第四十六章 实验室
这段时间刘牢之加紧了铁器作坊的技术升级，主要是采用水力来解放人的双手。水力锻锤、水力车床等陆续安装调试完毕，节省了大量的人力。芜湖河流众多，但是流速并不算快，为了适应这个情况，刘牢之设计出了了分流河水，利用旋转流出的河水驱动多级涡轮的动力方式带动机械。现在已经完成了水力木头钻床和水力木头圆锯平台，大大提高了木器工坊加工木材的效率。
这日上午他巡视完了工坊，刚从京口回来的刘柱便找来跟刘牢之汇报京口的差事。
“牛和农具都分发下去了？”
今年二月初，高衡送来了三百多头牛，刘牢之便拨给京口五十头，还顺带着送了一批曲辕犁和耙等农具，以便让每户佃客都能够用得上牛种地。
刘柱回道：“回郎君，已经分完了。都是按户分的，每户一头牛，还剩下了十几头，刘嵩总管安排着人，建了牛圈养起来了。谁家的牛病了什么的，可以借来用。”
刘牢之点了点头，拿过刘衡的来信。信上说他在晋陵郡已经采买了七十多名奴仆，还要到吴郡和吴兴郡去看看，其他的事情也都在筹办当中，并详细地写了已经了解清楚的情报，看得刘牢之暗自点头。刘衡虽然有故意表现之嫌，但是事情也确实办得不错。
刘家这些日子接收的奴隶不少，除了高家从北方送来的，还有毛家从建康送来的五十五户奴隶，三百多名，刘牢之一时之间也不好安排。他心里一边盘算着，一边对刘柱安排道：“家中的奴仆，不可以随意虐待。满十六岁的这些男人里，选三百名送到刘平那里，组建成军，作为家里的护卫力量！剩下的看看那里缺人，再酌情安排进各处。再从这些女奴里面挑一些摸样周正，性情温顺的，培训起来，将来茶楼、酒楼等地方都可以用得上。没选上的成年女人里，再挑选些手巧的安排着学习养蚕织布，其余人就安排进各处场务做工，你看着分配。年龄不够的，不管男女，全部安排进学堂里上学！”
刘柱躬身称是，心里松了一大口气。这么多人聚在一起，没什么事情可做，容易惹出事端，这些日子他一直担着心呢！如今好歹刘牢之给出了安排，他连忙告辞出来。
实验室用的酒精灯、蒸馏器、精馏塔、冷却器等装置玻璃工坊已经能够做出来了，刘牢之在别院的后面修建了专门的实验室，处理完了这些俗务，他便带着几个侍从往实验室走去。这些日子以来，刘牢之拼命的囤积化学原料，现在终于要派上用场了。
走进实验室，十个十四、五岁的少年齐齐向刘牢之行礼。这些人都是刚从奴隶中挑选出来的，刘牢之准备把他们培养成化工方面的专业匠师。前面几天，都是教着他们辩识家里的药材，并教会他们书写药材的名字。刘牢之一边忙着教这些人，一边还要忙着设计反应釜、反应器、搅拌器、脚蹬离心机等等大型的设备，以便批量生产化学品。
今天他便是要教这些人提纯实验室里的各种化学品。
“什么是提纯？我们现在看到的这些药材，大都是从生药铺买回来的，它里面除了最有用的那个东西，还有很多我们不想要的东西，我们可以称之为杂质。这时候我们就需要去除杂质，从而进行提纯。”
“提纯的方法有很多：过滤、重结晶、升华等等，讲得太多你们也记不住，今天，先给你们讲一讲粗盐的提纯。”
刘牢之拿过来一份粗盐，对少年们讲：“这是我们平日里吃的盐！”说着，又从下面的柜子里拿出来他前两天精制的食盐，说道：“这个是我前两天精制出来的盐，你们且看一看，有什么不同！”
当头一个少年说道：“平日里吃的盐，粒大小不一，颜色发灰；精制的盐颜色洁白，粒度均匀，颗粒小…”说着看着刘牢之，等着他点评。
刘牢之笑着拿起一粒粗盐：“你且舔一口这个，尝一尝是什么味道。”
那少年拿过来，舔了一下，皱起了眉头：“咸的！”
刘牢之又让他蘸了一下面前的细盐，再尝尝。那少年依言而行，尝完了又说道：“这个也是咸的！”
刘牢之问道：“这两个有什么不一样？”
那少年低下了头，嗫喏道：“没…没尝出来什么不一样。”
刘牢之笑道：“没关系。你去喝一口水，再拿起粗盐来仔细尝尝。”
那少年不要意思地去喝了一大口水，回来拿起一大粒粗盐来，填到了嘴里，等了一小会儿，不再确定的说道：“有点碜，有点…苦…”
刘牢之笑道：“这次对了。这个粗盐中含有杂质，那些苦味就是这个杂质的。你说的有些碜，是因为煮盐的时候，里面有泥沙。你以后就叫盐吧，留忠盐。”
那少年留忠盐赶紧跪下，说道：“谢郎君赐名！”旁观的众少年都是一阵羡慕。
刘牢之准备把这些少年人的姓全部改为“留”，并以“忠”字为辈分，以示区分。
刘牢之笑道：“快起来吧。我们现在讲一讲，怎么去除粗盐里的这些杂质。”
他提高了声音，问道：“如果一堆铁粒和一堆铜粒混在一起，有谁知道怎么把他们分开？”
旁边一个小子立马道：“我知道。用磁石把铁粒吸出来就行了！”
刘牢之笑道：“对。因为磁石不吸铜，所以可以用磁石把他们分开。我们去除杂质，也是要借助外物，道理是一样的。去除盐中的泥沙，我们就需要用到水，因为盐可以溶解在水中，泥沙不能。”
说着，便让众少年各自量取五平勺的盐，溶解在烧杯里，不断地搅拌着。等众人停下，便发现整个水是浑浊的，泛着淡淡的黄色。静止了一会儿，在杯子底下沉出了一层细泥。
刘牢之又道：“现在如果把这杯水过滤出来，泥沙便就除掉了，但是苦味依然存在，怎么办呢？”说着拿出一个烧杯，从旁边的大瓶子里到了一些石灰水。
“这是石灰水，乃是把生石灰浸泡在水里，取的上层清液。”说着往粗盐水里面加了一些石灰水，只见里面又开始浑浊了，就这样停停加加，一直到盐水不再浑浊。粗盐发苦，是因为里面含有镁离子，用石灰水会让镁离子以氢氧化镁的形式沉淀出来。
为了展现效果，刘牢之开始把粗盐水过滤，并给他们讲解过滤需要注意的事情。
看着烧杯里面清清的盐水，刘牢之笑道：“这盐水虽然看着干净，其实还是有杂质的，主要是我们刚加进去的石灰水。现在我们来去除这些石灰水。”说着又指着旁边一个瓶子，笑道：“这是苏打水，加进去可以除掉石灰水！”
去除了粗盐中的镁离子（氯化镁），还要除掉原先粗盐中的和新引入的钙离子（氯化钙），加入苏打水可以生成碳酸钙沉淀，过滤之后便得到了较纯净的盐水。本来还需要调整pH值的，因为要求不高便免了。
苏打（纯碱碳酸钠）在西北的盐湖里有天然形成的，刘牢之为了烧制玻璃曾经精制过很多，这些苏打便是从工坊中挪过来的。
“现在我们得到了干净的盐水，怎么再得到盐呢？简单，把水煮干了它！”说罢，刘牢之便移过来酒精灯，把盐水倒入坩埚，开始加热。
看着那一粒粒的洁白的细盐，众少年敬佩不已，直觉的神奇。
刘牢之笑道：“你们也都试试吧！”
众少年雀跃不已，都各自找好物料，在自己的实验台上开始做起了实验。粗盐精制操作起来并不难，刘牢之讲的又详细，大家听过这一遍基本就记住了。
等众人精制好了食盐，刘牢之从内室拿出来一盒淡红色的粉，问众人：“你们知道这是什么东西吗？”
众人摇头。
刘牢之笑道：“你们不要小看它，这个红色的粉末是砒霜（三氧化二砷），乃是剧毒之物，有个好听的名字，叫做‘鹤顶红’。他虽然可以治病，但是也可以用来杀人，所以我们要把它放在里屋里，以防我们自己误食了。其实纯的砒霜并不是红色的，而是无色的，或者说是白色的。现在它的这个红色，就是杂质的颜色！”砒霜发红是因为里面含有杂质硫化砷。
说罢，又指着旁边的一个玻璃瓶子道：“这个是盐酸，乃是使用精盐和矾油蒸馏之后，凝于水中得到的。我们先把这个砒霜溶于盐酸之中，然后加热这个砒霜水，便可得到纯的砒霜。”说着，又开始带着众人实验。
砒霜可以溶解在盐酸里，加热之后硫化砷与盐酸反应生成硫化氢，会逸出水来，剩下的氯化砷水解就会得到氢氧化砷，滤出来脱水就可得到纯净的砒霜。
一个上午，刘牢之便带着众少年对各种药品进行提纯。要知道这个时候的化学品都是从矿里直接开采出来的，很多都伴生着其他的杂质，如果不提纯，很多时候就做不出来你想要的东西来。