宋代化学

宋代虽无化学之名，但药物学与手工业技术中，涉及不少化学知识。宋代统治者中不乏崇信道教的君主(如宋真宗、徽宗)，相信服丹可以成仙，道教炼丹术继续发展，化学知识多有增长。药物、冶金、煮盐、制糖、染漂、军工等技术发展，也丰富了化学知识。

宋代炼丹家总结前人与自己经验，写了为数不少的专著，如《太上灵妙大丹》，《灵宝众真丹诀》、《修炼大丹要旨》、《金药秘诀》、《太虚丹经》、《日华子点庚法》、《丹阳术》、《造化指南》、《葛仙翁紫霄丹经》等，在中国丹经发展史上地位重要。今人曹元宇所提出的自唐至清十部最有价值的金丹著作，其中六种为宋人所著，即独孤滔《丹房镜源》、吴?《丹房须知》、白玉蟾《金华冲碧丹经要旨》、孟要甫《诸家神品丹法》、佚名《感气十六转金丹》、佚名《庚道集》。炼丹家所用药物，有元素、氧化物、硫化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、矽酸盐、合金、混合状态岩石、有机溶剂、动植物等。从现代化学观点看，几乎没有纯粹元素和纯粹化合物。炼丹设备齐全。丹炉有既济、未济之分，两者区分在于炉中水火位置。水上火下为既济炉，火上水下为未济炉。丹鼎，又称匮，有悬胎鼎、涌泉匮、白虎匮、黄芽匮、丹合等种，由金、银、铜、铁、瓷制成。因药物在其内作用化为金丹，故称神室，相当于现在的反应室。蒸馏器主要用于制汞。简单者，由石榴罐和甘埚子合成;复杂的，蒸馏头凸入蒸馏罐内，蒸馏液流向中间收集杯，再由侧管导出。研磨器用以捣碎磨细药物。绢筛、马尾箩，用于滤筛药物。水海，银质，形似平底磁漏，内盛水，安置神室内，起冷却作用。丹井，用于供水。尚有药鼎、香炉、镜、剑之属。炼丹先要择地，理想场所是名山之中。建造丹室，室内筑坛。坛有一定格式，高三层，每层四面，面二门。四周埋生珠、石灰、铁、白银。坛上置丹炉并安放药鼎、香炉等物。炼丹前，安装设备。在鼎、匮内放入药物，或添水、或加接触剂，用六一泥封闭后置于炉中。加热有微热、较高温、局部等区分，使药物在升华、蒸馏、分解、化合、还原中合成丹药。不使用玻璃器和不知收集、度量气体，很少使用蒸馏法，阻碍着炼丹术的发展。

宋代炼丹家做过无数实验，现代化学史家研究其中的十四转紫河车法、神雪丹阳四皓丹、化庚粉、砒匮养丹阳法等实验，无论从现代化学角度是可以理解还是难于阐释的，都发人深思，应当在实验室里重复实验，得出相同结果，方能确切理解。宋代炼丹进步表现在用药量很小。《修炼大丹要旨》所用药物，以两与钱为单位。不仅与魏晋动辄数十百斤相比差距甚大，即使与以两为单位唐代相比也有进步。唐代丹家虽以两为单位，但数十百两的用量，实际上是以斤为单位。进步还表现在对某些矿物性质的认识，已从颜色光泽表面特征，进而触及元素与化合物的性质，并用为鉴定药法。当时用有无氧化铁生成来鉴定硫酸亚铁、用燃烧鉴定方铝矿、用有无生成硫酸来鉴定矾。化学鉴定法的出现与发展，是炼丹进步的结果。与前相比，宋代炼丹家重视仪器设备。在他们的著作中不仅较为详细叙述设备的形制、质料、功能、安装，还绘有清晰图象。

炼丹是谋求长生成仙的虚妄活动，但其具体过程是实在的。宋代炼丹活动发现了不少化学药物，促进医药发展，有利于人与疾病作斗争;推动了火药的发明，并用于军事、采矿和娱乐，导致热兵器与火箭出现;获得了有关冶金知识，促进有色金属生产发展。宋代在炼丹与药物、手工业等方面取得的化学成就有：利用置换反应的丹水炼铜;以生熟铁杂糅生产团钢;用吹灰法炼银;把氧化砷还原为砷炼制白铜;完善火药配方，制成适用于毒药烟球、蒺藜火球、火炮的不同配方;用石油提炼猛火油，制成黑色颜料;将铁质还原为氧化铁，制成红兰色釉钧瓷;以生漆配合其他物品制成黑光与朱红漆;用石脚硝井卤水制盐;用石灰中和蔗汁中酸质，制造冰糖，其他如造纸、酿酒等方面也都有与化学相关的成就。