第二卷 第377章 氧与氮

　　此次试验不仅具有重大的实际意义，同时也是一次极佳的教育机会，所以除了参与者爱葛莎、希尔维、查美斯和凯莫.斯垂尔外，罗兰把女巫联盟其他成员、卡特、铁斧和巴罗夫也统统叫了过来，为了容纳这二十几号人，试验地点选在了空间最大的第五实验室。

　　出于首次尝试考虑，分馏容器并没有做得太大，差不多约一人高，直径一米，类似于塔状。

　　容器内部分为三层，最底层进气，上面两层用于排气。

　　在分离开始前，罗兰先为所有人上了一堂简单的化学课，告诉他们可能会发生的事情，顺带提出几个小问题，让大家自己寻找答案——除了能勾引起听讲者的兴趣外，还能大大增强教学的效果，这也是化学老师惯用的技巧。

　　“……理论上，当爱葛莎降低容器内部温度，空气会逐渐冷凝成液体，透过带孔隔板，滴落到最底层。所以当你观察到底部有积液时，告诉我们。”

　　由于无法直接目视，必须靠希尔维透过容器观察，将变化描述出来，所以罗兰在这部分讲得特别详细。

　　希尔维将信将疑地点点头，“真能看到液体出现？不会是罐子里的水汽吧？”

　　“放心，液空是淡蓝色的，和水汽完全不同。”罗兰摆手道，“而且在那个温度下，水汽早就凝固成冰晶了。”随后他朝爱葛莎做了个手势，“那么开始吧。”

　　“等等……容器底部这个洞口不用堵起来吗？”她问道。

　　“待会再堵，不然罐子里的空气太少了，观察不到很明显的变化。”由于只是试验，所以罗兰选用了最简单的方法来吸气——当罐内气温快速降低时，压力会随之降低，使得外面的空气不断涌入罐中。

　　常规生产时这样做根本得不偿失，因为冷气会不断流失，浪费能量，但爱葛莎使用的是魔力，而且降温效率远超过任何制冷机，所以罗兰也懒得准备气泵充气了。

　　爱葛莎深吸了口气，将双手按在分馏塔上。

　　数息之间，进气管道就出现了啸音，那是气流快速涌入的声音。

　　管口周围以肉眼可见的速度浮现出层层白霜，并不断扩大——空气中的水分在溢出的低温下迅速凝结，并依附在容器外壁上。

　　安娜将黑火化成丝线，清理着这些不断增厚的冰晶。

　　不一会儿，希尔维便惊讶地说道，“我看到隔板上出现液体了，但更多是白色的凝霜。”

　　“白色凝霜可能是涌入的水汽，也可能是结晶的二氧化碳，”罗兰解释道，“考虑到空气中二氧化碳含量极低，所以大部分应该是水汽。”

　　若正式生产时，空气被抽入分馏塔之前，还得先进行干燥处理，否则这些水汽凝结后容易堵塞分层板和排气孔，使得生产效率降低。

　　大约半刻钟后，希尔维汇报容器底部已被蓝色液体填满，罗兰才让索罗娅堵住进气管，并用涂层密封。

　　接下来是关键的升温。

　　根据氮、氧熔沸点不同，氮气会率先达到沸点，化作气体向上逃逸，从而实现分离。

　　这一温度他既不记得具体数值，目前也没有手段可以测量，只能靠爱葛莎自己把握。

　　其具体表现便是，分馏塔顶端的排气孔有气体排出，而底部剩下的液体会越来越蓝，这意味着液氧的纯度在不断提高。

　　好在爱葛莎对于魔力的控制并不陌生，她精确地调整降温幅度，使其慢慢回升，不一会儿希尔维也观察到了液面沸腾现象。

　　通入水里的涂层管中开始冒出气泡，凯莫使用排水集气法很快收集到了好几瓶气体。

　　“这就是氮气？”莉莉撇嘴道，“根本什么都看不到嘛。”

　　“这便是我之前提的第一个问题，”罗兰问道，“如何证明它与空气不同？”

　　“点燃，”提莉率先回答，“《初等化学》里说燃烧需要氧气，如果它是另一种气体，应该会让燃烧的木块瞬间熄灭。”

　　“把它重新冷却成液体就知道了，”爱葛莎思忖了片刻后说道，“你不是说氮气液化后是无色的吗？”

　　“或者把容器中剩下的液体导出来，证明后者是纯净的氧气也可以证明空气成分的多样性。”安娜开口道。

　　现场完全成了学霸表演的舞台，一个个测试方法被提出，然后互相讨论，实验室里只剩下少数几个人的声音。

　　罗兰环顾一周，发现夜莺、安德莉亚、麦茜等一干女巫，还有市政厅总管和首席骑士卡特，皆是一脸茫然。

　　第一军指挥铁斧则无论何时都维持着一种表情，大概无论自己说什么，他都会点头称是。

　　好吧，罗兰在心底叹了口气，看来这堂化学课略有些超纲了。

　　如果现在还有人能感受王子殿下欣喜的，恐怕就只剩下凯莫.斯垂尔和查美斯了。

　　“殿下，这真是……神奇，”年轻的炼金师惊叹道，“您证明了《初等化学》的正确性。恐怕所有炼金师都不会料到，连身边随处可见的空气都是如此复杂。”

　　“有了纯净的氧气，是不是就能观察到更剧烈的氧化反应？我又有许多试验想做做看了，”凯莫兴奋地说道。

　　罗兰点点头，心中却突然冒出了另一个想法。

　　氮气是人工合成氨最主要的原料，在高温高压外加催化剂的条件下与氢气反应，可以得到氨气，后者不仅能用于制造氮肥，还能用来合成氮氧化物，从而制得硝酸。

　　可这个过程想要实现，需要做的工作还有很多，例如气泵、真空储气罐以及一系列复杂的反应设备。

　　就算白纸能提供催化剂的功能，也需要反复试验才行。

　　如今，他既然有了纯氧和纯氮，为何不直接生产一氧化氮？

　　诚然，化工业选择用氨气制硝酸，就在于氧、氮反应属于吸能反应，无法自发进行，需要外部供给能源，例如放电——通过电弧瞬间将气体加热到数千度来实现，这也是经常打雷的地方土壤更肥沃的原因。

　　正因为如此，该方式设备要求高，能源消耗大，所以不适用于正式生产。

　　可倘若急需提高产能的话，这种生产方法效率最高，连催化剂都不需要，只用持续放电……或者利用其它手段达到电弧产生的高温即可。

　　罗兰自然想到了黑火。

　　黑火加热效率并不比电弧差，而且对安娜的负担也极低，只要将氮氧提纯后，按比例混合倒入密闭的反应釜，就能不断生成一氧化氮。

　　他决定按这个方法试一试。