第1346章 实验室里的“雷电”(2/2)
温度计是现成的,恒温水浴则用了一个带夹层的铜锅,外层加热水来保持内层溶液温度。
最引人注目的是那一排排大小不一、形状各异的玻璃和陶制电解槽。有的细长,用于研究电流密度;有的宽浅,用于观察沉淀;还有的带有多孔隔膜,试图分离阳极区和阴极区,避免杂质迁移。
胡师傅和雷铁头,带着几个年轻学徒,成了实验室的第一批“研究员”。
他们面对的不再是烧红的铁块和沉重的铁锤,而是玻璃器皿、化学药剂、仪表读数和密密麻麻的记录表格。
这对习惯了烟熏火燎、叮当巨响的匠人们来说,是个巨大的挑战。
“胡老哥,这‘浓硫酸’倒进去,咋冒这么大烟?呛死人!”雷铁头捏着鼻子,看着溶解粗铜用的硫酸溶液,一脸嫌恶。
“戴上面罩!小心溅到!”胡师傅也紧张,严格按照徐寿写下的安全规程操作,“记录,今日试验第三组,阳极:含锡粗铜块,重二两;阴极:纯铜片;电解液:稀硫酸铜加微量盐酸;电压:四伏;起始温度:二十五度……”
试验枯燥而繁琐。改变一个变量,观察几天,记录现象,分析产物,再改变另一个变量。
失败是常态。有时阴极上啥也没析出,有时析出一堆海绵状的、一碰就碎的糟糕沉积物。电解液常常莫名其妙变色、失效,电极板也消耗得飞快。
但进步也在点滴积累。他们发现,电解液的纯度、浓度、酸碱度对析出金属的形态影响巨大;电流密度不能太高,否则析出的金属疏松;搅拌溶液能让析出更均匀;某些添加剂能改善沉积层的致密性……
庆平十二年夏,经过近半年的反复试验,实验室终于能够相对稳定地生产出厚度均匀、表面光洁、纯度极高的电解铜片和铜锭。
虽然产量极小,成本高昂,但质量无可挑剔。兵器局用第一批合格的电解铜,试制了十根新式火铳的枪管。
测试结果令人振奋。这种枪管的内壁光滑如镜,材质均匀,耐压性能比传统精锻枪管提升了近三成,连续射击后的热变形也更小。
雷铁头抚摸着那泛着独特红光的枪管,喃喃道:“值了……这半年的瓶瓶罐罐,值了!”
电解精炼铜的初步工艺规范,被整理成《电解精铜法初步》。虽然还很粗糙,但标志着这项技术开始从偶然发现走向可控生产。
然而,电化学实验室的目标远不止于此。在摸索铜电解的同时,他们也开始了对铁、铅、锌等其他常用金属的电解尝试。铁尤其困难,因为铁在水溶液中容易发生副反应,难以得到纯净析出。他们尝试了熔盐电解、非水溶剂电解等更复杂的方法,进展缓慢,却打开了更广阔的材料世界的大门。
一日,林致远在整理试验记录时,偶然将一块电解得到的、异常纯净的锌片,与一块铜片同时放入稀硫酸中,中间用导线连接。他惊讶地发现,导线中产生了持续稳定的电流,远比之前的伏打电堆强!
“院长!徐师傅!你们看!”林致远激动地展示这个简单的装置,“用我们电解出的纯锌和纯铜,自己做‘电池’,电压更高,更稳定!这意味着,如果我们能大规模电解出高纯锌和铜,或许能做出更好的电池,甚至……为边关、海船提供更可靠的独立电源!”
这个发现再次拓展了电解技术的应用前景。它不仅能提纯材料,其产物本身就能构成更好的能源装置!
实验室里,电流的低鸣日夜不息。玻璃器皿中无声的“雷电”,正在悄然重塑着人们对物质的认识和利用方式。
从点亮灯丝,到驱动电机,再到如今“创造”和“提纯”材料,电的角色不断丰富,它与这个世界的联结也越发深刻。