“咦,K2O加H2O是KOH,那么便是强碱性。既然K2O呈强碱性...就优先和酸性氧化物反应,嗯,那应该是SO2或者SO3...”塔莱娅眼睛睁大,耳朵微动。她看着神秘的符号,盯着殿下的侧脸,幻想着神与王者的沟通。
修洛特一边认真思索,一边写下方程式。
“K2O+SO2→K2SO3...然后再加上O2氧气...不管怎么样,完全氧化后应该都是K2SO4...然后呢?然后是什么?”塔莱娅听出了殿下话语中的苦恼,似乎天神的沟通并不顺利?她便也担心起来。
少年再次陷入沉思。他用手撑住额头,仔细想了许久,这时候燃烧的温度应该非常之高,足够C单质进行氧化反应,那么K2SO4中的六价S便应该被C进行还原。在C充足的条件下,S应该被还原到负二价,正好和K组合。
斟酌再三,修洛特才继续写到。
“K2SO4+2C→K2S+2CO2↑”
至此,所有的中间步骤都被大致连接上。少年投入地想了想,先是不稳定的KNO3土硝分解,然后是低燃点的S硫磺氧化,持续升温后,才是高燃点的C氧化放热。整个反应会产生大量的气体,也释放出巨大的热量。在燃烧中,SO2是前期的氧化产物,而在最佳完全配比时,最终产物便是K2S!
逻辑上没有问题,修洛特再次自信一笑。他提笔蘸了蘸墨水,又深吸了一口清香。
“2KNO3+3C+S=K2S+N2↑+3CO2↑”
这才是黑火药完全燃烧反应时的最佳配比。反应式中反应物的质量比例,正是黑火药中三种原料的重量比例!
随后,少年再次专注地计算起摩尔质量,KNO3中氮14,氧16,钾...钾比钙稍小,钙40,钾应该是39,那么2KNO3为202,3C为52,S为32。
因此,根据计算结果,黑火药最佳的比例应是:土硝202,硫磺32,木炭52,即74.6%,11.9%,13.5%。而在实际爆炸中,木炭往往并不能完全燃烧,所以应略多一些,取代硫磺,变为75:10:15,也就是15份土硝,2份硫磺,3份木炭!
修洛特再回头看看“一硝二磺三木炭”的口诀,此时才发现,其中硝石的“一”是应是指1斤,而且是旧斤的16两,而硫磺的“二”是2两,木炭的“三”则是3两。正好符合计算出的15份,2份,3份。
“原来如此!”终于推导
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