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胆矾:神秘莫测铜之花 精选

已有 4377 次阅读 2016-9-22 22:54 |个人分类:科普写作|系统分类:科普集锦|关键词:地质,地球,岩石,矿物,宝石,化学,化工,原料| 地球, 岩石, 地质, 矿物, 宝石

胆矾:神秘莫测铜之花

明孝宗弘治年间,有人想谋取一官半职,于是上书给当地政府称:山西紫碧山产有石胆,可以延年益寿。梦想长生不老的皇帝听闻此事就派宦官前往山西监督采石,但是,一直没有找到所谓的石胆。长年累月的挖掘工作让当地百姓苦不堪言,怨声载道,纷纷向当地的按察使诉苦。按察使听闻此事之后,就下令让百姓采集一些形状类似石胆的小石子一升,呈交给宦官。宦官见了,大为生气说:“这简直是敷衍搪塞,石胆在书籍中早有详细的记载,怎会找不到呢?”按察使却说道:“凤凰、麒麟在古书上也有记载,但是现在有谁真正见过?”

这是明朝冯梦龙编著的《智囊全集》中的一则小故事。这里面所提到的“石胆”究竟为何物,真有延年益寿的功效吗?

真实的石胆

古人所称的石胆,其实就是指胆矾。

胆矾,英文名称为“chalcanthite”,源于希腊语的两个单词“铜”和“花”,这意味着它含有铜,并像花朵一样美丽。事实上正是如此,胆矾是一种硫酸铜水合物,化学式为CuSO4·5H2O,有时候会含有少量镁和锌。在汉语中,“矾”是指某些金属硫酸盐的含水结晶,是一些易溶于水的矿物,如明矾(十二水硫酸铝钾)、绿矾(七水硫酸亚铁)、皓矾(七水硫酸锌)等都属于此类。

天然产出的胆矾晶体十分罕见,但矿物的集合体会以块状或钟乳状出现在矿脉中,具有鲜艳的蓝色,莫氏硬度为2.5,质地脆弱。所以,有些矿物爱好者会将一些精美的胆矾作为观赏石收藏。但是,胆矾有个显著的弱点,它在太干或太湿的环境中都不易保存,在外界温度达到70时,它就开始逐渐失去晶体中的结晶水,倘若外界潮湿,它则容易潮解,在长时间吸收空气中的水分之后会导致晶体结构的破坏。所以,特将胆矾作为观赏石收藏需要严格的环境条件,一般使用密封的透明容器进行保护。在市场上如果我们看到一些胆矾观赏石晶体形态十分完整,颜色也十分鲜艳,这多半都是在人工控制的环境中生长的晶体,在含有硫酸铜的溶液中,给予适当的条件,可以在短短的几天时间内沉淀出精美的人工胆矾晶体。

野外识别胆矾最典型的特征就是它鲜艳的蓝色,但是仅凭颜色进行判别还不够。一般而言,胆矾产于铜矿床的氧化带中,经常与其它含铜矿物共生,如黄铜矿、斑铜矿、孔雀石、辉铜矿等氧化之后都能形成胆矾,在我国甘肃、江西、广东、湖北和陕西等地都有产出。

神奇的“胆铜术”

传说,古时候的信州(今江西上饶市信州区一带)有一人走在水边时不小心将钥匙遗失,第二天去寻找时竟然发现水中的铁钥匙竟然变成了铜钥匙。或许传说有夸大的嫌疑,但也有一定的科学性。

用胆矾炼铜的方法自古有之,是世界上最早的湿法冶金技术,我们称这种方法炼出的铜为“胆铜”。南宋学者李心传在《建炎以来朝野杂记》一书中记载:“坑皆有胆铜者,盖以铁为片,浸之胆水中,后数十日即成铜。”1987年,我国学者李仲均等人发表了一篇名为《试论宋代胆铜的高产与降雨量的关系》的论文,作者考证了宋代江西德兴胆铜产量很高的原因,竟然是跟两宋(10941275年)时期江西一带的年降雨量十分丰富有直接关系。这是为何呢?原来,用胆矾炼铜的方法很简单,就是将铁置于含有胆矾的溶液中,铜离子会被置换出来,沉淀下来的铜就是胆铜,降雨量大,自然含有胆矾的溶液就多,这种方法炼铜不仅可以就地取材,还能节省大料燃料,免去鼓风、加热、冶炼等设备,操作简单,成本很低。古人利用这种方法制造出了大量的铜制品,特别是在宋代,由于铸币的需要,胆铜术极为兴盛。有数据显示,在北宋末年,胆铜的产量已经达到了100万吨。

不过,当一种新的科学技术出现的时候,总会听到一些质疑的声音。《宋史》中记载,当时的三司判官许申采纳别人出的主意,以药化铁成铜,即用胆水浸铁而产生铜,并用于铸币,但是大臣孙祖德却认为这是一种“伪铜”,许申也被认为是骗子。北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中提到:“信州铅山县有苦泉,流以为涧。挹其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜,熬胆矾铁釜久之亦化为铜。水能为铜,物之变化,固不可测。按《黄帝素问》有‘天五行,地五行。土之气在天为湿,土能生金石,湿亦能生金石’,此其验也。”水中能产生出铜来,这种神奇的现象让沈括都惊讶不已。但是,沈括用阴阳五行学说来解释这种现象,有失科学道理,但这也是受到当时生产力发展和科学水平的限制所造成的认识误差。

现代科学表明,胆铜术实际上是一种化学置换反应,即硫酸铜溶液与铁作用,生成硫酸亚铁和金属铜,关于这样的实验,我们在中学化学中就已经学到了。

以毒攻毒

医药中所用的胆矾,几乎全是人工制造的含水硫酸铜结晶体,自《神农本草经》始,历代医书均记载胆矾味酸、性寒,具有催吐、化痰等方面的药效。与别的中药不同之处在于,采用胆矾治病乃是以毒攻毒之法。

大家常用成语“五毒俱全”来形容某些人坏事做尽,但原意中的“五毒”究竟是哪五种呢?现代人多认为是“吃、喝、嫖、赌、抽”或“坑、蒙、拐、骗、偷”五种极端恶劣的坏习惯,而在过去的民间传说中则认为是“青蛇、蜈蚣、蝎子、蜘蛛、蟾蜍”,另有一种说法是五种药性猛烈的药物:石胆(即胆矾)、丹砂(即辰砂)、雄黄、慈石(即磁石)和礐(音“què”)石(即毒砂),其中胆矾位居五毒之首。正因为胆矾本身具有很强的毒性,待病人服入体内之后,在酸性介质的作用下会有一定量的铜被溶出,对胃壁的感知神经有一定的刺激作用,而后进一步引起呕吐,故而胆矾多用于治疗食物中毒、风痰癫痫、痰涎阻塞咽喉等症状。

《三国演义》中“诸葛亮七擒孟获”的故事十分精彩,其中讲到有一次孟获被诸葛亮释放之后逃到秃龙洞,这里的秃龙大王想借助“哑泉、柔泉、黑泉、灭泉”四个毒泉来消灭蜀军。蜀军的先锋王平将军带领数百军士前来探路,由于天气酷热,士兵口干舌燥,误饮了“哑泉”之水,结果人皆不能言语,疼痛难忍,若不是得遇山中高人指点,获取了解药,恐怕这些中毒的士兵必死无疑。这“哑泉”究竟什么怎么回事呢?后人研究发现,“哑泉”确实存在,位于云南省保山市境内,明清时期人们在泉边立下石碑,提示过往行人勿饮此水。想必是罗贯中先生听说了这样的事情,所以才在小说中将其描绘得出神入化。根据现代科学家的推断,所谓的“哑泉”应该是一种含硫酸铜较高的泉水,因为云南铜矿资源丰富,自古就已开采,泉水变成了有毒的硫酸铜溶液是有一定科学道理的。

硫酸铜的毒性很大,安全服用胆矾的量为每次0.51g,超过10即可致人死亡。有案例显示,一位39岁的男子,分三次口服胆矾方剂后出现呕吐、四肢无力等症状,3小时候死亡。经法医鉴定后认为,该胆矾方剂中含有胆矾、白矾等成分,但致人死亡的主要成分为胆矾,死者生前单次或累计3次服用的胆矾剂量均远远超过了成人口服致死量10g

另有文献资料显示,胆矾对白癜风具有一定的疗效,原因可能在于白癜风患者血中的铜含量较低,而胆矾恰恰是补充了人体内的铜。但是,外用涂抹的胆矾若被皮肤过量吸收,也有可能造成致命伤害。(/马志飞,图片/互联网





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