秦汉期间是中国古代化学的奠定期间。特殊是炼丹术做为原始形式的化学，自战国时代鼓起，颠末秦皇汉武的热心倡议，到东汉时已成为一门独立的学问。汉代疡科“五毒方”的升炼，标记着中国医药化学的初步。秦汉期间冶金手艺在战国期间的根底上有了长足的停顿，呈现了很多与化学有关的创造和创造。
炼丹术炼丹术与求仙活动
战国期间就有很多关于仙人和不死之药的传说。齐威王、齐宣王、燕昭王都曾使人进海觅仙求药。秦始皇同一中国后，即“遣徐市发童男女数千人进海求仙人”，“使燕人庐生求羡门、高誓”，“使韩末（寡）、侯公、石生求仙人不死之药”。西汉桓宽说：“当此之时，燕齐之士释锄耒，争言仙人方士，于是趣咸阳者以千数，言仙人食金饮珠，然后寿与六合相保。”秦代的炼丹活动已有相当规模。所谓“炼丹”，最后的含义和内容就是提炼丹砂。据说其时有“韩末丹法”、“羡门子丹法”，都是以蜜或酒拌杂丹砂而服食。
在汉代，炼丹术的规模更为扩展。汉武帝与秦始皇一样也以好仙人和长生之术著称。先是“齐人之上疏言仙人奇方者以万数，然无验者”，武帝“乃益发船，令言海中神山者数千人求蓬莱神人”。在为数浩瀚的方士中，其姓名见于《史记》、《汉书》者有少翁、栾大、宽舒、公孙卿等，而此中最重要的人物为李少君。李少君曾向汉武帝提出：“祠灶则致物，致物而丹砂可化为黄金，黄金成，认为饮食器则益寿，益寿而海中蓬莱仙者可见，见之以封禅则不死，黄帝是也。”于是，汉武帝“始亲祠灶，遣方士进海求蓬莱安期生之属，而事化丹砂诸药齐为黄金矣”。
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与汉武帝同时代的淮南王刘安也“招致来宾之士数千人，做内书二十一篇，外书甚寡，又中篇八卷，言仙人黄白之术，亦二十余万言”。此外，“有枕中鸿宝秘苑书，书言仙人使鬼物为金之术，及邹衍重道延命方，世人莫见”。其后，宣帝、成帝、哀帝以及王莽也都笃好仙人方术。东汉期间，炼丹术与道教连系，相得益彰。从此，方士便演变而为道士，炼丹术也大都由道士掌握了。
汉代丹经在现存丹经中，一般认为属于汉代做品的有《三十六水法》、《太清金液神情经》（即今《太清金液神情经》卷上）、《太清金液神丹经》、《黄帝九鼎神丹经》（即《黄帝九鼎神丹经诀》卷一）、《太上八景四蕊紫浆五珠绛生神丹方（经）》、《周易参同契》等。此中淮南王刘安时就已行世的《三十六水法》是迄今所知世界上现存最早的一部炼丹术著做。
《三十六水法》记述有化解34种矿物和2种非矿物的54个方子。从那些方子能够看到，其时已知操纵硝石和醋的混合液（有时加石胆）来化解金属或矿物。此中第一方为“矾石水”方，李时珍《本草纲目》云：“金乃西方之行，淮南《三十六水法》，亦化为浆服饵。”《黄帝九鼎神丹经诀》卷八载：“昔太极实人以此神经及水石法（即《五灵神丹上经》及《三十六水法》）授东海青童君，君授金楼先生，先生授八公，八公授淮南王刘安，安升天之日授吴左。”华池（盛有浓醋的化解槽）和，涂铁，铁即如铜”。
《淮南万毕术》也说：“曾青得铁则化为铜。”那阐明西汉时的炼丹家就晓得铁对铜盐的置换反响。那一反响的发现，奠基了唐宋时代水法炼铜——胆铜法的根底。
西汉末或东汉初问世的《黄帝九鼎神丹经》记载了后世丹家极为推崇的铅汞还丹的炼法：“取汞三斤，纳土釜中，复以玄黄覆其上，厚二寸许。以一土釜合之，封以六一泥，外内固济，无令泄。置日中暴，令大干，乃火之。湿者不成，得火即拆破。如调丹华法，以马通若糠火，火之九日夜，冷一日。发之，药皆飞著上釜，状如霜雪，紫红墨绿，五色光华，厚二分寸余，以羽拂拭之。”玄黄一名黄芽，即“仙经涂丹釜所须”的黄丹（铅丹，pb3O4）。
因为铅丹在500℃以上能合成放出氧气，氧气又能与汞连系生成氧化汞而凝聚在温度较低的上釜内壁，所以上述升炼产品为氧化汞（HgO）。那种以黄芽造汞为丹的还丹炼法为魏伯阳、狐刚子等铅汞还丹派炼丹家所继续，并给后世的中国炼丹术以很大影响。
魏伯阳与炼丹术魏伯阳是会稽上虞人，东汉桓帝时在世。他在所著《周易参同契》中说：“河上姹女，灵而最神。得火则飞，不见埃尘。鬼隐龙匿，莫知所存。将欲造之，黄芽为根。”“河上姹女”为汞，“黄芽”即黄丹（Pb3O4）。意思是汞易挥发，若要将其礼服成丹，则须用铅丹。《周易参同契》次要讲的是内丹，但其“内丹以外丹言之”，所以对研究外丹黄白术仍有参考价值。如《参同契》里说：“胡粉投火中，色坏还为铅。”就是说，经炭火的感化，胡粉（碱式碳酸铅）不单色变，并且量也变了，复原为铅。
魏伯阳的炼丹理论是以阴阳五行学说为根底的。他认为，“类同者相从，事乖不成宝”，“同类”的物量才气“相变”。在论述炼丹术的可能性和合理性时，魏伯阳说：“天然之所为兮，非有邪为道若檗染为黄兮，似蓝成绿组；皮革煮为胶兮，曲蘖化为酒。”在论述服食灵药何以能使人长生不死时，魏伯阳说：“巨胜（胡麻）尚延年，还丹可进口。金性不败朽，故为万物宝。术士服食之，寿命得长久。”那是一种希图把黄金的抗蚀性机械地移植到人体中往以求长生的无邪设法。
狐刚子与炼丹术
东汉末年，大致与魏伯阳同时或稍后的炼丹家狐刚子，本名狐丘，是一位铅汞还丹派的理论家。他的著作反映了汉代炼丹术成就所到达的高度，堪称我国古代化学的绮丽篇章。他在所著《五金粉图诀》中说：“丹铅（Pb3O4）炼丹术有内丹、外丹之分。所谓内丹，指的是磨练人体内在的精、气、神，“以神运精气，结而成丹”。所谓外丹，是指求身外之药，炼之成丹之精，其功既深，其力亦大，九上九下，覆荐水银，化汞为丹。”那与《黄帝九鼎神丹经》中的还丹炼法是一脉相承的。
《五金粉图诀》还记载了狐刚子做“九转铅丹法”。所谓“九转”，是指先以铅造备铅丹做为原料，再从铅丹动身用炭火复原出铅，接着以所得铅复炼为丹，如斯频频九次。因为铅丹在500℃以上会发作合成，所以狐刚子特殊强调，造铅丹时“不得烈火”。在《五金粉图诀》中，狐刚子还提到：“硫黄功用变银化汞。”意思是说硫能与银和汞化合生成硫化银和硫化汞。硫化汞也是中国古代炼丹家的“灵丹”之一。
在狐刚子的另一著做《出金矿图录》中，有一段“炼石胆取精华法”的记载：“以土墼（土坯）垒做两个方头炉，相往二尺，各内外精泥其间，旁开一孔，亦泥内外，使精熏，使干。一炉中著铜盘，使定，即密泥之；一炉中以炭烧石胆使做烟，以物扇之，其精华尽进铜盘。炉中却火待冷，开取任用。进万药，药皆神。”那种办法现实上就是干馏石胆，接取馏分、冷凝所得干馏液即为硫酸。该反响为：CuSO4•5H2OCuO＋SO3↑＋5H2O↑SO3+H2O=H2SO4。
狐刚子的“炼石胆取精华法”是干馏法造取硫酸的世界最早笔录，比西方要早五六百年。