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《放開那個女巫》 第377章 氧與氮

此次試驗不僅有重大的實際意義,同時也是一次極佳的教育機會,所以除了參與者葛莎、希爾維、查斯和凱莫.斯垂爾外,羅蘭把巫聯盟其他員、卡特、鐵斧和羅夫也統統了過來,為了容納這二十幾號人,試驗地點選在了空間最大的第五實驗室。

出于首次嘗試考慮,分餾容并沒有做得太大,差不多約一人高,直徑一米,類似于塔狀。容部分為三層,最底層進氣,上面兩層用于排氣。

在分離開始前,羅蘭先為所有人上了一堂簡單的化學課,告訴他們可能會發生的事,順帶提出幾個小問題,讓大家自己尋找答案——除了能勾引起聽講者的興趣外,還能大大增強教學的效果,這也是化學老師慣用的技巧。

“……理論上,當葛莎降低容部溫度,空氣會逐漸冷凝過帶孔隔板,滴落到最底層。所以當你觀察到底部有積時,告訴我們。”

由于無法直接目視,必須靠希爾維過容觀察,將變化描述出來,所以羅蘭在這部分講得特別詳細。

希爾維將信將疑地點點頭,“真能看到出現?不會是罐子里的水汽吧?”

“放心,空是淡藍的,和水汽完全不同。”羅蘭擺手道,“而且在那個溫度下,水汽早就凝固冰晶了。”隨后他朝葛莎做了個手勢,“那麼開始吧。”

“等等……容底部這個口不用堵起來嗎?”問道。

“待會再堵,不然罐子里的空氣太了,觀察不到很明顯的變化。”由于只是試驗,所以羅蘭選用了最簡單的方法來吸氣——當罐氣溫快速降低時,力會隨之降低,使得外面的空氣不斷涌罐中。常規生產時這樣做本得不償失,因為冷氣會不斷流失,浪費能量,但葛莎使用的是魔力,而且降溫效率遠超過任何制冷機,所以羅蘭也懶得準備氣泵充氣了。

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葛莎深吸了口氣,將雙手按在分餾塔上。

數息之間,進氣管道就出現了嘯音,那是氣流快速涌的聲音。管口周圍以眼可見的速度浮現出層層白霜,并不斷擴大——空氣中的水分在溢出的低溫下迅速凝結,并依附在容外壁上。安娜將黑火化線,清理著這些不斷增厚的冰晶。

不一會兒,希爾維便驚訝地說道,“我看到隔板上出現了,但更多是白的凝霜。”

“白凝霜可能是涌的水汽,也可能是結晶的二氧化碳,”羅蘭解釋道,“考慮到空氣中二氧化碳含量極低,所以大部分應該是水汽。”

若正式生產時,空氣被分餾塔之前,還得先進行干燥理,否則這些水汽凝結后容易堵塞分層板和排氣孔,使得生產效率降低。

大約半刻鐘后,希爾維匯報容底部已被藍填滿,羅蘭才讓索羅婭堵住進氣管,并用涂層封。

接下來是關鍵的升溫。

據氮、氧熔沸點不同,氮氣會率先達到沸點,化作氣向上逃逸,從而實現分離。這一溫度他既不記得數值,目前也沒有手段可以測量,只能靠葛莎自己把握。其表現便是,分餾塔頂端的排氣孔有氣排出,而底部剩下的會越來越藍,這意味著氧的純度在不斷提高。

好在葛莎對于魔力的控制并不陌生,確地調整降溫幅度,使其慢慢回升,不一會兒希爾維也觀察到了面沸騰現象。通水里的涂層管中開始冒出氣泡,凱莫使用排水集氣法很快收集到了好幾瓶氣

“這就是氮氣?”莉莉撇道,“本什麼都看不到嘛。”

“這便是我之前提的第一個問題,”羅蘭問道,“如何證明它與空氣不同?”

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“點燃,”提莉率先回答,“《初等化學》里說燃燒需要氧氣,如果它是另一種氣,應該會讓燃燒的木塊瞬間熄滅。”

“把它重新冷卻就知道了,”葛莎思忖了片刻后說道,“你不是說氮氣化后是無的嗎?”

“或者把容中剩下的導出來,證明后者是純凈的氧氣也可以證明空氣分的多樣。”安娜開口道。

現場完全了學霸表演的舞臺,一個個測試方法被提出,然后互相討論,實驗室里只剩下數幾個人的聲音。羅蘭環顧一周,發現夜鶯、安德莉亞、麥茜等一干巫,還有市政廳總管和首席騎士卡特,皆是一臉茫然。第一軍指揮鐵斧則無論何時都維持著一種表,大概無論自己說什麼,他都會點頭稱是。

好吧,羅蘭在心底嘆了口氣,看來這堂化學課略有些超綱了。

如果現在還有人能王子殿下欣喜的,恐怕就只剩下凱莫.斯垂爾和查斯了。

“殿下,這真是……神奇,”年輕的煉金師驚嘆道,“您證明了《初等化學》的正確。恐怕所有煉金師都不會料到,連邊隨可見的空氣都是如此復雜。”

“有了純凈的氧氣,是不是就能觀察到更劇烈的氧化反應?我又有許多試驗想做做看了,”凱莫興地說道。

羅蘭點點頭,心中卻突然冒出了另一個想法。

氮氣是人工合氨最主要的原料,在高溫高外加催化劑的條件下與氫氣反應,可以得到氨氣,后者不僅能用于制造氮,還能用來合氮氧化,從而制得硝酸。可這個過程想要實現,需要做的工作還有很多,例如氣泵、真空儲氣罐以及一系列復雜的反應設備。就算白紙能提供催化劑的功能,也需要反復試驗才行。

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如今,他既然有了純氧和純氮,為何不直接生產一氧化氮?

誠然,化工業選擇用氨氣制硝酸,就在于氧、氮反應屬于吸能反應,無法自發進行,需要外部供給能源,例如放電——通過電弧瞬間將氣加熱到數千度來實現,這也是經常打雷的地方土壤更沃的原因。正因為如此,該方式設備要求高,能源消耗大,所以不適用于正式生產。

可倘若急需提高產能的話,這種生產方法效率最高,連催化劑都不需要,只用持續放電……或者利用其它手段達到電弧產生的高溫即可。

羅蘭自然想到了黑火。

黑火加熱效率并不比電弧差,而且對安娜的負擔也極低,只要將氮氧提純后,按比例混合倒閉的反應釜,就能不斷生一氧化氮。

他決定按這個方法試一試。

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