一、熊熊燃燒的火焰
人類已有約萬年的曆史，而地球的曆史要比人類久遠得多。在地球的演化和生命起源的漫長過程中，經曆了無數的化學變化。當人類出現的時候，地球上可以直接感知的化學變化仍然是隨處可見的。例如動植物的腐敗和各種燃燒現象，生命的毀滅和熊熊燃燒的火焰都曾給人類帶來巨大的恐懼，如火山噴發、森林大火等，是最為驚心動魄的景象。火不隻給人以恐懼之感，它也帶來光明和溫暖，經火燒熟的食物也較為可口。正是從對火的懼怕開始，人們逐步認識和利用了火。
我國境內發現的早期人類遺址都有火的遺跡。在距今百餘萬年的元謀人遺址，曾在元謀人化石粘土層出土大量炭屑，並發現數塊燒骨。距今約百萬年的陝西藍田人遺址也有當時用火的痕跡。距今萬年的北京人不但已普遍用火，而且已經掌握了保存火種的方法。北京人群居的洞穴之中有數米深的灰燼，其中還有被燒過的獸骨和石塊，這表明北京人已有意識地利用火取暖和燒熟食物。熟食對人類智力的發展有著巨大的促進作用，它還可以減少疾病，延長壽命。燒製熟食本身也是一個化學變化過程。有意識地使用火是人們控製和掌握的第一個化學變化，而且隨之就能實現更多的化學變化，因此可以說化學是從火的認識與利用開始的。
人類最早利用的都是自然界的野火，從野火中取得火種。北京人大量用火表明他們已有保存火種的習慣。從保存火種到摩擦生火，其間經曆了數十萬年。我國上古時代有“鑽木取火”的傳說，但關於摩擦生火起源於何時已難稽考。《韓非子五蠹》記載說：“上古之世……民食瓜果蚌蛤，腥臊惡臭，而傷害腹胃，民多疾病，有聖人作，鑽燧取火，以化腥臊，而民悅之”。這就是燧人氏鑽木取火的神話傳說。鑽木取火的方法在我國古代沿用很久。從先秦到魏晉，該法是最普遍的取火方法。它一般是用一根較硬的木棒作為鑽棒，被鑽的木片往往是用軟木，鑽棒在軟木上快速旋轉，鑽出的木屑很容易燃燒。直到解放前，我國海南島黎族和雲南佤族仍用鑽木取火。遠古的鑽木工具已難得見，但漢晉遺物卻有出土，在居延漢代烽燧遺址就發現過鑽木用的鑽棒和木片。與鑽木法一樣古老的還有鋸法取火，其原理同於鑽法，即利用竹木相鋸摩擦而產生的熱量生火，傳說伏羲氏“錯木生火”即是此法。《莊子外物》篇：“木與木相摩則然。”也是指鋸法，此法在戰國以來也廣為流行。
解放前，雲南佤族和苦聰族人都曾用鋸法取火。據調查，佤族人使用的鋸法，是以生木相摩，截取當地生長的一種“阿由”樹為底木，以鐵刀刻一凹槽，深入樹心。以一竹片在凹槽中往來摩擦。“另一人雙手各持火草一小把閉置於凹槽兩端，兼起挾緊底木作用，摩至火草著火為止”。此外還有一種帶鋸法，以竹藤之類作條帶來鋸，實際上也是鋸法的一種。”汪寧生：《民族考古學論文集》第頁，文物出版社，年隨著工藝技術的進步，取火方法得到進一步發展。進入青銅時代之後，我國先民又利用青銅鑄凹鏡，聚日光以生火。這種銅鏡又稱“陽燧”、“夫燧”。《周禮秋官司》曰：“司氏掌以夫燧取明火於日。”年月，陝西省扶風縣黃堆村西周墓葬出土了西周時代的凹麵銅鏡，據報道年代在距今約年前，是目前所知的唯一的陽燧遺物。此後，又在擊石法基礎上發明了火鐮擊石法。擊石法是以兩塊黃鐵礦石相擊，或用黃鐵礦石與火石相擊生火，起源也很早。火鐮擊石法對火鐮材料有一定要求，即必須用高碳鋼製成的火鐮擊石才能生火。此法到宋元時代普遍采用，古老的鑽法、鋸法取火才逐漸淘汰。利用和控製了火，人們可以實現許多物質變化。古代化學采用的全部方法，如燃燒、鍛煉、煮沸、蒸餾、升華甚至溶解，都無不與用火直接或間接地有關。這些方法至今仍然是化學實驗中常用的。火的利用為實用化學工藝的出現鋪平了道路。
二、煤炭烏薪之火
煤炭，中國古代有石炭、烏薪、黑金、燃石、礦炭等異名，其中以石炭這一名稱用得最廣。煤炭是植物經地殼變動埋沒在地下，受了細菌、壓力等作用，經過極為漫長的歲月，逐漸變化而成的。煤炭有泥煤、褐煤、煙煤和無煙煤等。我國最早記載煤的名稱和產地的是戰國時期的著作《山海經》，書中雲：“女兒之山，其上多石涅”。“石涅”就是煤。但從目前擁有的文獻資料來看，還沒有發現春秋戰國、秦時有開采、使用煤炭的記錄。漢初司馬遷所著《史記》中記載了漢竇廣國在宜陽地方“入山作炭”，明末清初學者顧炎武認為，這就是進山去采煤炭。《漢書地理誌》中也記載了漢代“豫章郡出石可燃，為薪。”豫章郡即今江西南昌及其附近，這裏已把煤稱作一種可燃石頭，明確指出了煤已用於人民的日常生活中。漢代冶鐵業中已開始使用煤作燃料。年，在河南鄭州古滎鎮發現了從西漢中葉至東漢前期的冶鐵遺址，就是用煤冶煉的。又在河南鞏縣鐵生溝西漢末年的冶鐵遺址發現了煤餅。這都是漢代冶鐵已開始使用煤作燃料的側麵依據。有明確記載用煤冶鐵的是魏晉以後，從北魏酈道元《水經濁漳水注》引《釋氏西域記》說：“屈茨”龜茲的異譯北二百裏有山，夜則火光，晝日但煙。人取此山石炭，冶此山鐵，恒充三十六國用。”指明了西域已用石炭煤冶鐵，而且其采煤和冶鐵規模都相當大，“恒充三十六國用”。
據已故岑仲勉先生考證，《釋氏西域記》一書出於晉朝道安之手。西域的冶鐵技術傳自中原，這種用煤作燃料煉鐵的方法應該也傳自中原。我國用煤冶鐵方法至少在晉或晉以前就開始了。我國是世界上最早用煤冶鐵的國家。用煤作冶鐵燃料，由於煤炭耐燃，溫度高，更有利於提高生鐵產量，滿足社會生產和生活的需要。根據文獻記載，漢末煤的開采量已相當大。曹操在鄴都今河北臨漳縣西興建冰井台，井深十五丈，裏麵儲存數十萬斤煤。晉初陸雲在參觀了冰井台後說：“燒此，消複可用，然煙中人。”即指燃燒未完的煤炭，撲滅後還可以利用；當煤燃燒不充分時，會產生傷害人的氣體。表明了當時人們在實踐中對用煤已有了相當認識。南北朝時期，北方的許多家庭都用煤來取暖、燒飯。在唐朝有許多詩人的詩句中，不時見到有“石炭”字樣，在南方，也見到了有煤礦的記載。唐代，煤炭已是人民日常生活中常見的東西了。宋代，采煤業繼續發展，煤炭作為家用燃料，已部分替代柴草、木炭出現在人們日常生活中。山西地區“民燒石炭，家有橐冶之具”。汴京城中百萬家也“盡仰石炭，無一燃薪者”。同時在金屬冶煉和製瓷業中也使用了煤。如蘇軾知徐州時，曾派人到徐州西南的蕭縣白土鎮找到煤礦。後來蘇軾在其《石炭行》一詩的序中說：“以之冶鐵作兵，犀利異常”。說明當時徐州這個重要的冶鐵地區已使用了煤。甚至宋朝已用焦炭冶煉鐵了。
在廣東新會縣發掘的南宋煉鐵遺址中，除找到爐渣、石灰石、礦石外，還找到焦炭，表明那時已開始用焦炭來冶鐵了。目前所知，這是世界上冶鐵用焦炭的最早實例。歐洲到世紀才開始煉焦，比中國晚了五百多年。近年來，在北方發掘出來的一些宋代陶瓷窯址中，也很普遍地留有用煤的遺跡。有關煤的形態及用煤的方法，謝維新的《合璧事類》中有：“豐城、萍鄉二縣，皆產石炭，於山間掘土，黑色可燃，有火而無焰，作磺硫氣。既銷，則成白灰”的記載，是指煤裏含硫，燃燒時作硫磺氣，燒完之後，剩下白灰，證明了煤的含碳量高。在元朝時，從意大利來華的馬可？波羅，看到了中國用煤的情況，十分驚奇。回國後，在他寫的“遊記”裏描述了中國有一種“黑石頭”，像木柴一樣，能夠燃燒，火力比木柴強，晚上燃著了直到第二天早上還不熄滅，價錢比木柴便宜。於是歐洲人把煤當作奇聞來傳頌。元、明以後，使用煤炭已經普及。明朝著名學者李時珍在《本草綱目》卷九上說：“石炭南北諸山產處亦多。昔人不用，故識之者少，今人則以代薪炊爨音竄，鍛煉鐵石，大為民利。土人皆鑿山為穴，橫八十餘丈取之……”明著名科學家宋應星在他的著作《天工開物》“冶鐵”條下說：那時全國冶鐵，用煤炭的約十分之七，用木炭的約十分之三。可見在明末，煤炭已是冶鐵的主要原料。《天工開物》中也提到了“鐵炭”：“用以冶鍛，入爐先以水沃濕，……以次增添而用。”“即用煤，亦別有鐵炭一種，取其火性內攻，焰不虛騰者……”這裏的“鐵炭”，也就是今天的“焦炭”。方以智《物理小識》一書中記載了焦炭的煉法。經過曆代對煤的勘探、開采和利用，明代人民對煤的性質有了進一步的認識。