主題：最早的煉丹原料和最純的燃素
作者：歷史學的還不錯 糖衣化學系列——同時歡迎志同道合的朋友加入我們。
上回我們講到氮氧化物是一種主要的大氣汙染物，也是硝酸酸雨的主要成因。二氧化硫和氮氧化物一樣也是大氣汙染指數中重點監測的汙染物之一，並也是能夠導致酸雨的一種大氣汙染物。雖然酸雨是人類近代文明結出的惡果，但是人類對於硫及其化合物的研究在很遙遠的古代就開始了。
黃金之所以寶貴，是因為黃金有不"壞"之身，同點石成金一樣，長生不老一直是人們夢寐以求的事情。秦始皇在同一六國以後，坐擁天下的他，長生不老成了他最大的追求，所以秦皇宮中出現了大量的煉丹方士為秦始皇煉製長生不老藥。我國早期的煉丹術是從煉製丹砂開始的，所謂丹砂又稱"辰砂"，是天然的硫化汞。近代著名煉丹家葛洪在《抱朴子▪內篇》裡說"丹砂燒之成水銀，積變又還成丹砂"。雖然葛洪錯誤的把氧化汞當成了硫化汞，但是他的煉丹術對於醫學和製藥化學有著重要的引領作用。一直到南北朝，梁代的陶弘景才區分了紅升丹（氧化汞）和丹砂（硫化汞）這兩種紅色丹藥。紅升丹在相當長的一段時間段內被人們認為是長生不老的仙藥，不曾想很多人因此汞中毒。現代人卻在學習了有關化學知識後利用其中的化學反應用來防止汞中毒。比如實驗室中不慎灑落了水銀，或者家用水銀體溫計被打破，若任由任由水銀隨便揮發，就會導致汞中毒，人們在灑落汞的位置鋪上一層硫粉，讓汞和硫化合成為硫化汞可以有效減小汞的揮發。硫除了可以和汞化合時表現氧化性，還可以氧化其他的金屬和氫氣，比如銀首飾在佩戴過程中會變暗，除了銀與氧氣反應外還有銀與空氣中少量的硫蒸氣反應。
與煉丹術類似的還有鍊金術，傳統鍊金術認為火是萬能的化學分離工具，於是在17世紀出現了一種"燃素"學說的假說。硫磺因為燃燒後剩下的灰燼最少，當時被認為是最純的"燃素"。1673年波義耳在《關於火焰與空氣的關係的新實驗》一文中敘述了真空中硫磺燃燒的過程。在沒有空氣的情況下，帶有硫磺的的紙卷只冒煙不著火，而一旦進入空氣，紙卷馬上發出淡藍色的火焰。沒有空氣的時候硫磺發生的是三態的變化，有空氣時發生的是氧化反應，從而波義耳意識到到空氣對於燃燒的重要性。中國人不僅在煉丹的過程中發明了火藥，還就發現硫磺燃燒時產生的這種有著強烈刺激性的氣味的氣體具有漂白性，利用它燻蒸一些中草藥可以除蟲和有效減少黴變。現在人們依然利用二氧化硫燻蒸的方法漂白一些柳編和草編的東西，但是過度的燻蒸則是有毒的，尤其不能用二氧化硫燻蒸食品。
著名的醫藥化學家帕拉塞爾蘇斯在16世紀也提到二氧化硫的漂白性並證明了硫在硝石裡燃燒可以製得硫酸。二氧化硫之所以能被硝石氧化成硫酸說明二氧化硫有還原性。如果你有心的的話，你會發現，儘管二氧化硫有毒，但是在很多高檔的葡萄酒的配料表裡卻見到了二氧化硫。不錯，就是二氧化硫！那是因為二氧化硫有比較強的還原性，可以作為一種抗氧化劑和抗菌劑，能更好地保護葡萄酒防止變質。空氣中的二氧化硫也會在粉塵的作用下被氧氣氧化成三氧化硫，下雨時會化合成硫酸，此時的雨水就是硫酸的酸雨，和硝酸的酸雨一樣，這樣的雨水會對植物、建築、雕塑、水源和土壤都產生危害。也正是因為這樣，我才需要密切的檢測空氣中二氧化硫的含量。
空氣中的二氧化硫是有害物質，轉變成的酸雨也不受人待見，工業上也是利用氧化二氧化硫的方式製備硫酸。硫酸是化學工業三大酸中最重要的無機酸之一，是一種重要的基礎化工原料。早期科學家就知道蒸餾白礬和藍礬可以得到硫酸，目前大多數的國家都是採用硫磺、黃鐵礦為主要原料生產硫酸，先用氧氣氧化為二氧化硫，再在五氧化二釩的催化下被氧氣氧化為三氧化硫，最後用濃硫酸（利用裡面的水與三氧化硫反應）吸收得到更大濃度的硫酸。
濃硫酸有區別於其他酸的性質，比如很多酸在空氣中放置時，會因為揮發導致它們的質量會減小，但是硫酸非但不減小，質量還要增大，那是因為它有吸水性。更神奇的是它不僅可以吸收現成的水分子，還可以把有機物中的氫元素和氧元素按照二比一的關係提取出來變成水，並且在硫酸稀釋的過程放出大量的熱。濃硫酸還具有非常強的腐蝕性，能腐蝕大多數的金屬和部分非金屬單質，但是奇怪的事情又發生了，濃硫酸居然可以保存在鐵製的容器中，沒錯就是鐵製，還可以是鋁製的呢！那是因為鐵、鋁遇到冷的濃硫酸是在金屬的表面形成了一層緻密的氧化物薄膜阻止了反應進一步的進行，在化學上把這種現象叫作鈍化。硫酸還被廣泛用於金屬冶煉、鋼鐵行業、塗料行業、石油工業、印染、醫藥、農藥等行業。
硫酸製備過程中二氧化硫若進入空氣中則成為一種大氣汙染物，但是空氣中二氧化硫的主要來源卻是化石燃料的燃燒，尤其是煤的燃燒帶來的大氣汙染物不僅多，成份還比較複雜。每年一到冬天，北方城市開始大面積供暖的時候，霧霾天氣就會變得比較嚴重，這和取暖需要燃燒相當數量的燃煤有著莫大的關係。為了減少大氣中二氧化硫的含量，在實驗室裡我們一般利用二氧化硫酸性氧化物的性質特徵，用鹼液吸收二氧化硫。工業上也會採用類似方法脫硫，減少二氧化硫的排放。石灰或石灰石脫硫法就是利用石灰或石灰石漿液在吸收塔中吸收煙氣中的二氧化硫，得到亞硫酸鈣和硫酸鈣的混合液，然後通入空氣進行氧化、所得的硫酸鈣漿料經離心過濾和洗滌後製得成品石膏。此法的優點是吸收劑價格低廉，易於得到，因此在工業得到廣泛的應用。石膏則因為在加熱和遇到水時會發生性狀的變化經常被用來製作各種模型和醫療上用的石膏繃帶。
黃色的除了金子還有硫磺，
紅色的除了HgS還有HgO，
有臭雞蛋氣味的的硫化氫，
能漂白的刺激性二氧化硫，
二氧化硫易被氧化難還原，
濃硫酸不僅難揮發還吸水，
生熟石膏因形變而能接骨。
石膏還是豆腐製備過程中的凝固劑，在豆漿中加入石膏會促進蛋白質的的聚成，人們稱他們成為滷水。在漢語中，天然生成的鹽也稱為"滷"。有一類元素被成為鹵素，連載進行中，敬請關注我們，期待下集《元素中不安分的三兄弟》。如果您發現我們行文中有任何不妥之處，歡迎批評指正。
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