Chemists' Guide to Effective Teaching pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Prentice Hall

作者:Pienta, Norbert J. (EDT)/ Cooper, Melanie M. (EDT)/ Greenbowe, Thomas J. (EDT)

出品人:

页数:224

译者:

出版时间:2005-1

价格:$ 44.07

装帧:Pap

isbn号码:9780131493926

丛书系列:

图书标签:

• 化学教学
• 教学方法
• 教育心理学
• 高等教育
• 教师发展
• 实验教学
• 课程设计
• 教学资源
• STEM教育
• 化学教育

炼金术士的技艺：中世纪化学在现代科学中的回响 本书导言 本书旨在深入探讨中世纪炼金术的实践、哲学思想及其对现代化学学科发展产生的深远而往往被低估的影响。我们将超越“点石成金”的刻板印象，揭示炼金术士们作为早期化学实践者的真实面貌。本书将通过对现存手稿、实验记录和哲学论述的细致考察，构建一个关于古代化学实践的宏大图景。 第一章：炼金术士的工具箱与实验室环境 本章将详细描绘中世纪炼金实验室的物理布局与基本设备。不同于现代标准化的实验室，炼金术士的工作环境充满了神秘色彩与实用主义的结合。我们将重点分析如下关键仪器： 1. 熔炉（Athanor）的结构与热力学控制： Athanor，即恒温炉，是炼金术的核心。它不仅仅是一个加热装置，更被视为一个模拟宇宙自然循环的微观模型。本章将分析不同类型的Athanor（如三层炉、双层炉）在实现精确温控（如“潜伏的热”、“温和的煨煮”）方面所采用的工程学智慧。我们将对比其在不同阶段（如“黑化”、“白化”）所需热量曲线的差异化需求，并探讨炼金术士如何仅凭经验和观察来调节燃料（木材、炭）的配比与气流。 2. 蒸馏与分离技术： 炼金术对物质纯化的追求催生了精妙的蒸馏装置。我们将详述阿兰比克（Alambic）蒸馏器的演变，特别是其头部的冷凝系统。讨论水银、硫磺、盐（三原质理论的物质载体）的提取过程，并分析炼金术士如何利用不同沸点的差异来分离液体混合物——这是现代分馏技术的前身。此外，还将考察“龟形器”（Pelican）在封闭循环蒸馏中的作用，揭示其对物质“循环重生”理念的物质化体现。 3. 玻璃器皿的制作与耐腐蚀性： 炼金术士需要耐受强酸（如王水）和高温的容器。本章将探讨中世纪玻璃制造技术，包括二氧化硅的提纯以及引入铅或硼酸盐以增强玻璃的化学稳定性的尝试。我们将分析坩埚（Crucible）和瓶子（Flask）的形状设计如何适应特定的化学反应（如溶解、煅烧）。 第二章：四大元素与三原质的物质哲学 炼金术的理论基础建立在亚里士多德的元素论和盖伦的体液学说的物质化尝试之上。本章将深入剖析“四大元素”（土、水、气、火）在中世纪化学实践中的操作意义。 1. 三原质（Tria Prima）： 硫磺（可燃性/金属的“精神”）、水银（挥发性/金属的“灵魂”）和盐（稳定性/金属的“躯体”）是理解物质转化的核心框架。我们将分析炼金术士如何通过加热、氧化、还原等操作来“释放”或“结合”这三种基本属性。例如，硫磺在煅烧过程中表现为可燃物逸出，而水银则在加热时升华为蒸汽，这些宏观现象被赋予了深刻的哲学内涵。 2. 金属的生长与衰变： 炼金术士相信金属是“不成熟”的，它们在地下经历一个“自然成熟”的过程，最终转化为黄金。本章将考察“退化”（Degeneration）和“优化”（Perfection）的概念。我们不仅关注理论，更关注实际操作：通过将贱金属溶解在酸中，然后重新沉淀或煅烧，炼金术士们观察到的颜色和形态变化，是如何被解释为加速或逆转自然过程的证据。 第三章：贤者之石的追求与操作序列 贤者之石（Philosopher's Stone）是炼金术的终极目标，但其制备过程——“大工作”（Magnum Opus）——是一系列复杂的化学转化。本章将系统梳理这一过程的物质和精神层面。 1. “大工作”的阶段解析： 我们将按照经典的颜色序列展开： 黑化（Nigredo）： 物质的分解、腐败与溶解。这对应于对原料的彻底分解，通常涉及强酸浸泡或长时间的煨煮，目的是去除杂质和“固定”的形态。 白化（Albedo）： 物质的净化与洗涤。通常涉及蒸馏、结晶或升华，以获得纯净的“白盐”或“白药”。这是从不完美向完美过渡的关键节点。 黄化（Citrinitas）： 有时被视为白化向红化过渡的阶段，与“太阳”的象征相关。 红化（Rubedo）： 物质的最终结合与固化，形成被认为具有催化性质的红色粉末或酊剂。 2. 溶剂的选择与作用： 贤者之石的制备高度依赖于特殊的溶剂，如“神秘的酒精”（Aqua Vitae，高浓度酒精）和“哲学水银”。本章将探讨这些溶剂在溶解贵金属（如金）方面的技术挑战与成功案例，并分析其在化学转化中的催化角色。 第四章：炼金术对早期无机化学的贡献 尽管目的带有神秘色彩，炼金术士在实验过程中无意中发现了许多至今仍具重要价值的化学物质和反应。 1. 矿物酸的发现与制备： 炼金术士是第一批系统性制备强矿物酸的人。我们将详细考察硫酸（油之维特里奥尔）、硝酸和盐酸的早期制备方法，这些方法通常涉及加热硫磺、硝石（硝酸钾）或食盐与硫酸的混合物。这些酸的发明极大地拓展了物质溶解和转化的可能性，为后来的无机化学奠定了物质基础。 2. 锑、铋与砷的初步分离： 炼金术士对金属的广泛研究导致了对多种半金属和类金属元素的初步分离和鉴定。例如，对锑（Antimony）的还原纯化（通过硫化物到金属的转化）和对砷化合物的早期研究。这些物质因其奇异的物理性质而被赋予特殊的炼金意义，但它们的实际分离技术具有重要的化学意义。 3. 燃烧与氧化还原的早期观察： 炼金术士对“燃烧”（硫磺属性的释放）和“煅烧”（将金属转化为氧化物）的现象进行了大量的、系统的操作记录。他们观察到加热金属会增加其重量（氧化），而将其还原则会减轻重量（还原），尽管他们用“灵魂”的流失来解释这一现象，但其操作过程本身已是氧化还原反应的雏形。 结论：从秘术到科学的桥梁 本书总结了炼金术士作为早期化学实践者所扮演的双重角色：他们是哲学思辨者，也是孜孜不倦的实验家。他们的目标或许是永生或财富，但他们所积累的经验、发现的物质以及掌握的（尽管是经验性的）操作技术，共同构成了现代化学学科从经验手工业走向理性科学的不可或缺的桥梁。他们的失败是哲学上的，但他们的实验记录是物质性的，为后来的化学革命提供了丰富的物质“词汇”。

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