水是人体不可缺少的成分,有助于血液流动、体温调节、营养物质的消化和吸收等的正常进行。由于气候炎热、劳动或运动时过量出汗,人体水分会大量丢失,严重时可引起中暑。此时,人体需要通过喝水补充水份,而饮水不当则会引起水中毒或是其他疾病。可见饮水应恰到好处,做到科学合理。
对于人体来说,水是最最重要的物质,约占人体重量的70%,被喻为“生命之源”。人体内多种化学反应必须在水存在条件下才能进行。
正常肌体水的入、出量是相等的:间脑的口渴中枢调节水的入量,水通过人体食入的各种食物及直接饮水的方式进入体内。其中,直接饮水是最重要的方式,而常温下休息时由体表及呼吸蒸发的水分24小时约为800毫升,肾脏每24小时的排尿量约为1~2毫升。一般说来,一个健康的成年人每一昼夜大约需要2500毫升的水。不过,在温度升高、温度下降或剧烈运动大量出汗等情况下,人体也会丧失大量水分,所以人体所需的水量并非是恒定不便的。
在我们的日常生活中,饮用水的类型主要有自来水煮费后的白开水和市场销售的可直接饮用的水,如纯水、矿泉水、蒸馏水等。今天,各种饮料及饮用水的商品广告铺天盖地、充斥大街小巷。在水资源日益受到污染的今天,这些水商品尽管价格不菲,但还是吸引了众多消费者,有替代传统的饮用白开水习惯之势头。
毫无疑问,饮料、优质矿泉水,纯水等比起自来水或乡村的井水、河水、湖水等,喝起来让人放心得多。然而,争论也伴随人们饮水方式的转变而产生。我们时常能听到或看到耒自专家们的忠告,而结论又时常有矛盾。这就需要我们进行思考、分析,并根据具体的情况作出相应的选择。
象上海这样的大城市,饮用纯净水已越耒越多地被人们接受。纯净水的制作过程一般为:自来水在压力泵的作用下依次经过石英砂过滤器、活性炭过滤器、树脂交换装置及反渗透膜装置,再经入过滤器反复进行多次循环过滤。经过滤净化后的水即达到了饮用水的标准,然后用臭氧进行消毒,再通过管道输出或装瓶,这就成了我们所喝的纯净水。在此过程中,石英砂过滤所起的主要作用是将自来水中残余的固体颗粒进一步滤尽;活性炭则起到吸附自来水中有机物的作用;在树脂交换装置中,一是通过絮凝剂将水中的无机盐沉淀出来,二是用工业盐进行物质交换,将水中的钙、镁、铝等金属离子置换出来,并排出废水。此法生产一体积的纯净水要消耗四体积的自来水。在反渗透膜装置中,经过前三道处理过程的水通过装有反渗透膜的管道,进一步过滤。由于反渗透膜的特有功能,水中粒径约为无机盐粒径1/300的极细微颗粒也将被滤去,从而使水达到纯净的标准。
那么是不是喝纯净水最卫生、最有利于健康呢?这就不一定啦!因为一般的水中含有溶于水的各种矿物质和微量元素,特别是最常见的钙、镁等元素,它们是人体必需经常补充的元素。钙是人体骨骼和牙齿等的主要成分,而且它对维持心肌的正常收缩和促进血凝等都起着重要作用,因此人在一生中都需要不断补充钙元素;镁元素骨骼等必需的元素,每人每天大约需要补充0.3~0.5克镁。人体所需的这两种元素一部分就是从饮用水中摄取的。但纯净水是一种不含钙、镁离子的极软水,因而就不能期望人们在饮用纯净水的同时吸收有益元素和补充钙、镁等物质。而且,这种软水中的任何有害物质的作用均会被放大,软水中少量有害物质会比硬水中同等质量的有害物质对我们的健康产生更有害、更消极的作用。因此可以说,喝纯净水对健康并无多大益处。
二、食油与人体健康 人需要食用油脂,尤其是成长中的青少年。长期不吃油,会导致皮肤干燥、脱屑,毛发变脆易脱落、影响身体发育。
我们食用的油脂有植物油和动物脂肪两类。花生油、豆.油、菜籽油、葵花籽油、芝麻油等植物油中含有的亚麻油酸、亚麻油烯酸和花生油烯酸,都是人体所必需的重要的不饱和脂肪酸,这些有机酸不能在人体内合成,只能从食油中摄取。这些不饱和脂肪酸熔点低、易吸收,具有降低胆固醇、预防动脉粥样硬化的功能。
动物脂肪的化学成分主要是饱和脂肪酸甘油酯。每克脂肪在人体内能产生9千卡热量,是相同质量碳水化合物或蛋白质所产生热量的两倍。摄食动物脂肪过多,身体消耗不了,便转化为脂肪组织贮存于体内,使身体渐渐发胖,血液中胆固醇升高,加速血管壁硬化,导致高血压、冠心病以及心、脑、肾的意外疾患。因此,老年人以食用植物性油脂为好。幼儿和青少年身体正在发育时期,活动多,能量消耗多,食油在体内消化吸收后,一部分为身体活动提供能量,一部分则形成细胞组织。油脂含有脑磷脂,这是青少年正常生长发育不可少的营养物质,所以青少年对植物性油脂和动物脂肪都是很需要的。
油脂的食用方法多见于炒菜。用油炒菜时也是很有讲究的,否则也会危及健康。油冒烟后才放菜,这似乎已成为人们习惯的烹任方法,殊不知,这种做法十分有害。实验还证明,反复加热、反复使用的油及油渣,不仅吃了可以致癌,就是涂在动物身上或注射在肌肉内均可引起肿瘤,因为这些物质中含有致癌物多环芳烃。
三、食盐与人体健康 食盐是日常生活中重要的调味品,酸、甜、苦、辣、咸三昧中,咸味是最基本的,饭食、汤、菜中少了它,就会淡而无味。在饭食、汤、菜中加人适量食盐,固然能使菜肴芳香可口,增进食欲,但更重要的是,人体要维持正常的生理机能,不能没有食盐。
人的血液中约含有0.6~0.9%的食盐,在这种情况下,心脏才能正常跳动,肌肉才能保持刺激感应性。人体大量失水时,将同时伴有大量食盐的损失,医生常用皮下或静脉输人生理食盐水(氯化钠水溶液)的方法进行治疗。食盐在人的新陈代谢过程中常随汗液排出,从事高温作业的工人,或在紧张的体力劳动、剧烈的体育锻炼之后,要注意喝些盐开水,使食盐在身体内的含量得到补充。人体缺少食盐会感到头晕、倦怠、全身无力,使学习和工作效率降低,长期缺盐易患心脏病,还可产生“低钠综合症”。那么,是不是多食一些食盐才好呢?不是。如果人体摄人的食盐太多,会影响新陈代谢的正常进行,使酸碱平衡失调。吃盐过多,容易产生钠的滞留,而钠的长期滞留,会导致肾脏病和高血压病。现代医学研究证明,常年坚持淡食可以使人长寿。
四、食盐的多种用途 食盐的最大用途是食用。除此之外,食盐还是重要的工业原料,可用于制造纯碱、火碱、盐酸、聚氯乙烯塑料等。电解熔融的氯化钠可制取金属钠。农业上用食盐溶液选种,以保证种子有较高的发芽率,生长强壮,提高产量。在大城市里,环卫工人用喷洒食盐水的方法融化道路上的积雪,以保障车辆和行人安全。在医院里,可用食盐水代替消毒剂清洗伤口,因为食盐的浓溶液能强烈吸收细菌体内的水,使其新陈代谢作用紊乱而死亡。
在日常生活里,食盐的用途也多着哪,你若能巧妙地利用它,会给你带来许多方便。比如,洗衣服的时候放点儿盐,衣服就不易退色; 染衣服时放点儿盐,能使色泽光亮、牢固; 油炸食品时,锅内放点儿盐,尤其是在炸鱼的时候,在鱼肉上洒点儿盐,能防止热油外溅; 夏天,把食盐洒在鲜鱼、鲜肉上,能防上鱼、肉腐败; 早晨起床喝一杯盐开水,可以清理肠胃,使大便畅通; 经常用盐水漱漱口,能保持口腔卫生,预防疾病; 用15gb的食盐水浸泡瓜果20分钟,可以起到消毒杀菌作用; 破了壳的鸡蛋,放在食盐水里煮,可使蛋白不流出来;浆糊里加点儿食盐,可以防止腐败,增加浆糊的粘度。
五、醋的妙用 食醋是我国传统的酸性调味品,早在两千多年前就有历史记载。俗话说“出门七件事,柴米油盐酱醋茶”。可见醋是人们不可缺少的食品之一。
食醋风味独特,在我国品种繁多,有些产品中外驰名,如镇江香醋、山西老陈醋、福建红曲老醋等,都是久负盛名的佳品。
醋是调味佳品,它味酸微甜,带有香气。当你闻到醋味香,尝到醋味,消化液常常会很自然地分泌出来,故能促进食欲,帮助消化,对于缺少胃酸的人更是一剂良药。
食醋是用粮食、糖或酒糟为原料,经过醋酸酵母菌发酵酿制而成。普通食醋里含醋酸3~5%。醋除了以上列举的功能之外,还有许多其他妙用。
夏、秋两季节多吃一点醋,可以预防肠道传染病。 用醋浸泡生鲜鸡蛋至溶解,能治疗肝炎等疾病。 用醋浸蒜,经常食用具有消毒防感冒之功能。 用醋水能治疗灰指甲。 醋与石灰配成溶液能去除狐臭味。 0.5~2%醋液能用于绿脓杆菌感染的创面洗涤。 煮甜粥时加点醋,会使甜粥更甜。 炖肉或排骨时放点醋,可使其易熟。 烧猪爪加醋能使骨骼细胞中的胶质分解出来,使之易为产妇儿童吸收。 在鱼类不新鲜的情况下,加醋烹调不仅可以解除腥味,而且可以消灭有害细菌。 醋加糖能解酒,因酒中乙醇与醋酸反应生成酯类。 洗涤织品时,在水里放点醋,能保持织品原有的光泽。 衣服上污染了果汁斑点或颜色,用醋搓搓即可去掉污迹。 毛料衣服穿久了有些地方会发亮,可以用醋与水各半的溶液喷一喷,然后放在湿布上,用熨斗烫一下,即可除去。 用醋水能把铜器擦亮。 用醋水能很容易地清洗铝制品的污垢。 煤油炉的灯芯,用醋浸泡后再用,可以减少煤烟。 用醋冲洗热水瓶,可以除去水垢。 玻璃上有油漆点,可涂些醋,即容易擦掉。 用浸泡过醋的布将鱼、肉包起来可时鲜鱼鲜肉不易变质。
六、维生素与人体健康 已知维生素有20多种,人体内大都不能合成,要靠食物供给。主要的维生素有以下几种。
(1)维生素A:它是1913年美国化学家台维斯从鳕鱼肝中提取得到的。它是黄色粉末,不溶于水,易溶于脂肪、油等有机溶剂。化学性质比较稳定,但易为紫外线破坏,应贮存在棕色瓶中。维生素A是眼睛中视紫质的原料,也是皮肤组织必需的材料,人缺少它会得干眼病、夜盲症等。通常每人每天应摄人维生素A 2~4.5mg,不能摄人过多。近年来有关研究表明,它还有抗癌作用。动物肝中含维生素A特别多,其次是奶油和鸡蛋等。胡萝卜、番茄等蔬菜中合多量胡萝卜素,它是维生素A的前体,在人体中易变为维生素A,因此食用蔬菜同样可补充维生素A。
(2)维生素B:它是一类水溶性维生素,大部分是人体内的辅酶,主要有以下几种。 ①维生素B1:B1是最早被人们提纯的维生素,1896年荷兰科学家伊克曼首先发现,1910年为波兰化学家丰克从米糠中提取和提纯。它是白色粉末,易溶于水,遇碱易分解。它的生理功能是能增进食欲,维持神经正常活动等,缺少它会得脚气病、神经性皮炎等。成人每天需摄入2mg。它广泛存在于米糠、蛋黄、牛奶、番茄等食物中,目前己能由人工合成。 ②维生素B2:B2又名核黄素。1879年英国化学家布鲁斯首先从乳清中发现,1933年美国化学家哥尔倍格从牛奶中提取,1935年德国化学家柯恩合成了它。维生素B2是橙黄色针状晶体,味微苦,水溶液有黄绿色荧光,在碱性或光照条件下极易分解。熬粥不放碱就是这个道理。人体缺少它易患口腔炎、皮炎、微血管增生症等。成年人每天应摄人2~4mg,它大量存在于谷物、蔬菜、牛乳和鱼等食品中。 ③维生素B6:1930年由美国化学家柯列格发现。它有抑制呕吐、促进发育等功能,缺少它会引起呕吐、抽筋等症状。成年人每天摄大量为2mg,它广泛存在于米糠、大豆、蛋黄和动物肝脏中,目前已能人工合成。 ④维生素B12:1947年美国女科学家肖波在牛肝浸液中发现,后经化学家分析,它是一种含钴的有机化合物。它化学性质稳定,是人体造血不可缺少的物质;缺少它会产生恶性贫血症。目前虽己能人工合成,但成本高昂,因此仍用生物技术由细菌发酵制得。人体每天约需12微克,人在一般情况下不会缺少。
(3)维生素C:维生素C又叫抗坏血酸。1907年挪威化学家霍尔斯特在柠檬汁中发现,1934年才获得纯品,现已可人工合成。它是无色晶体,熔点190~192℃,易溶于水,水溶液呈酸性,化学性质较活泼,遇热、碱和重金属离子容易分解,所以炒菜不可用铜锅和加热过久。维生素C的主要功能是帮助人体完成氧化还原反应,提高人体灭菌能力和解毒能力。长期缺少维生素C会得坏血病,成人每天需摄人50~100mg。多吃水果、蔬菜能满足人体对维生素C的需要。据诺贝尔奖获得者鲍林研究,服大剂量维生素C对预防感冒和抗癌有一定作用。
(4)维生素D:维生素D于1926年由化学家卡尔首先从鱼肝油中提取。它是淡黄色晶体,熔点115~118℃,不溶于水,能溶于醚等有机溶剂。它化学性质稳定,在200℃下仍能保持生物活性,但易被紫外光破坏,因此,含维生素D的药剂均应保存在棕色瓶中。维生素D的生理功能是帮助人体吸收磷和钙,是造骨的必需原料,因此缺少维生素D会得佝偻症。人体每天应摄取维生素D 25微克,但不宜过量,否则易产生副作用。在鱼肝油、动物肝、蛋黄中它的含量较丰富。人体中维生素D的合成跟晒太阳有关,因此,适当地光照有利健康。
(5)维生素E:维生素E于1922年由美国化学家伊万斯在麦芽油中发现并提取,本世纪40年代已能人工合成。1960年我国已能大量生产。它是无臭、无味液体,不溶于水,易溶于醚等有机溶剂中。它的化学性质较稳定,能耐热、酸和碱,但易被紫外光破坏,因此要保存在棕色瓶中。维生素E是人体内优良的抗氧化剂,人体缺少它,男女都不能生育,严重者会患肌肉萎缩症、神经麻木症等。近年来,科学家还发现它有防老、抗癌作用。维生素E广泛存在于肉类、蔬菜、植物油中,通常情况下,人是不会缺少的。
(6)维生素K:维生素K于1929年丹麦化学家达姆从动物肝和麻子油中发现并提取。它是黄色晶体,熔点52~54℃,不溶于水,能溶于醚等有机溶剂。维生素K化掌性质较稳定,能耐热、耐酸,但易被碱和紫外线分解。它在人体内能促使血液凝固。人体缺少它,凝血时间延长,严重者会流血不止,甚至死亡。奇怪的是人的肠中有一种细菌会为人体源源不断地制造维生素K,加上在猪肝、鸡蛋、蔬菜中含量较丰,因此,一般人不会缺乏。目前已能人工合成,且化学家能巧妙地改变它的"性格"为水溶性,有利于人体吸收,己广泛地用于医疗上。
七、保护我们的水资源 黄浦江和苏州河(原正式名称叫吴淞江)是上海的两条主要河流。二十世纪初该两条河的河水清澈,游鱼如织。到九十年代,黄浦江“黑潮”屡屡,苏州河更是常年如阴沟之水,又黑又臭。上海母亲河的如此巨变,应该说人为污染是主要原因。
苏州河水体的污染源可分为两大类,一类是工业污染,另一类是生活污染,工业污染是重要的污染源,但生活污染也有不小的影响,苏州河水体的污染源主要为化学类物质,它们有以下几类:需氧有机物,难降解的有机污染物,重金属,酸、碱和一些无机盐,石油类。
上海地处长江三角洲,水资源总量比较充沛,但大面积的水质恶化造成了水资源的相对短缺,从水的质量上看,上海是一座缺水的城市。
治理水污染一是要控制废水排放,二是要对排放的污水进行集中处理,上海市1993年竣工的合流一期工程和最近大捷告成的二期工程都是治理水污染的一些重要举措。1995年科学家们提出了彻底根治苏州河水环境的十字策略,即“截流,清底,引流,裁弯,立法”。“截流”就是污水入管,不让它排入苏州河;“清底”就是清除河底淤泥,荡涤陈年积聚的污染物;“引流”就是增加上游清水流量,不断冲洗河上的污秽;“截弯”就是改造水道,变弯为直,使河水畅流;“立法”就是要制定专门针对苏州河治理的法规,用法律来规范人们的行为。今天,在全体市民近十年的共同努力下,苏州河的臭味已经消除,黑色已经变淡。我们将为上海的优美水环境而感到骄傲。
水质分析通常包括以下一些测试步骤和内容: 1、试样 要注意取样的地点、时间、水的深度、取样瓶的设计等。 2、感官检测 包括色、浊度、气味、肉眼可见物、生物类。 3、酸度检测 PH值(6.5~8.5) 4、溶解氧测试 溶解氧是指溶解于水中氧的量,通常记作DO,用每升水里氧气的毫克数表示。溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。 5、化学需氧量(COD)测试 化学需氧量是水体中能被氧化的物质进行化学氧化时消耗氧的量。以每升水消耗氧的毫克数表示,COD值越大,表示水体受污染越严重(通常认为是有机物造成的污染)。 6、生化需氧量(BOD)测试 生化需氧量是指在地面水体中微生物分解有机物时消耗水中溶解氧的量。它以每升水消耗溶解氧的毫克数表示。BOD值越大,水体的污染越严重。 7、水的总硬度、毒理学指标(砷、氰化物、重金属离子等有毒物质)、细菌学指标(细菌总数、总大肠菌群、游离余氯等)等的测试。
“化学知多少”系列小知识 一、21世纪的金属—钛 纯净的钛是银白色的金属。钛的矿物在自然界中分布很广,约占地壳重的0.6%,仅次于铝、铁、钙、钠、钾和镁,而比铜、锡、锰、锌等在地壳中的含量要多几倍甚至几十倍。钛的熔点为1725℃,它的主要特点是密度小而强度大。和钢相比,它的密度只相当于钢的57%,而强度和硬度与钢相近。和铝相比,铝的密度虽较钛小,但机械强度却很差。因此,钛同时兼有钢(强度高)和铝(质地轻)的优点。纯净的钛有良好的可塑性,它的韧性超过纯铁2倍,耐热和抗腐蚀性能也很好。
由于钛有这些优点,所以50年代以来,一跃成为突出的稀有金属。钛及其合金,首先用在制造飞机、火箭、导弹、舰艇等方面,目前开始推广用于化工和石油部门。例如,在超音速飞机制造方面,由于这类飞机在高速飞行时,表面温度较高,用铝合金或不锈钢,在这种温度下已失去原有性能而钛合金在的550℃以上仍保持良好的机械性能,因此可用于制造超过音速3倍的高速飞机。这种飞机的用钛量要占其结构总重量的95%,故有“钛飞机”之称,目前,全世界约有一半以上的钛,用来制造飞机机体和喷气发动机的重要零件。钛在原子能工业中,用于制造核反应堆的主要零件,在化学工业中,钛主要用于制造各种容器、反应器、热交换器、管道、泵和阀等。若把钛加到不锈钢中,只加百分之一左右,就大大提高抗锈本领。
钛还能形成许多化合物,它们也有各种各样特殊的性能和用途,如二氧化钛,是雪白的粉末,它是最好的白色颜料,俗称“钛白”,1克二氧化钛就可以把450多平方厘米的面积涂得雪白。世界上用做白色颜料的二氧化钛,一年多到几十万吨。如把二氧化钛加在纸里,可使纸变白并且不透明,因此制造钞票和美术品用的纸,有时就要添加二氧化钛,此外,为使塑料的颜色变浅,使人造丝光泽柔和,有时也要添加二氧化钛。二氧化钛被誉为世界上最白的东西。
自然界中的钛大部分处于分散状态,主要形成矿物钛铁矿TeTiO3和金红石TiO2,及钒钛铁矿等。我国四川攀枝花地区有极丰富的钒钛铁矿,储量约15亿吨。
另外钛在医学上有着独特的用途,可用它代替损坏的骨头,而被称为“亲生物金属”。
那么,钛是怎样被发现的呢?1791年,英国科学家格里戈尔在密那汉郊区找到一种矿石—黑色磁性砂,通过对这种矿石的研究,他认为矿石中有一种新的化学元素。并用发现矿石的地点“密那汉”命名这种新元素。
过了四年,德国化学家克拉普洛特从匈牙利布伊尼克的一种红色矿石中,发现了这种新元素,他用希腊神话中“太旦”族的名字来命名(中文按它原文名称的译音,定名为钛),克拉普洛特还特地指出,格里戈尔所发现的新元素“密那汉”就是钛,但在当时找到的,实际上都是粉未状的二氧化钛而不是金属钛。直到1910年,美国化学家罕德尔才第一次制得纯度达99.9%的金属钛,但总共不到1克。从发现钛到制得金属钛,前后经历了120年,到1947年,人们才开始在工厂里炼钛,当时的年产量只有2吨。到了1955年,产量激增到2万吨。到1972年,年产量达到20万吨。
钛的用途越来越广,日益受到人们的重视,人们称它为未来的钢铁、21世纪的金属。 思考题:请举出几个钛的主要功能。
二、笔与化学 北宋著名的书画家苏东坡的一句“信手拈来世已惊,三江滚滚笔头倾”展现出笔锋纵横笔触万机的画面。我国古代,在文房四宝中 “笔”居首位,突出了笔的重要性。在现今社会中笔更具有重要的现实意义。
1、铅笔 常见的铅笔有两种,一是用木材固定铅笔芯的铅笔;一是把铅笔芯装入细长塑料管并可移动的活动铅笔。不管是怎样的铅笔其核心部分就是用铅笔芯。铅笔芯是由石墨掺合一定比例的粘土制成的,当掺入粘土较多时铅笔芯硬度增大,笔上标有Hard的首写字母H。反之则石墨的比例增大,硬度减小,黑色增强,笔上标有Black的首写字母B。儿童学习、写字适用软硬适中的HB标号铅笔,绘图常用6H铅笔,而2B 、6B 铅笔常用于画画。
2、钢笔 笔头用各含5%~10%的Cr、Ni合金组成的特种钢制成的笔。铬镍钢抗腐蚀性强,不易氧化,是一种不锈钢,在钢笔中一种是由笔头蘸墨水使用的叫蘸水钢笔;另一种是现在通用具有贮存墨水装置,写字时流到笔尖的自来水钢笔。钢笔的笔头是合金钢,钢笔头尖端是用机器轧出的便于使用的圆珠体。该种笔的抗腐蚀性能好,但耐磨性能欠佳。
3、金笔 金笔是笔头用黄金的合金,笔尖用铱的合金制成的高级自来水笔。我国生产的金笔有两种,—是含Au 58.33%,Ag 20.835%, Cu20.835%通常称之为14K;另一是含Au 50%,Ag 25%,Cu 25%俗称五成金,亦称12K。金笔经久耐磨,书写流利、耐腐蚀性强、书写时弹性特别好,是一种很理想的硬笔。
4、铱金笔 铱金笔的笔头也是用不锈钢制成的,为了改变钢笔头的耐磨性能,故在笔头尖端点上铱金粒为区别钢笔而叫铱金笔。该笔既有较好的耐腐蚀性和弹性,还有经济耐用的特点,深受广大消费者欢迎。是我国自来水笔中产量最多、销售最广的笔。
5、圆珠笔 是用油墨配不同的颜料书写的一种笔。笔尖是个小钢珠,把小钢珠嵌人一个小圆柱体型铜制的碗内,后连接装有油墨的塑料管,油墨随钢珠转动由四周流下。该笔比一般钢笔坚固耐用,但如果使用保管不当,往往写不出字来,这主要是因干固的墨油粘结在钢珠周围阻碍油墨流出的缘故。油墨是一种粘性油质,是用胡麻子油、合成松子油(主含萜烯醇类物质)、矿物油(分馏石油等矿物而得到的油质)、硬胶加入油烟等而调制成的。在使用圆珠笔时,不要在有油、有蜡的纸上写字,不然油、蜡嵌人钢珠沿边的铜碗内影响出油而写不出字来,还要避免笔的撞击、曝晒,不用时随手套好笔帽,以防止碰坏笔头、笔杆变型及笔芯漏油而污染物体。如遇天冷或久置未用。笔不出油时,可将笔头放入温水中浸泡片刻后再在纸上划动笔尖,即可写出字来。
6、毛笔 我国远在三千多年前的商代就使用毛笔写字绘画,是古老而生命力极其旺盛的笔。毛笔因制作笔头的原料不同分为羊毫和狼毫两种。羊毫笔真正用山羊毛制作的不多,大多是用免毛制成的,狼毫则是用鼬鼠(俗称黄鼠狼)尾巴上的毛制作而成的。羊毫质软、弹性柔弱,适用于写浑厚丰满或潇洒磅薄的字。而狼毫质硬、弹性较强,适应写挺拔刚劲或秀丽齐整的中小楷字,新买的毛笔笔尖上有胶,应用清水把笔毛浸开,将胶质洗净再蘸墨写字。写完字后洗净余墨,把笔毫理得圆拢挺直,套好笔帽放进笔简。暂不用的毛笔应置于阴凉通风处,最好在靠近笔毛处放置卫生精以防虫蛀。
7、粉笔 该笔是由硫酸钙的水合物(俗称生石膏)制成。也可加入各种颜料做成彩色粉笔。在制作过程中把生石膏加热到一定温度,使其部分脱水变成熟石膏,然后将热石膏加水搅拌成糊状,灌入模型凝固而成。控制好温度,利用生、熟石膏的互变性质还可制造模型,塑像以及医用的石膏绷带等。
8、电笔 电工的必需品,用于测量物体是否有电的一种笔。电笔的外型有的象钢笔、有的象圆珠笔、还有的象螺丝刀。不管外型如何其构造原理基本相同:其外壳多为塑料绝缘体,里面由金属导体、小灯泡和电阻丝组成。小灯泡中充有一种无色惰性气体(氖气)在电场激发下能产生透射力很强的红光,当物体带电时,用电笔测试氖泡发红,否则氖泡不亮。
另外,用滑石制成的——石笔;用高碳脂肪酸、高碳一元脂肪醇和各种颜料配制成的——彩色蜡笔;蜡纸用笔——铁笔;签字、写字用的——签字笔、水笔、美工笔;绘画用的——炭笔、水彩笔、绘画笔、油画笔、排笔;采用不同造型而制成的——太空笔、竹节笔、花瓶式笔等;笔壳用不同材料制成的——国漆笔,镀金、银笔,景泰蓝笔;以及美容化妆用的——眉笔、眼线笔、唇笔等等。
各种各样、形形色色、多姿多彩的笔不断地帮助人们学习知识、表达思想、促进交流、美化环境。
思考题:请举出几种笔的主要成分。
9、重要的文件书写为什么要用碳素墨水? 碳素墨水中含有炭黑〈烟炱〉,即单质碳,化学性质稳定,黑色有光泽。能长期保存。
三、波尔多液的杀菌机理 波尔多液为天蓝色胶体,其有效成分是碱式硫酸铜—Cu2(OH)2SO4,碱式酸铜不溶于水。既然碱式硫酸铜不溶于水,波尔多液是怎样进行杀菌的呢?许多学生对此迷惑不解。
其实波尔多液本身并没有杀菌作用,因为碱式硫酸铜不溶于水,不能产生Cu2+,只有把它转化为可溶物,产生Cu2+才能挥杀菌作用。怎样实现这个转化呢?当波尔多液喷洒在植物表面时,由于波尔多液的粘着性而吸附在作物表面。此时由于植物在新陈代谢过程中分泌酸性液体,以及病菌入侵植物细胞时分泌的酸性物质,使波尔多液中少量的碱式硫酸铜转化为可溶物,产生少量可溶性Cu2+,Cu2+进入病茵细胞后,使细胞的蛋白质凝固。同时Cu2+还能使细胞中某种酶受到破坏,因而妨碍了代谢作用的正常进行。Cu2+还能与细胞质膜上的阳离子(H+、Cd2+、K+、NH4+发生交换吸附而使之中毒,因此波尔多液能够杀菌。
思考:请说出波尔多液溶液的主要成分。
四、臭氧的“神力” 人们知道,大气层里的臭氧可以阻挡紫外线,以避免太阳直射人体,造成伤害,但可惜它距人类太远了,无法有效地利用它为人类造福。当今,科技飞速发展,人类已能大量生产臭氧,并研究发现了它的诸多“神力”。 科学家们发现,当臭氧(O3)产生时,它的分子结构中的第三个氧原子性质异常活泼,它会游离出来快速氧化其他物质或自动复原成氧气。根据臭氧的这一特性,人们利用它在水、和空气中与各种有机物发生化学反应,并在反应中产生杀菌、解毒、防臭、漂白等氧化作用,借以为人类生活眼务。
臭氧有清除空气和水中细菌的“神力"。依据科学实验,水中臭氧浓度达到5×10-8 %时,只需一两分钟处理,就可以杀死99%以上的细菌。还有空气和水中所含的有毒物质诸如一氧化碳、农药、重金属、肥料、有机物等,只要请“神力”非凡的臭氧加以处理后,都会分解成对人体无害的物质。目前,国外根据臭氧的这个特点,把臭氧产生机安装在太空舱、潜水舱内,以增加舱内氧气并净化舱内污浊的空气。此外,臭氧已成为世界公认的处理饮水的“卫生员”,仅欧洲就有上千家的水厂“恭请”臭氧对水质进行净化。
臭氧在食品保鲜和衣物漂白上也身手不凡,“神力大显”。若将臭氧溶于水中,形成臭氧水,用臭氧水清洗瓜果蔬菜,可以清除掉上面残存的化学农药和腥味,还可延长保鲜期。更令人惊叹的是,用臭氧水刷牙,可以有效地预防各种牙病;用臭氧水洗澡,对皮肤病、消化道疾病、身体肿痛以及许多慢性病均有显著疗效。可见,臭氧不臭,飘香万里。
思考:请说出臭氧的几种重要作用
五、对臭氧层的破坏 1、来自超音速飞机的威胁 美国的研究者哈罗德·约翰斯通(Harold Johnston)对氮的氧化物分解臭氧的能力给予极大的关注,并作了大量的实验研究,他于1971年指出,超音速机群和超音速运输机,飞行在海拔20km,正好是臭氧层的中心,它们所释放的氮氧化物,可能对臭氧层带来威胁。克鲁岑和约翰斯通的工作不仅在研究者间引起了激烈的争论,也是对业已取得较大成绩的大气化学,开始了全面深入的研究。
2、氟氯烃对臭氧层的破坏 氟氯烃(CFC)用于冰箱、空调中的致冷介质,工厂的洗涤溶剂和泡沫塑料中制造微孔的发泡剂等,由于CFC具有非常稳定的化学性质又无毒,人们普遍认为将它们排放入大气中是极为理想的。1974年马里奥·莫利纳和舍伍德·罗兰发表广为人知的论文,指出对臭氧层的破坏来自氟氯烃气体,标志臭氧化学的研究又达到一个新的水平。他们认为,当CFC逸入空气后,极缓慢地进入臭氧层,在那里受到强烈紫外线照射而分解,其中值得注意的产物是氯原子,游离的氯与臭氧发生化学反应,并破坏这些臭氧。他们预言,若按照目前人们使用CFC气体量持续不变来计算,几十年后臭氧层绝大部分将被消耗殆尽。这一结论,引起人们的极大关注,不少人对莫利纳和罗兰的计算持保留的态度,更多的人持严肃关注的态度。英国的詹姆土·拉夫劳克(James Lovelock)制成了一种能测量大气中极低含量有机气体的高灵敏度仪器—电子捕获检测器,利用这种仪器证实,CFC气体已扩散到遍及全球的大气中。美国的理查德·斯托拉尔斯基(Richard Stolarski)和拉尔夫·西塞伦娜(Ralph Cicerone)也证实大气中的氯原子可象氮的氧化物那样催化分解臭氧。
六、酸雨 酸雨是pH值小于5.6的降水〈包括雨、雪、霜、雾、露、雹)的总称。5.6这个数据来源于蒸馏水跟大气中的二氧化碳达到溶解平衡时的酸度。
酸雨里含有多种无机酸和有机酸,绝大部分是硫酸和硝酸,通常以硫酸为主.我国从酸雨取样分析来看,硝酸的含量只有硫酸的1/10,这跟我国的燃料里含硫量较高有关。酸雨中的硫酸和硝酸主要来自人为排放的二氧化硫和氮氧化物。这些排放物有的是当地的,有的是从远处随风而飘来的。
七、全球气候变暖的原因 人类排放的一些气体如二氧化碳、甲烷、氯氟烃等具有吸收红外线辐射的功能,这些气体被称为“温室气体”。它们在大气中大量存在,如同一个罩子,把地面上散发的热量阻挡。就像“暖房”一样,造成地表温度的上升。科学家把这种现象称为“温室效应”。有一种说法:认为温室效应是造成全球气候变暖的主要原因。这是科学家考察了近一百年来二氧化碳排放量的增加与气温上升相关性而提出的。认为控制温室气体的排放,可能会控制全球气候变暖,防止生态平衡破坏,农业变异,冰川融化等灾害发生。当然,根据现代环境科学研究,对温室效应和全球候气变暖的相关程度,还在进一步探索。但人们确实已经感受到全球气候变暖或异常,在这方面,科学家提出控制温室气体排放量也许是防患于未来吧。
八、白色污染—废塑料 塑料作为人工合成的高分子材料,由于它具有良好的成型、成膜性、绝缘性、耐酸碱、耐腐蚀性,低透气、透水性以及易于着色、外观鲜艳等特点,从50年代开始,随着石油化工的发展而得到迅速发展,成为一类不可促替与生活息息相关的材料,广泛用于家电产品、汽车、家具、包装用品、农用薄膜等许多方面。到目前为止,世界塑料年产量已达1亿5千万吨,我国每年产量也超过550万吨。
然而随着塑料产量增大、成本降低、大量的商品包装袋、液体容器以及农膜等,人们已经不再反复使用,而是用过即作为垃圾丢弃的消费品,即或是大型成型件,最后也会随着产品的损坏而被丢弃,使塑料成为一类用过即被丢弃的产品的代表。
报载我国东北某城区路边的排排树上,挂满片片破旧塑料袋和条,象面面小旗在风中飘动,城郊一块200亩耕地里散落大量废弃塑料袋,风一起,空中就飞扬起纷纷“雪花”。某一城市组织学生上街打扫卫生,竟从树上摘下4万多个塑料袋。公路铁路沿线两侧,废塑料袋满目皆是……。废弃塑料带来的“白色污染”,今天已经成为一种不能再被忽视的社会公害了。
九、指纹显示的种种方法 全世界几十亿人中,还没有发现相同的指纹.。人出生后至6个月,形成完整指纹而至死不变。因此指纹显示是刑侦破案的重要手段。
罪犯作案时留下的指纹印是无法用肉眼看出的,但指纹印上总会留下手指表面化的微量物质,如油脂、盐份和氨基酸等。由于指纹凹凸不平,其微量物质的排列与指纹呈相同的图案。因而只需检测这些微量物质,就能显示出指纹。
显示指纹的方法通常有四种: 1、碘蒸气法:用碘蒸气熏,由于碘能溶解在指纹印上的油脂之中,而能显示指纹。这种方法能检测出数月之前的指纹。 2、硝酸银溶液法:向指纹印上喷硝酸银溶液,指纹印上的氯化钠就会转化成氯化银不溶物。经过日光照射,氯化银分解出银细粒,就会象照相馆片那样显示棕黑色的指纹,这是刑侦中常用方法。这种方法可检测出更长时间之前的指纹。 3、有机显色法:因指纹印中含有多种氨基酸成份,因此采用一种叫二氢茆三酮的试剂,利用它跟氨基酸反应产生紫色物质,就能检测出指纹。这种方法可检出一、二年前的指纹。 4、激光检测法:用激光照射指纹印显示出指纹。这种方法可检测出长达五年前的指纹。
十、笑气 每个人的生活中充满着笑,这种笑是受感情支配的。可有这样一种气体,只要你一闻到它,就会情不自禁地大笑起来。你相信吗?
在一次化学晚会上,表演者小张走向台前,对观众说:“我今天能使在坐的来宾大笑。”随后便做了几个滑稽动作,引起了观众的一阵笑声。他接着问:”大家都笑了吗?有谁没有笑?”台下有一位观众举起了手说他没有笑,小张把那位观众请到台上,问他:”你一定不笑?”那位观众很自信地点了点头。于是小张便使出嘴皮功夫,说了许多俏皮话,那观众仍旧无动于衷,小张似乎没有办法了,摇了摇头。稍顷,他从口袋中拿出一个玻璃瓶,对那位观众说:“你闻一闻这瓶里是什么气味。”那观众看到瓶里似乎没有什么东西,便大胆地打开瓶塞,将瓶口对着鼻子吸了几下。嗬!奇迹出现了,那位观众开始情不自禁地哈哈大笑起来,从而引得台下的观众也好奇地跟着他笑了起宋。等大家笑毕以后,小张才向大家透露了其中的奥秘。
原来小张事先在瓶里收集了一种无色的气体,学名叫一氧化二氮(N2O),因为这种气体能使人发笑,因而人们常称它为“笑气”。那位观众不知有诈,吸了笑气,当然非笑不可了。那么这种笑气是谁最早发现的呢? 1800年的一天,英国化学家戴维在实验室中制得了一种气体,为了弄清楚这种气体的一些物理性质,他凑近瓶口闻了闻,突然大笑起来,使得在场的另一位同事觉得莫名其妙。这时戴维也让他的同事闻一下,那人也大笑起来,于是,戴维便发现了”笑气”。
1844年某一天,有一位自称“化学魔木师”的人别出心裁地利用笑气做了一个广告:“明日上午九时在市政府大厅进行一场吸入笑气的公开表演,本人为公众准备了一些笑气,可以供20名志愿者使用,同时派8名大汉维持秩序,以防发生意外,望公众踊跃观看,在笑声中获得新奇感和得到精神上满足。”
这幅别致的广告张贴后,果然迎合了无数猎奇者的心理,人们争先恐后买票来看这场令人捧腹大笑的表演,当场就有20名志愿者上台。当他们吸人了笑气后,个个都哈哈大笑,有的还放声歌唱、手舞足蹈,做出各种希奇古怪的动作,观众看了他们的样子,也个个笑得直不起腰来,大厅内一片混乱。当时有一名青年吸了笑气后,不仅大笑大叫,而且还身不由己地狂蹦乱跳,不顾8名大汉的阻挡,从高台上往下跳,结果大腿发生骨折,而那青年却毫无痛苦的感觉,仍然大笑不止。
这时会场上有一名年轻的牙科医生,看到这名伤员毫无痛苦的情景,立即想到这种笑气不但能使人发笑,肯定还有麻醉镇病的作用,不然这名青年腿骨折了怎么不感到疼痛呢?如果我用这种笑气来作为拔牙齿的麻醉剂,一定也能取得同样效果。后来,那位牙科医生在为牙病患音拔除龋齿时也用笑气进行麻醉,果然牙病患者也毫无疼痛感觉。不过,使用剂量要掌握适当,否则会使患者狂笑不止,难以进行手术。 从此以后,笑气的功能在麻醉学史的领域里又创造了新的发展境地。
十一、比冰还要冷的“冰” 在美国南部的得克萨斯州,一个钻探队曾遇到了一件怪事:当他们用钻探机往地下打孔勘探油矿时,突然有一股强大的气流从管口喷出,立刻在管口形成一大堆雪花似的”冰”。好奇的勘探队员,像孩子般高兴地用这些“冰”滚起雪球来了。这下可不得了啦!许多队员的手被冻伤,过不了多久,许多人皮肤开始发黑、溃烂,这究竟是怎么一回事呢?
原来,那雪花似的“冰”不是由水而是由二氧化碳凝结而成的。这种固体二氧化碳在常温下融化时,能直接气化为二氧化碳气体,所以很快就销声匿迹,而周围仍旧干干的,不像冰融化后会留下水迹,因而又名“干冰”。论外貌,干冰和普通的冰确实很相像,只是干冰的温度要比普通冰更低(-78.5°C)。在这样低的温度下,难怪钻探队员的手会冻坏。
干冰的用途可多呢!可以用作强致冷剂;用干冰冷藏鱼、肉之类食品时,运输途中不会弄得到处湿漉漉的;食物在地窖中用干冰冷藏,可以存放更长时间,更奇妙的是,在许多影片和电视剧中那些云雾燎绕的景象也是干冰的功劳呢!因为干冰在空气中气化形成大量二氧化碳气体,呈现在观众面前的就是一片”白茫茫”的景象。此外,干冰还是人工造雨的能手呢!
十二、体育中的化学知识 1、健美运动员身上涂的是什么油? 橄揽油:这是一种非干性油(不会造成漆膜),泊色青黄,中性,不伤皮肤,有香味,其色泽能使人体肌肉线条更清晰。
2、体操运动员手上擦的“白粉”是什么? 是碳酸镁(MgCO3),它有吸湿性作用,强加手上的摩擦。
3、足球运动员受伤后喷的是什么气体? 是氯乙烷气体。液态氯乙烷喷射后,快速气化吸热而使受伤部分冷却而麻木。
4、什么叫有氧操? 有氧操是一种韵律强,有音乐伴奏,运动量较小的健身操。“有氧”指葡萄糖作有氧代谢,能量利用率高,肌肉不会酸痛,故适合大众。
5、剧烈运动时,肌肉为什么酸痛? 剧烈运动,如100公尺冲刺,葡萄糖代谢作无氧代谢,特点是快速释放生活能量,但效率仅有氧代谢的1/10,无氧代谢产生乳酸在肌肉中积累,使肌肉酸痛,经数天才能慢慢吸收恢复。C6H1206 有氧代谢(CO2+H2O) (葡萄糖) 无氧代谢(CH3-CH2OH-COOH)(乳酸)
十三、牙膏中的化学知识 牙膏问世前,人们通常用牙粉刷牙。牙粉是碳酸钙和肥皂粉的混合物,其功能只是保持牙齿清洁,除却污渍。牙粉pH值较高,会引起口腔组织发炎。二战以后,有治疗作用的牙膏才纷纷上市。尤以合成去垢剂月桂酰肌氨酸钠代替肥皂的牙膏深受大众青睐。这种清洗剂不仅能明显减少口腔炎症,还使牙膏气味清香,更有杀菌的作用。
50年代初,经过研究指出,氟化物具有阻止龋齿的作用。于是,1955年出现了添加氟化亚锡(SnF2)的牙膏。后来,一氟磷酸钠(MFP)代替了氟化亚锡,成为世界上研究最广泛的氟化物。如今被添入牙膏预防龋齿的氟化物还有氟化钠和氟化胺类。作者:张平 王海 |