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为什么水在4时密度最大.doc

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为什么水在4℃时密度最大? 水在4℃时密度最大,是由于水分子间有氢键缔合这样的特殊结构所决定的。根据近代X射线的研究,证明了冰具有四面体的晶体结构。这个四面体是通过氢键形成的,是一个敞开式的松弛结构,因为五个水分子不能把全部四面体的体积占完,在冰中氢键把这些四面体联系起来,成为一个整体。这种通过氢键形成的定向有序排列,空间利用率较小,约占34%、因此冰的密度较小。 水溶解时拆散了大量的氢键,使整体化为四面体集团和零星的较小的“水分子集团”(即由氢键缔合形成的一些缔合分子),故液态水已经不象冰那样完全是有序排列了,而是有一定程度的无序排列,即水分子间的距离不象冰中那样固定,H2O分子可以由一个四面体的微晶进入另一微晶中去。这样分子间的空隙减少,密度就增大了。 温度升高时,水分子的四面体集团不断被破坏,分子无序排列增多,使密度增大。但同时,分子间的热运动也增加了分子间的距离,使密度又减小。这两个矛盾的因素在4℃时达到平衡,因此,在4℃时水的密度最大。过了4℃后,分子的热运动使分子间的距离增大的因素,就占优势了,水的密度又开始减小。 ( 选自北京师大编《中学化学教学问题解答》) 水的真面目 水,在自然界到处可见。它无处不在,充满着江、河、湖、海,分散于大气,土壤和动植物体内。从天而降的雨水,奔流不息的河水,从地下涌上来的泉水。 水的名目那么多,其实都是一种东西,究竟是什么呢?水的真面目第一次被人们识破,是18 世纪中叶。那时,英国有个化学家普利斯特里,常常爱给朋友们表演魔术:他拿了个“空”瓶子,在朋友们面前晃了几下,然后,他迅速地把一支点着的蜡烛移近瓶子。“啪!”的一声,瓶口吐出了长长的火舌,但立刻又熄灭了。朋友们异常兴奋。 原来,这位魔术师在瓶子里早已装满两种无色气体——氢气与空气。氢气与空气混合后燃烧,会发出巨大的声响。 起初,普利斯特里只是给朋友们变变魔术而已。可他并没有发现变完魔术后,瓶子里还有一位神秘的“客人”。终于有一天,普利斯特里发现瓶壁上有不少水珠! 普利斯特里起初以为自己的瓶子没擦干。于是他用干燥的氢气、干燥的瓶子,一次又一次的试验。最后,终于证明:氢气在空气中燃烧(与氧气化合)后,变成了水。换句话说,水是由氢与氧组成的。后来,不少科学家继续研究证明,一个水分子里,含有两个氢原子和一个氧原子。 讨厌的硬水 在大自然中,水里总是含有一些溶解了的二氧化碳。当水流经石灰岩上面的时候,水中的二氧化碳和石灰石等作用变成了碳酸氢钙,而这种物质是易溶于水的,便被水带走了。这种含有碳酸氢钙、碳酸氢镁的天然水称为暂时硬水。烧水的时候,温度升高了,原先溶解在水中的碳酸氢钙分解变成碳酸钙,沉淀后留在锅炉里,就形成了锅垢。这锅垢的害处很大:锅垢的传热本领极差,使大量的热能浪费掉;锅垢传热不均匀,当温度足够高时,就会引起爆炸。 现在,工厂里总是用各种方法来软化这种含有碳酸氢钙的硬水。软化硬水的常用方法是往水里加纯碱碳酸铀,因为碳酸钠能与碳酸氢钙反应,生成碳酸钙沉淀,过滤除掉沉淀后,水中碳酸氢钙的含量就很少了。 硬水不但在工业上有害,甚至还妨碍你洗衣服哩。你遇到过这样的事儿吗?本来该洗的衣服不算太脏,但是,擦肥皂一洗,水面上却满是白花花的脏东西。这又是硬水干的坏事儿:肥皂的化学成分是硬脂酸钠,它能和硬水中的碳酸氢钙反应,生成白花花的沉淀物──硬脂酸钙。很明显,用硬水洗衣服,会浪费肥皂,而自然水如:海水、河水、湖水、井水,总是和石灰石打交道,大多数是硬水。在家里最便当的软化硬水的方法,是把水煮一下,去掉碳酸氢钙。 蒸锅水不能喝 家庭中蒸馒头或蒸小菜的水叫蒸锅水。这种蒸锅水不能喝也不能煮饭或烧粥,这是什么原因呢? 我们知道,水里含有微量的硝酸盐,当水长时间加热,由于水分不断蒸发,硝酸盐的浓度相对地增加,而且它受热分解变成了亚硝酸盐。 亚硝酸盐对人们的健康是极为有害的。它能使人体血液里的血红蛋白变性,不能再与氧气结合,早成缺氧。亚硝酸盐也能使人体血压下降,严重时可引起虚脱。现代医学已证明,亚硝酸盐还是一种强烈的致癌性物质。所以,蒸锅水不能喝。 专家称没必要喝矿泉水和纯净水给我一杯自来水 大卫.奥里弗拉是英国伦敦圣乔治医院的教授,是肾脏研究方面的权威。几年来这位肾脏专家对饮用矿泉水和自来水作了比较性研究。最近,奥里弗拉把自己的研究结果对外公开:不论是矿泉水、茶、果汁,或是含有酒精的饮料,都能满足人体对水分的需求,矿泉水只是一种液体而已,其功效显然被误导、夸大了。 奥利弗拉指出:“肾脏是一个很奇特的器官,液体流入肾脏后,肾脏会自动吸收液体内部的水分,因此,无论喝的是茶、果汁还是含有酒精的饮料,效果都是一样的。” 肾脏闲着也是闲着 肾脏本身是一个非常出色的的滤毒专家。人体内的两个肾脏每天可以过滤半升尿液中的毒素,因此,每天都喝纯净水,实际上等于让肾脏下岗,久而久之,肾脏功能就会有所退化。肾和大脑等其它人体器官一样,是需要经常使用的,因此,那种为了健康只喝纯净水的做法是不可取的,也没有必要。 当然,肾脏不是万能的,水分中毒素多了,它也处理不了,问题是,一些国家平常饮用的自来水已经达到了饮用标准,因此,像处理自来水中的毒素这种事,还是交给肾脏比较合适。 奥利弗拉教授建议,对于水的选择没有必要过分挑剔,一般的自来水其实也很不错,因为其中已经含有足够的矿物质,没有必要专门选择矿泉水或是纯净水。 绿豆在铁锅里煮熟后为什么会变黑? 绿豆,放在铁锅里煮了以后会孪黑.,苹果、梨子用铁刀切了以后,表面也会变黑。这是因为绿豆、苹果、梨子与许多水果的细胞里,都含有鞣酸,鞣酸能够与铁化合,生成黑色的鞣酸铁,绿豆放在铁锅里煮,会生成一些黑色的鞣酸铁。 鞣酸有许多别名:"鞣酸"、"单宁"、"单宁酸"。鞣酸的足迹遍布大自然,很多树皮里都有鞣酸。也许会使你惊诧,人们竟是从树皮上的"瘸子"里提取鞣酸.在我们中国的四川、湖南一带,一些漆科植物的树皮上当常长瘤子"五倍子",五倍子里含有大量的鞣酸。尝尝鞣醒的味道吧,呀l.涩得厉害。一些水果味几涩,大半是与鞣酸在里头捣蛋分不开的。比如:柿子的细胞里便有许多鞣酸。一吃涩柿子,嚼破了细胞膜,里头的鞣酸便迸出来了,把你的舌头涩得发麻。纯的鞣酸是淡黄色的粉未,很容易溶解在水里。市场上卖的柿子,通常都是预先在石灰水里泡过或者在皮上抹了层石灰,因为石灰能使鞣酸凝固,变得不溶于水,这样,鞣酸再也不会找舌头的麻烦了,柿子也就不涩了。加热同样也能使鞣酸凝固,所以有些人喜欢用热水泡柿子,一则去涩,一则除菌。鞣酸能使蛋白质凝固。 在工业上,人们把生猪皮、生牛皮用鞣酸进行化学处理,结果又干净,几年也不烂的皮革1乙这叫"皮革鞣化"。你遇到过这样的事吗..皮肤被烧伤或擦破时,大夫给你敷上浅黄的药粉,结果血很快地止住了。那药粉就是鞣酸,因为它能使血液中的蛋白质迅速凝固,形成一层薄膜,对内是阻止血液外流,对外是拦住病菌内侵。如果把鞣酸吃进肚子,它能起止泻作用,所以人们又用它作为止泻剂。有时,梨子、柿子即使你没用铁刀去切,皮上也会有一些黑色的斑点。这又是一场化学变化:因为鞣酸的分子中含有根多酚羟基,对光狠敏感,而且极易被空气中的氧气氧化,变成黑色的氧化物。所以,鞣酸常常被保存在密闭的棕色瓶里。当然,药在铁罐子里是不行的。在工业上,鞣酸大量披用于鞣革与制造篮墨水 为何烧肉骨汤中途不宜加冷水 肉骨汤所以营养丰富,味道鲜美,主要是蛋白质和脂肪溶解在汤里的结果。炖肉骨汤时,先冷水下锅,逐渐升温煮沸,然后文火煨炖,这样,可以使肉骨的骨组织疏松,骨中的蛋白质、脂肪逐渐解聚而溶出。于是,肉骨汤便越煨越浓,油脂如膏,骨酥可嚼。 如果在煨炖中途加水,会使肉骨汤的温度突然变化,致使蛋白质、脂肪迅速凝固收缩成团不再解聚。肉骨表面的空隙也会因此而收缩,造成肉骨组织紧缩,不易烧酥,骨髓中的蛋白质脂肪也就不能大量溶出。这时,汤中的蛋白质脂肪也就相应减少,从而影响汤味的鲜美。 油炸食物不宜多吃 油炸食物是常见食品,香脆可口,较受人们喜爱,但不宜多吃。油脂的主要成分是高级脂肪酸甘油酯,它在一定条件下可发生水解反应,生成高级脂肪酸和甘油。用油炸食物时,由于被炸食物(如生面团)引进少量水,在高温下,即有少量油脂发生水解,水解产生的甘油又发生脱水等反应。最终产物丙烯醛是一种具有刺激性气味的有毒物质,其蒸气刺激人眼而导致流泪(军事上用来做催泪弹)。平常炒菜时,当火苗一大就会闻到一股刺鼻气味,就是这个原因。食用油炸食物过多时,其中所含的微量丙烯醛在人体内就会积累,对人体有害,所以,油炸食物不宜多吃。 早餐不宜多吃“酸性”食物 有不少人上午工作时常感到疲倦乏力,注意力难以集中。按理说,人经过一夜睡眠,大脑得到了休整,早餐后应该精力充沛,为什么会出现上述表现呢? 别以为是“睡眠不足”,这可能是人的体液通过神经反射发出信号:酸性物质积聚过多了!产生这种现象的重要原因是早餐不合理。 从食物结构来看,午餐和晚餐一般能吃到蔬菜、豆类等碱性食物,而早餐往往以馒头、面包、油炸食品等为主,有的人因起床迟来不及吃早餐,有的年轻姑娘为减肥不吃早餐。由于饮食搭配不当,这就难免引起体内生理方面的酸碱平衡失调。酸性物质积聚过多,不但首先影响到神经细胞的生理功能,还会导致心脏功能减退和全身许多脏器的功能紊乱;日子久了,还可能诱发多种器质性疾病。 所以,早上除了应饮足够的水,必须重视吃早餐。早餐除了吃足够的主食及鸡蛋、牛奶外,还应同时吃些豆类、叶菜,最好再吃一只水果。 洗衣皂、香皂、药皂 提起肥皂,我们就会想起黄色的洗衣皂、红色的药皂、五颜六色的香皂。它们都是肥皂,从制造的原料和生产的原理来看是相同的,都是利用动物油、植物油和碱为原料经皂化反应制成的。 不同点是:对原料的要求不同,生产洗衣皂是各种动、植物油和氢化油,一般不用经过复杂的精制处理,为了降低成本,在配方中往往还加入肥皂总量的10~20%的松香。生产香皂是牛油、羊油和椰子油,制皂以前要特经过碱炼、脱色、脱臭的精制处理,使之成为无色、无臭的纯净油酯,在配方中只加少量松香;洗衣皂的生产工艺简单,制造成本比香皂低得多,加工香皂的工序多,而且复杂;洗衣皂不加香精或只加少量便宜的香精,借以遮盖一部分不愉快的气味,香皂的香气芬芳,是因为在加工过程中加入了1~1.5%的香精,有的高档的香皂加入的香精量更多。洗衣皂一般不加着色剂香皂常加入着色剂,使它具有鲜艳的颜色,博得人们的喜爱。 药皂和洗衣皂的不同点是:药皂在皂基中加入了各种不同的药物,药物成分能使皂体发软,所以必须选用含高级脂肪酸的固体油脂作为皂基。药皂的种类很多:有治疗疥疮的硫磺皂;有具有消毒作用的硼酸皂、石炭酸皂等。 洗衣皂由于碱量高,因而只宜于洗涤一般衣服用。香皂含碱量低,香气浓郁诱人,可用来洗脸、洗澡、洗发等。药皂杀菌力强,可用来洗澡、洗手、洗涤病人衣服或其它消毒性的洗涤之用,但因它们有刺激性,使用时应注意防止皂液渗入眼内。 有趣的墨水 如果你用蓝黑墨水写日记,你就会看见,今天写的日记,每个字都是蓝色的,而昨天写的那页,每个字却是带黑色的。这是什么道理? 这是由于起了一场化学变化的结果,蓝黑墨水的主要成分是鞣酸亚铁。鞣酸亚铁既不是蓝色的,也不是黑色的,而是浅绿色的。当然,这样的墨水写起字来很不明显,于是,人们又往蓝黑墨水里加了一种蓝色的有机染料。这样,蓝黑墨水就呈蓝色了。 但是,当你把它写到纸上时,蓝黑墨水里的鞣酸亚铁就与空气中的氧气起化学作用,变成了鞣酸铁。鞣酸铁是一种黑色的沉淀,所以,昨天写的字迹就带黑色了。 你也许有这样一个习惯:把自来水笔往墨水瓶里一插,抽完墨水以后,忘掉了一件重要的事——把墨水瓶盖盖上。 这样,有两个坏处:第一,水分很快就会蒸发掉,墨水变得越来越少。第二,蓝黑墨水里的鞣酸亚铁与空气接触了,在瓶里变成鞣酸铁,就会产生沉淀,结果,墨水里出现了渣子,把自来水笔堵得连字都写不出来了。你有不盖墨水瓶盖的习惯吗?如果有的话,那就赶快改掉。 氧气的某些用途和负作用 一.氧是心脏的“动力源” 氧是人体进行新陈代谢的关键物质,是人体生命活动的第一需要。呼吸的氧转化为人体内可利用的氧,称为血氧。血液携带血氧向全身输入能源,血氧的输送量与心脏、大脑的工作状态密切相关。心脏泵血能力越强,血氧的含量就越高;心脏冠状动脉的输血能力越强,血氧输送到心脑及全身的浓度就越高,人体重要器官的运行状态就越好。 二.氧气喷泉 随着人们对新鲜氧气的需求愿望与日俱增,在美国洛杉矶等大城市,一种氧气喷泉吧随之设立。在氧气喷泉吧里,人们手持透明氧气罐,其上插上了精巧的外接吸收装置,轻轻一吸,罐内的纯氧即喷涌而出。带着柠檬或其他香味的氧气可连续输送20分钟。除此之外,美国其他与氧有关的产品不断涌现,如各种含氧水、含氧汽水、含氧胶丸等。新兴的氧气消费,已形成一股新潮流。 三.增加吸氧量可减少术后感染及止吐 今年1月,美国的《新英格兰医学杂志》发表一项新的研究成果。奥地利、美国及澳大利亚的麻醉医师报告,只要在手术中和手术后给病人增加吸氧量,病人术后感染危险将降低一半。因为增氧可以提高免疫系统的免疫能力,可为患者的“免疫大军”提供更多“弹药”,杀死伤口部位的细菌。 这项研究是在奥地利维也纳和德国汉堡医院的500名患者身上进行的。其过程是:在整个手术期间和术后两个小时,为第一组250名患者实施含30%氧的麻醉,另一组250名患者在同一时间内接受含80%氧的麻醉。结果第一组手术后有28人感染,而第二组手术后只有13人感染。 麻醉病人在术后发生恶心或呕吐颇为常见,病人感到非常难受。进行此项研究的麻醉师说,增加吸氧比目前所使用的所有止吐药效果更为明显,且无危险和价格低廉。氧气防止呕吐的机制可能是防止肠道局部缺血,从而阻止催吐因子的释放。但完全用氧而不用一氧化氮是不可取的,因为这有可能使病人在手术中觉醒。 四.高压氧制服突发性耳聋 据友谊医院高压氧科主任介绍,高压氧不仅能改善内耳听觉器官的缺氧状态,而且还能改善内耳血液循环即组织代谢,促进听觉功能的恢复。 一旦患了突发性耳聋,应立即去医院高压氧科,因为高压氧对突发性耳聋的疗效常取决于最初的治疗时间,一般在发病后三天之内(最迟不应超过一周)治疗效果最佳。 五.高压氧治疗牙周病效果好 牙周病指的是牙龈、牙周膜和牙槽骨的炎症、变形、萎缩,最后导致牙齿松动、脱落的一种慢性进行性疾病。患了牙周病会有牙龈充血、红肿、出血,牙龈沟加深,形成了牙周炎,牙周袋溢脓,有口臭,牙齿松动,并常伴有牙龈退缩。 牙周病的常规治疗效果并不理想。近年来,医务工作者用高压氧治疗牙周病,取得了良好的疗效。高压氧治疗牙周病可提高牙周病局部组织的氧含量和氧的弥散距离,促进侧枝循环的重建,改善局部循环。血管收缩效应可缓解局部肿胀。另外,高压氧还能有效地抑制细菌,尤其是厌氧菌的生长繁殖,改善牙周组织的供血、供氧,促进新陈代谢,以利于局部组织的修复,达到抗炎、消肿、止血和除臭的目的。 六.过度吸氧的负作用 早在19世纪中叶,英国科学家保尔.伯特首先发现,如果让动物呼吸纯氧会引起中毒,人类也同样。人如果在大于0.05 MPa(半个大气压)的纯氧环境中,对所有的细胞都有毒害作用,吸入时间过长,就可能发生“氧中毒”。肺部毛细管屏障被破坏,导致肺水肿、肺淤血和出血,严重影响呼吸功能,进而使各胀器缺氧而发生损害。在0.1 MPa(1个大气压)的纯氧环境中,人只能存活24小时,就会发生肺炎,最终导致呼吸衰竭、窒息而死。人在0.2 MPa(2个大气压)高压纯氧环境中,最多可停留1.5小时 ~ 2小时,超过了会引起脑中毒,生命节奏紊乱,精神错乱,记忆丧失。如加入0.3 MPa(3个大气压)甚至更高的氧,人会在数分钟内发生脑细胞变性坏死,抽搐昏迷,导致死亡。 此外,过量吸氧还会促进生命衰老。进入人体的氧与细胞中的氧化酶发生反应,可生成过氧化氢,进而变成脂褐素。这种脂褐素是加速细胞衰老的有害物质,它堆积在心肌,使心肌细胞老化,心功能减退;堆积在血管壁上,造成血管老化和硬化;堆积在肝脏,削弱肝功能;堆积在大脑,引起智力下降,记忆力衰退,人变得痴呆;堆积在皮肤上,形成老年斑。 人为什么不能呼吸纯氧 人不能长时间呼吸纯氧,你知道这是为什么吗? 人体各组织均不能承受过多的氧,这是因为氧本身不靠酶催化就能与不饱和脂肪酸反应,并能破坏贮存这些酸的磷脂,而磷脂又是构成细胞生物膜的主要成分,从而最终造成细胞死亡,这个过程叫做脂质过氧化。此外,氧对细胞的破坏还在于它可产生自由基,诱发癌症。实验证明,毁灭细胞培养物的办法就是将它置于过饱和氧的环境中。 从地球的历史角度看,人适应现在的大气成分是生物长期进化的结果。地球上的大气成分经历了很多变化阶段,现在是第三代,迄今已有3亿年,远久于人类史(200万年)。第一代大气为46亿年前,相当于原始大气,即地球刚形成时的还原气,氢和氦共占90%;第二代大气约在20亿年前,以火山气为主,其中水气占80%;第三代大气,叶绿素形成以后变为含氧空气,当氧达1%时,生物开始繁殖,曾经历过含氧60%的超氧阶段,由于恐龙繁殖,毁坏了大量植物,造成氧量下降变成现在的富氧阶段。其中氮作为惰性稀释剂,调节氧在血液中的溶解度,并和二氧化碳一起,控制着氧参与的全部生化反应的速率。这就是大气中各成分含量稳定的巨大意义。 奇特的燃烧现象 1982年,法国东部城市梅茨有家麦芽厂的粮食仓库发生了大爆炸,4座几十米高的钢筋混凝土粮食仓库被摧毁,18人死亡,全厂陷入瘫痪,周围的居民也受到极大的惊吓。调查分析结果表明,罪魁祸手竟然是仓库里的粮食粉尘。 其实这也不希奇,我们知道燃烧的充分必要条件有两个:一是温度要达到物质的燃点,二是要有充足的空气。粉尘的体积很小,而且每一粒粉尘的表面都同空气充分接触,当空气中的粉尘含量达到一定程度时,任何一个微小的火种都会使它达到燃点而燃烧起来,并使有限空间空气的温度由室温一下子升到几百度以上。这时候空气会急剧的膨胀起来,从而引起爆炸。 梅茨的粮仓爆炸事件并不是唯一的事故。据统计,仅美国新奥尔良市一地,20年来就发生了400多起这样的事故,造成200多人死亡和几千万美元的损失。所以人们把粉尘看作是仓库的“敌人”。为了避免这样的悲惨事故,除了尽量不使粉尘飞扬外,通常也同加油站一样,都要在门口挂上“严禁烟火”的红色字牌,以引起人们的高度警惕。 粮食粉尘会发生燃烧现象,像面粉、硫磺、淀粉、煤粉、糖等物质在仓库储藏或在运输过程中也会发出燃烧现象。不同的是,不同的粉尘在空气中引起爆炸的最低密度是不同的。淀粉和硫磺粉尘在每升空气中的含量超过7 mg时,遇火就会爆炸;而面粉、糖粉的爆炸极限为每升10毫克;煤粉爆炸极限为每升17 mg。 最奇特的燃烧现象是发生在我国广西兴安县小宅村的“群火”。1981年以来,每到秋季,莫名其妙的火灾频频出现。村里的物品不明不白地自燃起来,而且起火点总是同时在多处发生,给村民们造成了损失,还引起了村民们的恐惧。 专家们曾经到那里实地调查,据了解,小宅村村西约2千米处正在开采硫磺矿。“群火”现象很可能是硫磺粉尘燃烧生成了二氧化硫,二氧化硫继续与空气中的氧气结合生成三氧化硫,三氧化硫与空气中的水蒸汽结合成硫酸,硫酸作为脱水剂使得物质碳化而发生了燃烧。 氯化铵的防火作用 将一块普通的棉布浸在氯化铵的饱和溶液中,片刻之后,取出晾干就成防火布了。将这块经过化学处理的布用火柴点,不但点不着,而且还冒出白色的烟雾。你知道其中的道理吗? 原来,经过这种化学处理的棉布(防火布)的表面附满了氯化铵的晶体颗粒,当氯化铵遇热就会发生化学变化:NH4Cl→NH3(g)+HCl(g)。分解出两种不能燃烧的气体,一种是氨气,另一种是氯化氢气体。这两种气体把棉布与空气隔绝起来,棉布在没有氧气的条件下当然就不能燃烧了。当这两种气体保护棉布不被火烧的同时,它们又在空气中相遇,重新化合而成氯化铵小晶体,这些小晶体分布在空气中,就象白烟一样。实际上,氯化铵这种化学物质是很好的防火能手,戏院里的舞台布景、舰艇上的木料等,都经常用氯化铵处理,以求达到防火的目的。 高锰酸钾的杀菌消毒作用 高锰酸钾俗称灰锰氧,是一种有结晶光泽的紫黑色固体。高锰酸钾易溶于水,溶液呈鲜艳的紫红色。高锰酸钾水溶液能使细菌微生物组织因氧化而破坏,因而它具有杀菌消毒作用。0.1% 的高锰酸钾溶液可用来洗涤伤口;也可用来消毒碗筷、茶杯等餐具、茶具和水果。使用高锰酸钾消毒水果、餐具等物品时,先将欲消毒物品放入高锰酸钾溶液中浸泡数分钟,然后用清水冲洗干净即可。 使用高锰酸钾溶液消毒时注意,溶液要现用现配,放置时间长了,消毒效果会降低,当溶液变为棕黄色时,就完全失效了。 怎样灭火 怎样灭火在化学药品材料仓库中,每个库房中分别存放着无水乙醇、甲苯、丙酮、高纯度汽油,还有金属钠和镁。这个库房旁边准备的灭火设备有:水缸和运水工具,二氧化碳灭火器,黄沙箱。请大家想一想,如果这个库房中某个房间发生火灾,应该使用哪种灭火设备? 解析: 如果是无水乙醇(酒精)着火,用水灭火的效果最好,因为水和乙醇互相溶解。如果是甲苯和高纯度汽油着火时,用二氧化碳灭火器和黄沙最好,决不能用水灭火,因为甲苯和汽油都不溶解于水,不但达不到灭火之目的,反而由于甲苯与汽油和空气的接触面积增大而烧得更加厉害,所以加水更能助长火势。如果是丙酮着火,用黄沙、水、二氧化碳灭火器都可以。如果是金属钠和镁着火,只能用黄沙灭火,千万不能用水和二氧化碳灭火器灭火,否则,不但不能灭火,反而火势着的更旺。因为金属钠和镁都能夺取二氧化碳和水中的氧来供自己燃烧。同学们试试写出它的化学反应方程式。 一擦就着的火柴 妈妈准备生火做饭了。你急忙拿起火柴盒,用火柴头在盒边一擦,“嗤”的一声,火柴就燃着了。用火柴点火,实在大方便啦。在钻木取火的时代,人们为了得到一个火种,常常要付出艰苦的劳动。没有足够高的温度,那是无法把木头引燃的。 人类发明火柴,也经历了漫长曲折的过程,并不是轻而易举就办到了的。 二百多年前,在意大利的威尼斯出现了第一支火柴。那是一支巨型火柴,很象一根敲大鼓的木糙,糙头由一团氯酸钾药面做成。只要把火柴头浸到盛浓硫酸的瓦盆里,火柴就燃烧起来。这是由于氯酸钾碰到浓硫酸,发生猛烈的化学变化,又是发热,又是放氧气,于是,木棒就吐出了明亮的火焰。 那时候,这种火柴价格昂贵,即使是有钱人家也是几家合买一根。 这种最早的火柴使用起来很不方便人身上,浓硫酸溅在会烧坏衣服,伤害皮肤。 十九世纪初,瑞典人发明了摩擦火柴。火柴头上涂了一层白磷,模样也变得小巧灵便,长短已经接近今天使用的火柴。划火柴,不需要专门的火柴盒,找块粗糙的地方,墙壁、砖头或是鞋底,轻轻地一擦,火柴就燃着了。(嘿嘿 想想卖火柴的小姑娘) 这是因为白磷的着火点很低,超过40”C就自动着起火来。再说,白磷有毒,那时候,有些制火柴的工人,由于吸入了白磷蒸汽而中毒死亡。因此,用白磷做火柴,实在不安全。 人们改用三硫化四磷来做火柴头,不再使用白磷,火柴仍然可以在鞋底上划出火来,而毒性和自动着火的危险减轻了许多,可是,这种改进了的火柴仍然不安全,在运输途中或者口袋里磨来蹭去,还可能发火,酿成火灾。 幸而在1845年发现了另一种没有毒的磷一红磷。此后,就用红磷代替白磷制造火柴了。1855年,瑞典人设计制造出了世界上第一盒安全火柴。安全火柴在火柴盒外侧涂上红磷,火柴头上有氯酸钾和三硫化二锑这两种引火药。当你擦火柴时,火柴头蹭下的一丁点儿红磷,由于摩擦生热,达到着火点,起火了。火星引着三硫化二锑,氯酸钾受热放出氧气,帮助燃烧得更旺。火柴杆是用松木或白杨木做的,前端又浸透了石蜡和松香,使火柴擦着后,火焰容易烧到火柴杆上去,发火的时间也长一些。 到了19 世纪初,火柴的家族出现了新成员。 摩擦火柴:变得小巧灵便,很快在各国流行开来。它的头上涂有硫黄,再覆以白磷、铅丹及树胶的混和物。白磷的着火点很低,所以在任何地方一擦就着火,很不安全。 安全火柴:1855 年,瑞典人伦塔斯托鲁姆用红磷代替白磷,设计制造出了世界上第一盒安全火柴。这时的我是用三硫化三锑、氯酸钾和明胶调成的糊状胶质制成的,其中并没有磷,随便摩擦是不会燃烧的。而在火柴盒的两边另外涂有红磷、三硫化二锑和明胶以及玻璃粉等制成的摩擦层。头和它摩擦时才能起火。至今仍还行销全世界。 火柴一擦就着,关键在于红磷的着火点比较低。也就是说,只要有稍许一点热量(比如摩擦生的热)使红磷的温度升高到着火点以上,红磷就开始燃烧。 你会问,打火机点火又是怎么一回事呢?你一定注意到了,打火时,手指要按一下打火机,这样带动齿轮摩擦火石,于是就从那儿迸射出了火花。火石里也有着火点比较低的物质,这就是金属澜和饰。它们好似火柴盒上的红磷,稍加摩擦,便发火燃烧。打火机里的气体(主要是丁烷)很容易蒸发,蒸汽遇到从近旁飞来的镧、铈的火花,便燃烧起来。 要点炉子了。在蜂窝煤炉的炉膛底,自下而上一层层铺上刨花,引火炭和蜂窝煤。用火柴或者打火机点燃碎纸片,依次引燃刨花、引火炭。最后,蜂窝煤燃烧起来。 详细回忆一下点炉子的过程,划火柴,着火点很低的红磷烧起来,我们得到了火。以后,各种引火材料一个接一个烧了起来,它们的顺序是:火柴头上的药物——火柴杆——纸片——刨花——引火炭——蜂窝煤。排列在前的引火材料着火点比较低,它点着以后,产生较高的温度,就把它后面的引火材料烧着了。一次一次地提高温度,才能使着火点较高的煤点着。 这里,你是不是已经归纳出一条知识:物质需要达到一定的温度才能开始燃烧。这个温度就是这种物质的着火点。 反过来,如果将一个熊熊燃烧着的煤球从炉子里钳出来,不多会儿它就熄灭了。这也是同样的道理。单个的煤球脱离了火热的炉膛,它那不多的热量很快散失掉了,温度降到着火点以下,燃烧不能继续进行,火便媳灭了。 这里还要讲一下液化灶,有的用的是电子打火,但市面普通用的液化灶其原理和打火机的一样。所谓的电子打火,就是通过一个瞬间的高电压使其产生一个高温,从而引燃气体。汽车里面的汽油机用的就是电子打火。 安全火柴中的化学原理 安全火柴中的成分分别是:火柴头主要由氧化剂(KClO3)、易燃物(如硫等)和粘合剂等组成。火柴盒侧面主要由红磷、三硫化二锑、粘合剂组成。当划火柴时,火柴头和火柴盒侧面摩擦发热,放出的热量使KClO3分解,产生少量氧气,使红磷发火,从而引起火柴头上易燃物(如硫)燃烧,这样火柴便划着了。 安全火柴的优点在于把红磷与氧化剂分开,不仅较为安全,而且所用化学物质无毒性。所以也被称为安全火柴。 铜锅、铁锅、铝锅 厨房里有各种各样的锅:煮饭锅、炒菜锅、蒸锅、高压锅、奶锅、平锅……,不过,从制造的原料来看,一般只有铁锅和铝锅这两种。 过去,人们还使用过铜锅。人类发现和使用铜比铁早得多,首先用铜来做锅,那是很自然的。在出现了铁锅以后,有的人还是喜欢用铜锅。铜有光泽,看起来很美观。在金属里,铜的传热能力仅次于银,排在第二位,这一点胜过了铁。用铜做炊具,最大的缺点是它容易产生有毒的锈,这就是人们说的铜绿(嘿嘿 和孔雀石的成分一样)。另外,使用铜锅,会破坏食物中的维生素C。 随着工业的发展,人们发现用铜来做锅实在是委屈了它。铜的产量不多,价格昂贵,用来做电线,造电机(包括电脑里的芯片),以至制造枪炮子弹,更能发挥它的特点。于是,铁锅取代了铜锅。 在农村,炉灶上安的大锅是生铁铸成的。生铁又硬又脆,轻轻敲不会瘪,使劲敲就要碎了。熟铁可以做炒菜锅和铁勺。熟铁软而有韧性,磕碰不碎。生铁和熟铁的区别,主要是含碳量不同。生铁含碳量超过1.7%,熟铁含碳量在0.2%以下。铁锅的价格便宜。三十多年前,在厨房里的锅,几乎全是铁锅。铁锅也有它的缺点,比较笨重,还容易生锈。铁生锈,好象长了癫疮疤,一片一片地脱落下来。铁的传热本领也不太强,不但比不上铜,也比不上铝。 铝制品为什么不能盛放含盐食品 铝制品的表面虽然有致密的保护膜,不易被氧化,但是当有较活泼的元素(如卤素)的离子存在时,氧化膜将这些离子吸附在表面,取代了膜中氧形成新的化合物。例如,有氯离子存在时,就会使一部分保护膜变成氯化铝,氯化铝易溶于水,因而使保护膜的结构遭到破坏,产生了孔隙,有害物质就可能渗入内部,加速铝制品的腐蚀。 食盐的成分是氯化钠,其中还含有少量氯化镁,在水中溶解后能电离生成氯离子,因此会破坏保护膜。氯化镁在溶解时会发生水解,使溶液呈酸性,使铝制品腐蚀的更快。因此不能用铝制品盛含盐的蔬菜及食品。老年痴呆症的罪魁祸首 金属铝在现代工业中大显身手的同时,也渗入到了我们的家庭。为此有人开始研究铝对人体健康的影响。 长期以来,人们一直认为铝是一种对人体无害的金属元素,治疗胃酸过多的药——胃舒平的主要成分就是氢氧化铝。然而,近代科技的发展,对“铝无害论”提出了异议。l975年,美国佛蒙特医院雷弗教授等用电子显微镜和X射线衍射光谱测定法分析了多名老年痴呆症患者的神经元,结果发现这些人的神经元中,铝的含量比正常人多了2~4倍。 后来,美国科学家达伦用原子吸收光谱分析了老年痴呆症人的大脑,发现他们脑中铝的含量竟是正常人的5倍。美国的一个医疗小组到世界上饮水含铝量最高的关岛调查,最后发现那里患老年痴呆症的人数比正常地区多了3~5倍。这些都证实铝是老年痴呆症的罪魁祸首。 那么,铝为什么会导致老年痴呆症呢?这个问题还在争论中。一般的观点认为由于三价铝离子有空的电子轨道,易与碱基对中含未成对电子的原子结合,并进入神经元细胞中,使神经细胞释放的传递物质如乙酚胆碱等不能顺利通过,从而导致神经传递系统受阻,引起铝的过量摄入往往是由于不正确使用铝制品引起的。大家知道,铝在空气中会形成一层致密的氧化铝,可保护它免受进一步的腐蚀,但这层保护膜并非坚不可摧,在酸性或碱性溶液中易被破坏。因此我们平时应养成科学使用铝制品的习惯,如不用铝制品存放酸、碱食物,尽量缩短食物在铝制品中的存放时间,尽量不用铝锅炒菜,让比铝硬的金属制品(如铁勺)与铝制品接触,不用硬质抹布如百洁布擦洗铝制品,等等。当然,平时加强体育锻炼,增强身体活力,也是防止铝元素在体内存积的好办法。 放射性氡 这是一种致癌和危害生育系统的成分,是最近几年进行室内监测发现的最惊人的污染物。氡本身并不危险,但是它的带电裂变产物附在灰尘上,而这些尘粒又进入肺,形成极其危险的内照射,这种近距离辐射对细胞的破坏最厉害。氡是从砖块、混凝土、土壤和水中散发出来的。在普通住宅里测得的氡含量比户外高好几倍;有人在浴室里测到,喷淋龙头放水15分钟后,氡在空气中的含量增加25%。不过关于氡的作用也有不同看法,1983年曾报道适量放射性氡可强化人的神经系统功能,使人精力充沛,早晨大气中氡含量最高,也是人工效最高的时候。 铝锅中的铝烹饪时怎样溶出 铝锅适于煮饭、烧水,但也有用作炒菜的。铝盐有神经毒性,但通常铝制炊具和食具表面有一层致密的氧化物膜,对弱酸、强碱及水呈惰性。例如用铝锅煮沸pH=3的柠檬酸溶液10 min,溶出的铝仅为0.2 mg/L,对人体不构成危害。 1986年在英国著名的杂志《自然》上有一篇论文指出茶水中含铝高,这是由于通常含氟量大的茶叶用铝锅煮制,形成氟铝络合物。实验指出当F-含量为1 mg/L(这是自来水中的正常浓度)时,用柠檬酸调成pH=3的溶液,在铝器中煮沸10 min,即溶出200 mg/L的铝,为无氟时的1 000倍。 取西红柿50 g放在铝锅中,加250 mL自来水,烹制10 min,可溶出150 mg/L的铝,约超过通常饮用水中铝含量的10倍;并且铝显示毒性的pH约为4,此时铝以二羟铝络离子存在。西红柿中的维生素C、糖醋鱼块中的醋都呈酸性,均加重铝的溶出,所以不宜用铝器来烹制。 为什么碘酒和红药水不能混用 碘酒与红药水都是外科常用的消毒剂。它们分别使用都具有消毒杀菌作用。但是在处理伤口时,却不能涂了其中一种,再涂另一种。这是因为红药水里的汞溴红与碘酒里的碘相遇时,会生成碘化汞(HgI2)。碘化汞是一种剧毒物质,对皮肤粘膜及其他组织产生强烈的刺激作用,甚至引起皮肤损伤、粘膜溃疡。碘化汞如果进入人体,还会使牙床浮肿发炎。严重时还会引起疲乏、头痛、体温下降等症状。所以,千万不能同时使用碘酒和红药水。 包裹在柿饼外的神秘白粉 在新鲜的柿子里含有大量水分,还含有葡萄糖和果糖等,当它被晒成柿饼时,水分逐渐蒸发,果肉里所含的葡萄糖和果糖随着渗透到表皮上来,这两种糖的性质不一样,果糖味道很甜,容易吸收水分,在它渗透到柿饼的表面时,就抓住空气中的水分,黏附在柿饼的表皮上,类似蜜饯外面的糖浆,葡萄糖的甜味不如果糖,但却不容易抓住空气中的水分,它渗透到柿饼的表皮上时,就成为一层白色的粉末,正好把黏附的果糖包住,使得整个柿饼都是干燥的,原来这层白粉是葡萄糖粉末 手表里的钻 你注意观察过机械手表吗?在它的盘面上,可以看到“17钻”或者“19钻”等字样。这是表示,手表里有17粒或19粒钻石。钻石,原来是指金刚石,也就是金刚钻。后来,人们把其他一些坚硬的宝石也叫做钻石。国外生产的手表盘上标着“17 Jewelsl “Jewel”就是宝石的意思。 手表的钻数越大,质量越好。一般的闹钟没有钻数,标明“5钻”、“7钻”的钟就是上好的品种了。钟表里为什么要用宝石呢?拆开钟表,你会看到它的“五脏六腑”是许多小齿轮。齿轮不停地转动,带动秒针、分针和时针准确地向前移动。支架齿轮的轴承必须经受住无数次的磨擦而很少损耗变形,才能保证钟表报时的准确。 这坚硬、耐磨的轴承是由人造红宝石做成的。钟表里有多少个这样的宝石轴承,就标明是多少钻。 自然界的宝石十分珍贵。它们都是在特殊的地质、压力和温度条件下生成的晶体。它们非常稀罕,又晶莹瑰丽,坚硬非凡。宝石之王——金刚石,采掘起来非常困难。在矿区,往往要劈开两吨半岩石,才可能获得1克拉金刚石。1979年全世界挖到的金刚石仅一千多万克拉,一辆卡车即可载走。名贵的金刚钻价值连城,成为稀罕的珍宝。金刚钻用在工业上,是无坚不摧的“切割手”。 “没有金刚钻,莫揽瓷器活”,玻璃刀上有一小粒金刚石,切割玻璃全*它。金刚石车刀削铁如泥,金刚石钻头钻探速度高,进尺深。闪烁着星光的红宝石和蓝宝石,也叫刚玉宝石。而做手表需要的钻石却越来越多,于是,人们在想:能不能搞人造宝石呢?要制造宝石,先得知道宝石的化学成分,红、蓝宝石的化学成分是极普通的三氧化二铝。我们脚下的泥土里就含有不少三氧化二铝。不过,红宝石、蓝宝石是纯净的三氧化二铝,微量的铬或钦使它显出漂亮的鲜红色或者蔚蓝色。于是,人们从铝矾土中提炼出纯净的三氧化二铝白色粉未,再将它放在高温单晶炉里熔融、结晶,同时掺进微量的铬盐或者氧化钦,这样就得到了人造红宝石和蓝宝石。人造红宝石除了作手表里的“钻”,精密天平的刀口和电唱机里的唱针外,还是激光发生器的重要材料,它可以产生深红色的激光。激光的用处可大啦,激光手术刀、光雷达、光纤通信、激光钻孔……都离不开它。最古老的装饰品、稀世的珍宝竟成为工业产品、现代科技的重要角色。 切葱头为何流眼泪 葱头,原产于亚洲西部,早在三千年前就被人们发现,由于葱头对生长条件要求很低,所以,它就很快漂流过海,在许多地方安了家。今天,它以成为市场上常见的蔬菜了。 据化学分析,葱头中含有一种具有强烈刺激性的物质——正丙硫醇。当葱头被剥开或切片时,其中的正丙硫醇就挥发到空气中,如果“溜”到人的眼里,就会刺激泪分泌腺,使人流泪。?如何克服呢?正丙硫醇能溶于水,因此,每次切葱头时,可以盆内放些水,再把砧板放在水里切葱头,这样正丙硫醇部分溶于水,就能减小对人眼的刺激。 大蒜的杀菌作用 大蒜中含有丰富的蛋白质、脂肪、糖类及维生素A、B、C等,蒜苗里还含有钙、磷、铁等成分。大蒜具有极强的杀菌力,因为蒜头里含有大蒜油,大蒜油以硫化二丙烯为主要成分,还含有微量二硫化二丙烯、二硫化三丙烯。 大蒜素遇碱、受热都会分解,所以用大蒜消炎杀菌宜使用生大蒜,不能与碱性物质一起用。 吃过大蒜嘴里产生蒜臭,可将少许茶叶放在嘴里细嚼,或在口中含一块糖,蒜臭就可减少。 铁刀削水果后为什么会变黑? 水果中或多或少都会含有一种有机化合物鞣酸
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