这就存在困难,或许可以指出未来的方向,让实验室继续研究,但是是否能够得到结果,那就不知道了,这是一个漫长的,必须要不断的失败,才能够获得结果的过程。
第五百九十七章 合成氨()
乙烯的制作成功,对于定海军的经济本身来说,提升并不明显,因为乙烯没有一个实用的方面,却对于定海军是一个巨大的促进。
赵信依托的,是中学起点的化学,这个化学相对比较的简单,除了少部分的反应,其他的反应,对于现在的定海军来说,没有太大的作用。
赵信需要的,是工业化的能力,还有后世那样,变幻莫测的化学反应,这些已经高于了中学化学的层面。
本身,对于赵信而言,继续的深化原有的理论的,比如说,在钢铁厂,水泥厂,这些远高于这个时代材料上面下功夫的,让本身防守强悍的北宋,在防守这一条路上面,走的更加丧心病狂。
可是乙烯和有机物的吸引力,还是让他走上了尝试这一条路,虽然说,中间遇到了众多的波折,甚至出现了一些问题,可是乙烯的制造成功,还是给他了巨大的信心。
后世的资讯时代,不但是开阔了眼界,还带来了一些简单的知识储备,哪怕他没有学过高分子化学,还有其他的理论,日常生活之中,接触到的东西,只要把他们整理起来,然后应用下来,就可以产生巨大的效果。
乙烯的成功制作,就是尝试,那么,哪怕他并不懂得,只要方向对了,就可以制作。
这种想法,代表着心境上面的某些跨越,也代表了更多的想法。
赵信首先想到的,不是有机物塑料,而是更加简单的一种无机物,它实际上,是介于无机物和有机物之间的东西,氨气。
之前,赵信没有合成氨的原因,合成氨的制作比较困难,制作成功只是一个基础,然后生成尿素和硝酸盐的过程,也相对比较的麻烦。
自然界之中,就有氮气,这是单质的氮,然后跟氢气进行反应,就是合成氨的过程,这样最简单的过程,却非常困难,氮气的活性相当的低,不然也不会在自然界之中广泛存在,在空气之中,绝大部分的物质就是氮气,纯净的氮气甚至可以灭火。
氢气虽然是一个强氧化剂,却更容易跟氧产生燃烧反应,跟氮气的反应,直接生成氨气,这需要很多的条件。
因为种种条件的不具备,在真正的历史上面,无数人投入到这个研究之中的,一直到一战的时期,才由德国科学家研究成功的。
在一战之前,整个世界,对于氨气的制作,都是利用铵盐来制作的。
中学起点的化学,也有类似氨气的制作,中学实验之中氨气制作,那是在铵盐之中,加入碱,然后加热,制作氨气的。
这种实验室生产没有问题,卡牌系统搜罗了整个中国的各种材料,当然也拥有各种的铵盐,天然的硝石很多,人工制作的硝土也有的,通过一定的化学反应,可以通过的加入不同的酸碱,产生氨气。
这种方法,实际上,是一战之前,整个世界制作氨气的方法,在热武器出现之后,炸药成为了一个战略性的物资,在某种程度之下,控制硝石,可以做到控制对方的战争潜力。
这种方法,对于硝石的消耗非常的大,如果没有控制到巨大的硝石矿藏的时候,炸药的威力和数量,一直都在一个相对较低的程度之上的。
氨气的出现,除了炸药之外,还有就是在农业上面,它是的制作化肥尿素的重要材料,尿素的使用,对于整个世界的农业,都是一个巨大的革命,他可以大量的增加粮食的产量,让用同样多的土地,可以养活更多的人,这样技术,对于整个世界,任何的时候,都是有用。
或许化肥的出现,会有众多的土地的问题,可是它最初的时候,是好的,一个大规模的增产这一点,就可以忽视掉他的所有弱点。
在目前的北宋来说,4石的田,已经可以称之为非常的可怕了,整个北宋,超过4石的田,没有多少,甚至很大程度上面,是江南的那些淤田。
这是多年水底,腐败物质造成的土地肥力,这不是寻常的土地能够相比的。
这也是在一战之前,利用硝石制作氨气,进而制作尿素的方法已经非常成熟,甚至是1828年,就已经生产出了尿素,可是人们还没有认识到尿素作为化肥的可能性,同时,这样的成本较高。
当时世界上,已经认识到了肥料对于土地的重要作用,特别是对于工业国,在工业和农业争夺人口的时候,工业当然是占据上风,可是大量的农民进入到城市,投身到工业建设之中,这不可不避免的会产生问题,人力的问题。
农业,虽然产出不高,就是到了21世纪,科技已经极为发达的前提下,农业的产出并不多,只有大量的土地集中到一起,才能够产生相当的利润。
可是没有农业却不行,没有粮食,人就没有吃的,没有食物,再多的钱也买不到活着。
为了尽可能多的把人从繁重的农业活动之中的解脱出来,科学家开始研究农业机械的使用,还有就是的研究,各种增加产量的物质是什么。
从最初的腐败质,到活力剂,经过了长期不懈的研究,最终发现了以氮磷钾为主体的肥料,对于植物的重要作用。
这些,本来应该是无数科学家,夜以继日,不懈努力才发现的东西,在21世纪,是几乎常识一样的存在,硝石通过酸的处理,磷矿也是如此,在肥料之中,氮磷钾作为最主要的营养成分,可是不同的成分,吸收率不同。
比如说,一般的磷矿石,撒入到田地里面,不但不会让田地的肥力上涨,反而因为种种原因,造成土壤板结,甚至是危及到作物,只有用硫酸处理,把磷矿石变成硫酸磷等化合物,才能够更好的吸收。
实验室生产可以,卡牌系统也点亮了,可是化肥要想大规模的使用,必须要价格降低到一定的程度,类似实验室这样,千挑万选,用更高价值的东西,并且进行提纯之后的生产,是不可取的,这只是为了验证反应,而不是生成的物质。
从乙烯合成成功之后,赵信就把心思放在了合成氨上面,无论是化肥,还是炸药,合成氨都是一个必不可少的项目。
赵信是一个学历史的,这是他的本职工作,除了研究史书上面的记载之外,还会在发掘的墓葬之中,进行考古的研究,争取能够补足缺失的历史。
在本职工作之外,赵信的爱好却非常的广泛,比如说长弓,比如说西班牙帆船,当然了,对于近代,影响到中国,乃至整个世界的第一次,第二次世界大战,也有一定的研究。
合成氨的发明,在最初的时候,是一个军事发明,一战的时候,为了解决炸药的问题,德国开启了合成氨的研究。
当时,整个世界的权柄是掌握在英国人的手中的,英国不但坐拥七海,拥有整个世界,最强大的战舰和水面舰艇,同样的,英国也控制着世界上的重要资源。
氮在地球的表面,含量不小,甚至空气之中,百分之六七十,都是氮,硝石一类的储量,相对比较少,整个世界之上,很多的国家,都没有大规模的硝石矿,只有在南美洲,拥有庞大的硝石矿。
英国控制了这个矿藏,并且主导了当时的分配领域,基本上,除了英国本身,其他国家,要想获得足够的硝石配额,就必须要受到英国的控制。
在热武器流行之后,硝石,代表着一个国家的战争潜力,没有了硝石,枪没办法打响,甚至连大炮都没有办法发出。
硝石矿在南美洲,需要庞大的舰队和运输船给运回来,这本身就在德国的控制之外的,德国已经意识到了,两大集团肯定要开战,一旦开战,各种的军火大规模的消耗的前提下的,单凭德国储备的这些硝石,没办法让他继续下去。
人工制作硝土,算是一个方向,可是那只是针对游击队,或者是反政府武装的无奈选择,对于一个国家层面的,这只是治标不治本,无法彻底的解决问题。
为了打破英国的垄断,德国把心思放在了合成氨上面。
在战争之中,在英国断绝了他的硝石运输的前提下,依然能够坚持那么久的原因,就在于德国解决了合成氨的技术。
赵信知道的,肯定不是最细节的合成方法,他知道一个大概,合成氨的方法,在后世已经不是秘密了,那是氮气和氢气混合之后,用铁作为催化剂,在高温高压之下,进行的反应。
这个简单的方法,让德国掌握了合成氨的技术,也跳出了硝石的禁锢。
在合成氨之前,整个世界的炸药的产出,都受制于硝石,炸药的,无论是哪一种炸药,绝大部分都含有氮元素,没有氮元素,炸药就没办法制造出来,就算是那些的液态炸药,也大部分含有氮。或者说,不含氮,炸药的威力就不会很大。
在自然界之中,硝石的含量并不多,在英国纵横七海之下,最终才在智利发现了大规模的硝石矿,除了硝石之外,就只能够依靠厕所土这样的土方法,这样的,用在小规模的游击队和抵抗组织,还可以,用在工业化的大规模制造方面,那就要命了。
实际上,自然界之中,氮元素一点都不少,最少说,空气之中,绝大部分都是氮气。
甚至制作氮气,不用多做,把空气之中的氧气,水蒸气,二氧化碳都给去掉,剩下的,就大部分都是氮气的,或许其中还有一些惰性气体,还有其他一些杂质,却不影响使用。
合成氨的另外一个元素,那就是的氢气,在电力出现的时候,氢气的合成已经不成问题。
再加上定海军目前,铁合金这个领域,非常的发达,能够抗住高温高压的容器,并不是一个问题,那就只有实验了。
有了乙烯合成的先例,赵信知道,只要按照化学的特性来准备,然后慢慢的去尝试,总是能够得到结果的,可是这个速度太慢了。
一个最简单的脱水反应,使用的还是后世常见的脱水剂浓硫酸,把乙醇进行脱水反应,生成乙烯,就耗费了巨大的功夫,生产更加复杂的氨气,虽然氨气不是有机物,可是他的复杂程度,一点都不少。
高温高压催化剂,这是标准的后世化工反应的流程,唯一庆幸的一点就是,他的催化剂铁,赵信知道,这是定海军最多的东西的。
工欲善其事必先利其器,有了卡牌系统这么一个作弊器,只要先把氨气生产出来,就可以点亮卡牌,通过卡牌上面的描述,熟悉氨气生产的过程,最起码,要弄出来,到底什么才算是合成了氨。
用硝石通过一定的反应,是可以生成氨气,这种制造氨气的方法,只能够用于实验室,本身就价格高昂的硝石,然后通过一定的反应,生产出来的氨气,会推升氨气的成本,再把氨合成成尿素,这个成本会高到很高的程度。
化肥之所以在后世大规模的使用,原因就在于廉价,一亩地,可能要三四百块钱的化肥,可是如果用硝石制作的方法,可能化肥的成本,就要翻上三五倍的样子。
只有用氮气和氢气合成的方法,才是最廉价的,氮气没有成本,空气之中就有,最多就是分离的花费,氢气只要电解水就可以大量的产出,氧气另作他用的前提下,哪怕现在的电费有些高昂,也是可以接受的。
在实验室完成了氨气的制造,并且的对于各方面的性能,测算,甚至溶解到了水之中,进行了一些配比,找到了一些验证他的纯度的方法了之后,合成氨的研究,正式开启了的。
虽然说,准备很完善,赵信也把整个实验的要点都给讲清楚了,效果依然不是很好,人才太少了,只有一个人对氨有些了解,剩下辅助人员,只是一知半解,他们一部分人还在逐步的熟悉过程之中,只能够按部就班的来进行的,只能够通过一步步的失败,来总结哪一个路不能走,哪一点不用去尝试,在逐步的失败之中,寻找到正确的路。
第五百九十八章 第二批运输()
如果单纯只是制造氨气,不考虑成本的问题,实际上,合成氨已经成功了,因为在反应的过程之中,源源不断的氨气已经出现了。
工业化生产几率是大问题,在目前的状态下,在知道了铁能够作为合成氨的催化剂的前提下,就剩下一个寻找合理的温度和压强了。
这对于定海军来说,是一个不小的问题,加温这个问题不大,只要加热就好了,只不过超过300度以上�