求铅性白也，而赤之以为丹也，丹性赤也，而白之所为铅．
丹砂烧之成水银，积变又成丹砂．的化学式

中国古代化学（炼丹术）从一开始就与神仙方士结下不解之缘。早在公元前3－4世纪的战国时代，随着神仙方士的出现，炼丹就开始流行。汉武帝时，方士李少君就曾对汉武帝说：“致物面丹沙可以化为黄金，黄金成以为饮食器则益寿”（《史记·封禅书》）。随着道教的兴起，炼丹术更为盛行。魏晋南北朝时期，炼丹蔚然成凤，服药变成社会时尚。隋唐时期，炼丹服药达到高潮，唐朝不少皇帝就死於误吞金丹。宋元明清以降，炼丹术逐渐趋於衰落，但依然有一定市场。总之，炼丹服药求长生的风气，在中国历史上前後持续上千年之久，其中魏晋到唐这段时间影响最大。

炼丹术在中国的出现和发展，最根本的动因是“长生成仙”观念。中国古人相信，人可以长生，但要长生，就须服食不死之药，不死之药溶於人的身体中，人就可以长生不死。何为不死之药？在古人的经验看来，草木药不是不死之药，因为草木药本身会腐烂，会乾枯，放火一烧，会化为灰烬。草木药自身没有永恒不变性，移入人的身体中，不可能使人长生不死。因此，必须找一种不朽、无变化、具有稳定性的药物，它的不朽性转入人体中，人就可能不朽，可以长生久视。这种不朽的药物，就是金丹。这种逻辑，在葛洪的《袍朴子·金丹篇》中表现得最为充份。葛洪说：“夫金丹之为物，烧之愈久，变化愈妙。黄金入火，百炼不消，埋之，毕天不朽。服此之物，炼人身体，故能令人不老不死。此盖假求外物以自坚固，有如脂之养火而不可灭，铜青涂脚，入水不腐，此是借铜之劲以扞其肉也。金丹入人身中，沾洽荣卫，非但铜青之外付矣。”人是脆弱的，但人可以炼金丹，服金丹，可以“假求外物（指金丹）以自坚固。”正是这种“荒唐”而有似乎顺利成章的逻辑和强烈的求生愿望相结合，促使了中国炼丹术的出现和发展。

求长生不死，是违反自然规律的，假借炼丹服金丹达到长生不死的目的是虚妄的。历史上，不计其数的炼丹家、道士追求长生不死的愿望统统以失败而告终，他们没有也不可能实现其主观愿望。但是，他们的客观活动，他们的炼丹实践，却推动了中国化学的产生和发展。他们的真正不朽，是对中国化学科学作出的不朽贡献。

中国历史上，最着名的炼丹家是葛洪，他对中国化学发展的贡献最大。其成就有以下几方面：

第一，葛洪在多年炼丹实践基础上，观察到不少化学反应现象，其中对丹砂、铅等的化学特徵和反应的认识尤其深刻。他在《金丹》篇中说：“丹砂烧之成水银，积变又成丹砂。”丹砂主含硫化汞－HgS，将丹砂在开口管中加热，其中所含的硫变成二氧化硫－SO2，游离出水银－Hg，其化学反应式如下：

　　　　　△　　　
HgS＋O2　 →　SO2＋Hg

再使水银和硫磺化合，生成黑色硫化汞，如在闭口管中加热，即昇华（subtimation）为赤红色晶体硫化汞，其化学反应式如下：

　　　△　　 昇华
Hg＋S → HgS　→　HgS

　　　（黑色）　（赤红色晶体）

葛洪关於丹砂化学特性的概括，是一个了不起的科学结论，在中国乃至世界化学史上都是值得称道。他科学化地了解上述汞与硫的化学反应比西方法国的化学家拉瓦锡（Lavoisier，1743－1794）早大约1500年。

对铅，Pb的化学变化，葛洪的认识也是正确的。《抱朴子·黄白》篇中说：“铅性白也，而赤之以为丹；丹性赤也，而白之而为铅。”用现代汉语说，铅加热後经过化学变化，所以变成了红色的铅丹；红色的铅丹再经过加热分解後，可以还原为白色的铅。这种对铅的化学变化的认识，是葛洪在炼丹试验中总结出来的。它反映了中国古代炼丹家物质观的理论水平，其中即包含有化学反应可逆性的概念（concept of reversibilty），同时也反映了对反应物（react-ants）和产物（products）在人工变化中仍保持着物质统一性的认识，也暗示了元素（elements）与化合物（compounds）的合与分的过程的科学化理解。

单质砷，As的制备，是葛洪对砷化学的一大贡献，从砷化物中制得单质砷，是葛洪最先发现的。《抱朴子·仙药》篇中说：“又雄黄当得武都山所出者，纯而无杂，其赤如鸡冠，光明晔晔者，乃石用耳。……饵服之法：或以蒸煮之，或以酒饵，或先以硝石化为水，乃凝之；或以玄胴裹蒸之於赤土下；或以松脂和之；或以3物炼之，引之如布，白如冰，服之皆令人长生。”从上述引文可以看出，葛洪早在4世纪就已知道通过水或水蒸汽使雄黄分解，生成氧化砷；用硝石、松脂和猪大肠与雄黄共炼，可以得到氧化砷和一定量的金属砷。西方炼丹家从砷化物中制得单制砷是13世纪的事情，葛洪发现金属砷的成就，至少早於西方炼丹家900年。

葛洪对中国古代化学的贡献是多方面的。除了上述成就外，《抱朴子·金丹》、《黄白》等篇中还观察与记述了不少有价值的化学发现和试验方法。他记述炼丹所使用的药物，就达数十种之多，如铜青、丹砂、水银、雄黄、矾石、雌黄、云母、戎盐、曾青、铅丹等等。他记述了制造铜砷合金的方法，并详细叙述了整个冶炼过程的具体步骤；他观察并记述了金属取代作用，用曾青涂铁，使铁和硫酸铜溶液发生化学反应，铁取代硫酸铜里的铜，生成硫酸铁，使铜被置换出来；他记述了熔解金的方法；他认识了炭在高温条件下的还原作用等等。葛洪的着作中记载了不少今已失传的炼丹资料，他综合了前人的炼丹实验，总结了各种各样的炼制方法，他本人在多年炼丹的实验基础上，作出了不少有价值的科学发现。

陶弘景是葛洪之後的一个大炼丹家。据《南史》记载，他曾从梁天监四年（505）到梁普通六年（525），进行了长达20年之久的炼丹试验，并在丰富的实践基础上，写了不少炼丹着作，如《合丹药诸法式节度》1卷、《集金丹黄白方》1卷、《炼化杂术》1卷、《太清诸丹集要》4卷等等，可惜以上这些书都先後全部亡佚。陶弘景关於炼丹方面的资料，现在仅能从残存的《本草集注·叙录》中略识一二，因此已不可能全面了解陶弘景在炼丹方面的贡献。从《叙录》中，我们可以知道，陶弘景已发现用燃烧的方法来鉴别硝石（硝酸钾）：“以火烧之，紫青烟起，云是真硝石也。”这开了近代化学中用火焰法监别钾盐的先河。他对石灰烧制的观察非常细致，有烧石灰的确切记载：“近山生石、青白石，作灶烧竟，以水沃之，即热蒸而解。”他还指明黄丹是“熬铅所作”，胡粉是“化铅所作”，说明这两种铅化合物都不是天然的产物，而是人工制造的。以上这些记述，只是陶弘景炼丹成就的一部份，不足以反映他对古代化学的贡献。但可以肯定，由於陶弘景博学多才，声望极高，他的炼丹实验和着述自然对後世炼丹术产生了影响，唐朝炼丹实验的进步，无疑是在继承魏晋南北朝时期（其中也包括陶弘景的贡献）的炼丹成就基础上发展起来的。

唐朝是炼丹术鼎盛的时代，出现了不少炼丹家和炼丹着述。孙思邈和其弟子孟诜，既是医学家又是炼丹家，孙思邈的《千金要方》虽然是一部医书，却包含不少丹法，他的《大清丹经要诀》和东少微的《修优灵砂妙诀》、《九还金丹妙诀》、张果的《神仙得道灵药经》、《玉洞大神丹砂真要诀》等，都是传世之作，对炼丹化学的发展，有很大的影响。

唐朝炼丹实验总结了前人的经验，在操作、药物用量、使用工具和设备上已更加合理和完善。在药物用量上，唐代炼丹家克服了用药的随意性和盲目性，用药趋向小数量按比例，向定量化发展。如炼制丹砂，所使用的汞与硫磺的数量比例就相当合理，一般用汞1斤（16两），硫磺3两，相当於100：19，这种比例，就按现代科学眼光看，也是合理的。这说明炼丹家在长期练丹实验中，已积累了相当丰富的化学知识。在使用工具和设备上，也取得了突破的进步。据《丹房须知》记载，唐朝炼丹所使用的蒸馏设备，下部是加热的炉子，上部是盛药物的密封容器，容器旁有一管道，可使水银蒸汽流入旁边的冷凝罐中。这种蒸馏器已达到相当完善的程度，是中国炼丹实践中的一项发明。

唐代的炼丹术所取得的成就是相当惊人。驰名世界的火药，就是唐代炼丹家发明创造出来的。炼丹家通过硫磺、硝石与炭混合燃烧现象的观察与实验，制成了黑色火药。唐代《铅汞甲庚至宝集成》关於“伏火矾法”的记载，就是世界上最早的制造火药的实验记录。