第四章　论分离物体的机械操作

第一节　论研磨、捣磨与粉碎

严格说来，这些只是使物体的粒子分开和分离并把它们弄成极细的粉末的基本的机械操作。这些操作永远不能把物质分解成为原始的、基本的和终极的粒子；它们甚至不破坏物体的聚集体；因为每一个粒子在极精确地研磨之后，形成一个与其由之分离的原块相像的小整体。相反，实际的化学操作，譬如溶化，则破坏物体的聚集体，并使其成分和组成粒子彼此分离。

脆物质用研杵（pestle）和研臼弄成粉末。杵和臼是黄铜或铁质的（图版I，图1）；大理石或花岗石质的（图2）；愈创木质的（图3）；玻璃质的（图4）；玛瑙质的（图5）；或者瓷质的（图6） 。每一副杵臼中的研杵在图版中都直接描绘在它们分别所属的研臼之下，根据打算用它们来研磨的物质的本性，它们用锻铁或黄铜、木头、玻璃、陶瓷、大理石、花岗石或者玛瑙制成。在每一个实验室里，都必须有各种尺寸和种类、品种齐全的这些器皿。陶瓷和玻璃的杵臼只能通过在臼的周壁上灵巧地用杵将物质磨成粉，因为研杵的反复击打易于使其破碎。

研臼的底部应当呈空心球形状，其壁应当有这样一个倾斜度，即举起研杵时，使所盛物质落回底部，而不应当这么垂直以至举起研杵时物质在底部聚集得太多，否则大量物质处于研杵之下妨碍其操作。由于这个原因，也不应当把大量要研碎的物质同时放进研臼之中；我们必须不时地用后面要描述的筛子去掉已经研成粉末的粒子。

最通常的捣磨方法，是借助于一个斑岩平板或有类似硬度的石头平板ABCD（图版I，图7 ），将要研成粉末的物质铺展于其上，然后用一个由同样硬的材料制成的捣磨杵（muller）M捣击和磨研，捣磨杵的底部做成一个大球的一小部分；当研磨杵快将物质驱推至板边时，用一把铁质、角质、木质或象牙质的薄柔刀或刮铲将其铲回石板中间。

在大规模的工作中，这个操作要么靠若干个大硬石滚辗来完成，这些滚辗以制粉机的方式水平地在彼此之上转动，要么靠一个坚立的滚辗在平石板上转动来完成。在上述操作中，通常需要把物质略微弄湿，以防止细粉飞掉。

有许多物体不能用前述方法中的任何一种弄成粉末；木头那样的含纤维物质便是这样的物体；那些坚韧而有弹性的物体，如动物角、弹性胶等等，以及有延展性的金属，在研杵之下展平，而不是碎成粉末。为使木头碎成粉末，则使用粗锉（图版I，图8 ）；对于角质物，用较细的锉刀，对于金属则使用更细的锉刀（图版I，图9和图10 ）。

有些金属虽然不是脆得足以在研杵之下成为粉末，但也软得不能锉，因为它们塞满锉刀妨碍其操作。锌就是其中之一，但在加热了的铁臼中变热时可以将其研成粉末，用少量汞与之熔合也可以使其变脆。烟花工用这些方法中的某一种靠锌来产生蓝焰。金属熔化时将其倒进水中，可以使金属变成颗粒，在不想让金属呈细粉状时，这种方法极为有用。

用粗齿木锉（图版I，图11 ）可以把果内质和纤维质的水果、马铃薯等等变成浆状。

选择不同的物质制造这些仪器是一个重要的问题；黄铜或铜不适合于处理用做食物或用于药学中的物质；大理石或金属仪器一定不能用来处理酸物质；因此，极硬的木臼以及瓷臼、花岗石臼或玻璃臼在许多操作中极为有用。

第二节　论粉状物质的过筛与水洗

用来使物体变成粉末的任何机械操作都不能使粉末有完全相等的细度；由时间最长、最精细的研磨得到的粉末仍然是各种大小的粒子的集合。与特定的目的相适应，用不同细度的筛子（图版I，图12、图13、图14、图15 ）去掉这些粉末中的粗粉，以便只留下较细和较均匀的粒子；所有比筛眼大的粉状物质都留下来再受研杵作用，较细者则通过筛眼。筛子（图12 ）用马毛布或丝罗制作；图13 中所描绘的一个是穿有适当大小圆孔的羊皮纸做的；后者用于黑色火药的制造。当极细微或极贵重而又容易弥散的材料要过筛，或者粉末的较细部分可能有害时，就使用复合筛（图15 ），它由筛子ABCD、盖子EF和接受器GH组成；三个部分使用时结合起来，这已经描绘出来（图14 ）。

有一种比过筛要精确得多的获得相同细度粉末的方法；不过它只能用于水对其不起作用的那样一些物质。用水或其他合适的流体与粉末状物质混合，并搅拌之；让此液澄清一会儿，然后将其倾析；最粗的粉末留在容器底一部，较细者则随液体倾出。用这种方式反复倾析，就得到不同细度的各种沉淀物；最后的沉淀，即在该液中悬浮时间最长的，是最细的。这种方法也可以有效地用来分离比重度不同但细度相同的物质；这后一种方法主要在采矿中用来从较轻的土质中将与之混合的较重的金属矿分离出来。

在化学实验室里，玻璃盘罐或陶器曾用来进行这种操作；用的时候，为了倾析液体而不扰动沉淀，就用靠中间有洞的板子DE支撑的玻璃虹吸管ABCHI（图版II，图11 ），在容器中的适当深度FG处，将所需要的液体全部放进接受器LM之中。这种有用的仪器的原理和应用众所周知，不需要解释。

第三节　论过滤

过滤器是一种非常细的筛子，流体的粒子可以透过它，但最细的粉状固体粒子则不能通过它；因此它用来将细粉末从流体中的悬浮物分离开来。在药学中，这种操作主要使用极密极细的呢绒；过滤器通常呈圆锥形（图版II，图2 ），这有一个优点，就是使所有过滤排出的液体集中成一点即A，这就易于用窄口器皿收集它。在大型药学实验室里，这个滤包铺在一个木架上（图版II，图1 ）。

对于化学的目的来说，由于必须使过滤器完全干净，就用未上胶的纸代替布或绒布；固体不会从这种物质通过，然而，如果粉碎得很细则能够透过，而且它能极迅速地滤出流体。由于纸潮湿时易于破裂，根据情况就采用了各种方法支撑它。要过滤大量流体时，用木框（图版II，图3 ）ABCD支撑纸，上面铺有一块用铁钩拉直的粗布。此布每次使用时必须非常干净，如果有理由怀疑它渗有任何有损于后续操作的东西的话，甚至必须使用新布。在通常的操作中，要过滤的流体量适中，就使用不同种类的玻璃漏斗来支撑纸，如图版II图5、图6和图7 所绘。当必须同时进行几个过滤操作时，在支架C和D上架上穿有圆洞的板子或隔板AB（图9 ），极便于放漏斗。

在些液体如此之浓，如此之黏，以致没有某种事先准备就不能从滤纸滤出，譬如，用蛋白澄清便是这种准备，由于蛋白与液体混合处于沸腾状态时凝结并且与杂质纠缠在一起，于是就随杂质一起以泡沫状上升至表面。将鱼胶溶解于水中，用同样的方式可以澄清含酒精溶液，鱼胶靠醇的作用不要热的帮助就凝结。

由于大多数酸是通过蒸馏产生的，因而清澈，所以我们几乎不需要对它们过滤；不过，不论浓酸任何时候需要这种操作，都不可能使用纸，纸会被酸腐蚀和毁坏。碎玻璃，更确切地说是碎成片和粗粗粉碎了的石英或水晶，极符合这种需要；少量的大片放进漏斗颈中；用小片盖住这些大片，细粉全放在上面，酸倒在顶上。为了通常的社会目的，常常用干净的水洗沙过滤河水，以分离其杂质。

第四节　论倾析

这种操作常常用来代替过滤，以分离通过液体而扩散的固体粒子。让溶液在圆锥形容器ABCDE（图版II，图10 ）中澄清，分散的物质逐渐下沉，将清澈的流体轻轻倒出。如果沉淀极轻，最轻的动作都容易使其再与流体混合，那么，就用虹吸管（图11 ）而不是倾析，放出清澈流体。

在必须精确确定沉淀物重量的实验中，假若用相当大比例的水数次洗涤沉淀物的话，倾析比过滤更好。通过仔细称量操作前后的过滤器，的确可以确定沉淀物的重量；但是，当沉淀物的量少时，可以以干燥程度的大小，用滤纸所保留的水分的不同比例来检验应当仔细避免的具体的误差根源。