第三节论蒸发
这种操作用来使两种物质相互分离,至少其中的一种必须是流体,而且这两种物质的挥发度差异相当大。我们用这种手段得到一种处于凝固态的盐,此前它一直溶于水中;水经加热与热素化合,热素使其挥发,而盐的粒子则彼此靠得较近,处于相互吸引范围之内,结合成为固态。
由于人们长期认为空气对被蒸发的流体的量有很大影响,因此,指出这种见解所引起的错误将是适当的。暴露在大气中的流体的蒸发当然持久缓慢;而且,尽管这种蒸发在某种程度上可以认为是在空气中的溶化,然而热素在引起溶化的过程中却有相当大的影响,这从冷冻总是伴随着这个过程来看就很明显;因此,我们可以认为,这个逐渐的蒸发就是部分在空气中部分在热素中所产生的一种复合溶化。不过,从持续沸腾的流体所发生的蒸发就其本质而言则极为不同,其中由于空气的作用所引起的蒸发与由热素引起的蒸发相比,则极其微小。这后一种可以称为汽化(vaporization)而不是蒸发(evaporation)。这个过程并不与蒸发面的广度成比例地加速,而是与
和流体化合的热素量成比例地加速。过于畅通的冷空气流常常对这个过程不利,因为它有助于从水中将热素夺走,妨碍它转化成为蒸气。因此,假如盖子具有不强烈地吸收热素这样的本质,用富兰克林(Franklin)博士的表达方式,就是假如它是热的不良导体的话,那么,将盛有靠持续沸腾而蒸发的液体的容器在某种程度上盖住,就不会产生不便之处。在这种情况下,蒸汽通过留下的空隙逸散,所蒸发的至少与让其与外部空气畅通时所蒸发的同样多,而且往往更多。
由于在蒸发过程中,被热素夺走的流体完全丧失了,为了它曾与之化合的固定物质而消耗了,因此,这种方法只在流体如水那样价值甚小的地方使用。不过,当流体较重要时,我们就诉诸蒸馏,用这种方法,我们既保存住固定物质,又保存住挥发性流体。蒸发用的容器是铜、银或铅的平底锅或盆
(图版Ⅱ,图 13 和图 15),或者玻璃、瓷质或陶质的器皿(图版Ⅱ,图 1 和图 2;图版Ⅲ,图 3 和图 4)。用于这种目的的最好器具是用玻璃曲颈瓶和卵形瓶的底做成的,因为它们相同的薄度使它们比任何其他种类的玻璃器皿更适合承受烈火和热冷的突然交替而不破裂。
由于切割这些玻璃器皿的方法在各种书籍中的任何地方都没有描绘,因此,我将在这里对它加以描绘,让化学家们能够以比从玻璃制造商那里得到它们的价格廉价得多的价格,为他们自己用损坏了的曲颈瓶、卵形瓶、接受器制做它们。仪器(图版Ⅲ,图 5)由一个铁环 AC 固定在杆子 AB 上组成, 杆子有一个木柄 D,其用法如下:用火使环赤热,将其放到要切割的卵形瓶
(图 6)上;当玻璃充分加热时,往上喷一点冷水,它一般就将正好在被环加热了的环线处破裂。
小的薄玻璃烧瓶和管形瓶是蒸发少量流体的极好器皿;它们非常廉价而且非常耐火。可以把一个或多个这种器皿放在炉子(图版Ⅲ,图 2)上的第二个炉篦上,在这里它们只受柔火作用。用这种方式,可以同时进行大量的实验。把一个玻璃曲颈瓶放进沙浴中,用烧固了的土拱顶(图版Ⅲ,图 1) 盖住,就相当好地为蒸发提供了保证;但是用这种方式蒸发总是相当缓慢, 甚至易于发生事故;由于沙受热不均匀,玻璃不能以同样均匀的方式膨胀, 因此曲颈瓶极易破裂。有时候,沙恰恰起到前面提及的铁环的作用;因为, 如果一滴蒸汽凝结成液体碰巧落到该器皿的受热了的部分,它就在该处产生圆形裂损。当需要极烈的火时,可以使用陶制坩埚;不过,我们一般用蒸发一词表示由沸水的温度或者不比它高很多的温度所引起的过程。