自从有了人类，化学便与人类结下了不解之缘。钻木取火，用火烧煮食物，烧制陶器，冶炼青铜器和铁器，都是化学技术的应用。正是这些应用，极大地促进了当时社会生产力的发展，成为人类进步的标志。今天，化学作为一门基础学科，在科学技术和社会生活的方方面面正起着越来越大的作用。
火的认识与利用
一、人类对火的认识
火是人类文明生活的源泉。原始人过着“茹毛饮血”的生活。电闪雷鸣等引起的森林大火起初使原始人对火也感到害怕，但后来人们发现火也是可亲近的，特别是寒冬腊月，靠近火的地方格外暖和，被火烧死的野兽比生吃味道更鲜美，用火烤过的野菜、野果等更加可口……于是人们便试着用干枝把野火引回住地，不断地添柴加草，让它经久不熄。从此人类开创了熟食时代。
熟食的营养容易吸收，使得原始人的整个身体的结构发生了改变，促进了脑髓发育，智力逐渐向高级方向发展。人们用火战胜严寒，用火驱赶野兽，用火照明。火增强了人类的生存能力和活动范围，促进人们去创造工具。就这样，文明社会从火堆中萌芽了。
火的发源，最初是从天然来的。后来人们学会摩擦生热和钻木取火的技术，我国古代有燧人氏钻木取火之说。“钻木取火”是用榆柳一类的木料钻出火来的，以火为中心逐渐地出现了一些“居民点”，在火周围地区打猎、捕鱼、采摘植物果实。在这些劳动中人们发展了语言的使用，后来出现了劳动的社会分工。恩格斯说：“火的使用，第一次使人支配了一种自然力，从而最终把人同动物界分开。”
二、人类对火的研究和利用
生存的需要，促使人们研究火和利用火。居住的岩洞因雨水灌入而无法居住，迫使人们用火堆旁的“硬土”——粗陶，在地势较好的地方盖起了半穴居的泥草房，尽管极其简陋，但人们走出了岩洞，结束了穴居生活。从此家庭形成了。
后来人们将粗陶进一步焙烧，逐渐地学会了制陶。陶器、陶瓦和陶砖的问世，有力地推动了社会生产的发展，各个部落在住地四周垒起高墙，深挖壕沟，建起了最早的城市。这促进了血缘家庭的形成和家庭手工业的迅速发展，推动了社会的进步。
火堆，不仅启迪古人去制陶，也启发他们去冶炼金属。人类很早就发现含铜、锡和铅等熔点较低的金属矿石，经过火煅烧后能得到跟天然铜相似的金属。久而久之，人们就会用火煅烧矿石冶炼金属了。我国在四五千年前就开始炼铜，在殷商时期，我国不仅会炼纯铜，而且能炼青铜——铜锡合金。我国在战国时期就掌握了炼铁技术。
将木材粉碎，放在化学药水里煮，然后将煮好的材料通过旋转的铜网过滤、吸收、挤压、加热、干燥而制得了纸，使人类结束了竹简文化时代。
火有两种，一种是“自然火”，一种是“人工火”。自然火是天灾，而人工火则可造福人类。人工火是天国汤人之王汤古氏发明的，是用铜质的圆形凹面镜，在太阳下聚光，对焦取天火，可燃着灯戎草，因而人工火又称“盗天火”或“明火”。而那取火之器因是汤古氏所发明，因而称“汤燧”。《历代小史》记曰：“昔遂人氏时，游于日月之都，则炎然火出也，圣人有感，取火于日，遂人氏因之，故从火为燧。”日月之都即汤谷，是日火的发源地。汤尧之时，汤人避尧讳，改汤为阳，故而汤燧又称“阳燧”。
汤人不但是人工火的创始者，而且最先发现石油为可燃材料。汤人后裔巴人之王曰“肥遗”，初居酒泉延寿，在此发现石油可燃，因而命名“肥油”，史称“石漆”。《博物记》证曰：“延寿县南有山，石出泉水，大如筥籧，注地为沟，其水有肥，如煮肉泊，漾漾永永，如不凝膏，燃之极明，不可食，县人谓石漆。”肥遗部后迁陕西太华山，春秋时加入白狄，随之东迁，并在山西昔阳城立都，建肥子国，后被晋国所灭。肥人随汤人东渡日本，将火传入日本。公元615年，日本开始使用石油，称其为“燃烧水”，被列为世界首先使用石油的国家，孰不知，此文明是汤人肥部传入日本的。由于汤人发现了石油燃料，为火文明的延续及弘扬提供了基础和充足的燃料，为世界现代化发展起到了推动性作用。汤人的火文明，改变了人类自身，并使人类社会得到迅猛的发展，由此掀开了人类的“文明史”。另一方面从化学的角度来说，火使许多物质发生了有用的变化。使天然资源如煤、石油等得以广泛的应用。现代化学中的许多方法都得自于对火这种自然力得应用。
火药与炼丹术
一、火药的发明与利用
火药是我国古代四大发明之一，距今已有1000多年的历史。我国发明的火药现在被称为黑色火药或黑火药。在古代，火药的用处非常大，猎人常靠它布设陷阱捕捉猎物。老百姓靠它开山、筑路、修渠。在军队里，火药的用处更大了。两军交战，除了短兵相接，互相厮杀外，拥有威力巨大的火药武器，常常是战争中克敌制胜的法宝之一。
随着科学技术的发展，黑色火药逐渐被爆炸力更强、更安全、能随时控制爆炸时间的现代各种高级炸药所替代，但是黑色火药至今未被淘汰，仍在一些行业内被使用。
火药的发明和中国古代炼丹术有着密切的关系。有人明确地讲，火药的发明应归功于中国古代的炼丹家。
火药的主要原料为木炭、硫磺和硝石。
硫磺在我国古代也被称作石流黄、留黄、流黄等。我们的祖先在公元前后，就已在湖南的郴县发现了大量的硫磺矿。此后在我国北方、南方也多次发现大型硫磺矿。我国古籍中最早提到“流黄”的是《淮南子》一书（公元前150年前后）。说明在当时古人对硫磺已有认识。西汉末年问世的我国第一本药物典籍《神农本草经》上。把石流黄归入“中品药”的第三种，可见当时硫磺已被广泛用于入药。
硝石是黑色火药里的氧化剂。它的化学成分是硝酸钾，受热能产生氧气，有很强的助燃作用。火药爆炸力的大小主要根据含硝量的多少来决定。最迟在公元前后，我们的祖先已经发现了硝，并能掌握利用它。古代人民在实践中慢慢发现硝石有消除积热和血瘀等医疗作用，便将它入药。《神农本草经》把硝石列入“上品药”的第六种。古代的炼丹家十分熟悉硝石的性能，常把硝石作为主要的氧化剂和溶剂。公元500年左右的炼丹家陶弘景就指出硝石有“强烧之，紫青烟起”的现象。
炼丹家们在炼丹时既用硫磺又用硝石，渐渐发明了可以燃烧的火药。
唐朝初年，有名的药物学家孙思邈也炼过丹药。在他所写的《丹经》一书中，有一种“伏硫磺法”，记载着类似火药的方子。
由于这种伏硫磺法经常在制作过程中发生燃烧，烧伤炼丹者的手脸，甚至烧掉炼丹房，古人明白了硫磺、硝石和木炭的混合物极易猛烈起火，甚至发生爆炸，制作时必须十分当心。
经过一次次的爆炸起火，炼丹家们从最初的恐惧中逐渐认识到，硫磺、硝石和木炭，如按一定比例配制，可制成会爆炸的“火药”。
火药是在炼丹家们炼药时发明的。具体年代已无从查考，但根据资料可以推断，火药发明的时间应在唐代以前。由于这种火药的颜色是黑色的，所以叫作“黑火药”。
火药虽是由炼丹家发明，但炼丹家的本意是为了制作药物，他们并不希望它有强大的爆炸力和破坏力。可是当火药的配方一旦为军事家们所知晓，情况就完全不同了。他们明白，用火药制成的武器，一定具有强大的杀伤力。于是军事家们不断探索研制，强化它的毒性、燃烧力和爆炸力。火药发明后，引起武器制造的重大改革，逐渐由兵刃时代进人了火器时代。
约在唐朝末年，火药已开始用于战争。宋朝有个叫路振的人，他所著的《九国志》一书中有这样一段记载：唐哀帝时（公元892～908年），郑播攻打豫章（现在的江西南昌），他命令兵士“发机飞火”，烧了龙沙门。据解释，飞火是火炮一类的东西，是用火药制造的燃烧性武器。可见，当时火药已用于战争。到了宋朝，人们发明了更多种类的火药武器，从最初的燃烧型火药武器逐渐过渡到威力更大的爆炸型火药武器。
1132年，南宋的军事家陈规为了防御金兵的侵扰，又发明了一种管状的射击性武器——火枪。这种火枪是用长竹竿做的，竹管里面装满火药。打仗时由两个人抬着，点着了火发射出去。火枪的发明，可以说是火器史上的又一个新起点。
火药自从发明以后，主要有两大用途：一种是制造武器用于战争，另一种用途是用于生活、生产。据《武林旧事》、《梦粱录》、《事林广记》等书记载，在南宋、元朝时人们已经用火药制成焰火，以燃放焰火的形式来欢庆节日。火药性能和作用也逐渐被人们所掌握，古代人民利用它来开山、破土、采矿、筑路等，使其在生产劳动与和平建设中发挥威力。
火药、火药制造方法以及火药武器，是由中国传入阿拉伯，再辗转传入欧洲直到世界各地的。19世纪，美国在修建纽约港时，仍是使用中国发明的黑火药爆破。恩格斯曾说：“法国和欧洲，其他各国是从西班牙的阿拉伯那里得知火药的制造和使用的，而阿拉伯人则是从他们东面的各国人民那里学来的，后者却又是最初的发明者——中国人那里学到的。”恩格斯的这番话，明确指出了是中国最先发明火药这一历史事实。
二、古代炼丹术中的化学成就
我国古代的冶炼技术相当发达。早在殷商时期，就已经能制造出造型复杂、非常美观的大型青铜器皿了。春秋中期，我国已经发明了生铁冶炼技术，到了春秋末年，铁制的农具和兵器也已得到普遍使用。
在冶炼金属的过程中，人们不断总结经验，逐渐接触和熟悉了许多矿物的性能，积累了丰富的化学知识。从战国时代起，就有人把冶金技术运用到炼制矿物药方面，梦想能炼出长生不老之药来，也有人想从矿物中炼出金银来。那种炼制所谓长生不老药的炼丹术在古代被称为“方术”，从事炼丹的炼丹家则被称为“方士”，后来被称为“道士”或“丹家”。
虽然这些炼丹家始终未能炼出长生不老之药来，但是在一次次冶炼中，他们不断积累经验，掌握了不少化学知识。这些炼丹家对我国古代化学的发展，起了不少作用。用现代人的眼光来看，或许把他们称为古代的化学家更为合适。在这些方士中，较为突出的有李少君、魏伯阳、刘安、葛洪等。
高度发展的现代化学今天不仅揭开了物质变化的秘密，而且造出了许多自然界本来没有的人造物质，可以说已经达到了古人所梦想的“夺天地之造化”的地步。然而我们知道，这门科学和人类其他知识一样，一开始也是经过了一个幼稚阶段的，这一阶段就是恩格斯称做化学的“原始形式”的炼金术或炼丹术。
炼丹术是古人为求“长生不老”而炼制丹药的方术，这种方术在我国起源很早，据《汉书·刘向传》载，淮南王刘安（公元前179～前122年）在他的《枕中鸿宝秘苑书》中说，战国时邹衍（约公元前305～前240年）有“重道延命方”，看来这可能是我国古代丹方之祖。但是这方不传于世，刘安那部书也早已散佚，内容怎样现在已经无从查考。不过《战国策》有方士向荆王献“不死之药”的记载，《史记》对秦始皇求“仙药”和派方士徐市（福）率童男女几千人入海求“仙人”的事叙述很详细，可见我国炼丹术在先秦时期的确已经开始萌芽。到西汉时期，武帝刘彻（公元前156～前87年）以更大的规模求仙求药，并采纳方士李少君的建议，在宫中设立丹灶，亲自从事炼丹。从此以后，炼丹之风就在封建统治阶级中开始盛行，并且经久不衰，一直发展到宋元以后。所以历代都出现了许多烧丹的方术之士，也就是我们今天所谓的炼丹家。
我国古代的炼丹活动（以锻炼身体为主的“内丹”除外），涉及自然科学的许多不同领域，但是它的主要内容是以下三个方面：第一，用各种无机物，包括矿物和金属，经过化学处理制作长生药的研究；第二，为了研制药用的人造“金”、“银”而进行的冶金技术研究；第三，为了寻求植物性长生药而进行的药用植物研究。
炼丹术所追求的目的是荒诞的，所依据的理论也大部分是属于唯心主义和迷信的，这是它在流行一千几百年之后终于让位给本草学（就是包括制药化学在内的中国传统药物学）的原因。不过历代炼丹家在广大劳动人民生产斗争知识的基础上，亲自采药、制药，做了种种实验，在炼丹实践中对自然现象进行观察研究，这就使得他们能在科学技术特别是在化学方面，取得许多重大成就，成为留给后人的宝贵遗产。我国古代炼丹的方法可分火法和水法两种。
1.火法炼丹
所谓火法，主要是带有冶金性质的无水加热法。东汉炼丹家魏伯阳在《周易参同契》中说，他那时有《火记》六百篇，讲的就是这种火法。但是这部书早已失传，内容已经无从查考。据晋葛洪《抱朴子内篇》以及比较晚的炼丹著作的记载，火法大致包括煅（长时间高温加热）、炼（干燥物质的加热）、炙（局部烘烤）、熔（熔化）、抽（蒸馏）、飞（又叫升，就是升华）、伏（加热使药物变性）等方法。
炼丹术最早的研究材料可能是丹砂，就是红色硫化汞，这种研究用的就是火法。红色硫化汞一经加热就会分解出水银（汞），水银和硫磺化合生成黑色硫化汞，再加热使它升华，就又恢复红色硫化汞的原状。所生成的水银，是金属物质却呈液体状态，圆转流动，容易挥发，显得和寻常物质不同。所有这些现象都使古人感到神奇，因此炼丹家一直想利用这些物质制成具有神奇效用的“还丹”，又称“神丹”。《抱朴子·金丹篇》说：“神丹既成，不但长生，又可以作黄金。”就是说，这种“神丹”是兼有使人“长生”和“点铁成金”作用的万应灵丹。古代炼丹家为了炼“九转还丹”，把汞的实验反复做了又做，所以他们对这种变化很熟悉。西汉刘安在《淮南万毕术》中说：“丹砂为澒（汞）。”东汉魏伯阳的《周易参同契》很生动地描写了水银容易挥发、容易和硫磺化合的特性，并且讲到在丹鼎中升华后“赫然还为丹”的过程。晋代葛洪的《抱朴子·金丹篇》把这些话总结为一句：“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂。”这些说法当然都是他们从长期实验中得出的结论。到了唐代，陈少微《九还金丹妙诀》所载的“销汞法”（用汞和硫磺制丹砂法），已经相当精确细致，汞和硫的分量有一定的比，加热有一定的火候，操作有一定的程序，最后达到“化为紫砂，分毫无欠”（紫砂就是丹砂）的结果。这样的方法和近代化学相比可说已经差不太远。红色硫化汞有天然和人造的两种，天然产的就是丹砂（湖南辰州产的叫辰砂），人造的叫银朱或灵砂。人造红色硫化汞是人类最早用化学合成法制成的产品之一，这是炼丹术在化学上的一大成就。
