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第4章 日常生活的化学(4)

科学家研究证明,我们吃的食物中大约提供36种元素,其中氧、碳、氢、氮约占人体重量的95%,是组成淀粉、脂肪和蛋白质的基础。其余大约4%的体重是钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁和铁的重量。人体中其余的各种元素约占体重的1%,包括铜、锰、碘、锌、钴、铅、铬、硒、砷、氟、硅、钼等元素,缺少了某种元素,人就会生病。如缺钙会引起过敏肌肉抽搐痉挛。儿童缺钙会生软骨病。缺磷会使人厌食、虚弱不适以及感到骨头痛。

如果按人体中所占和重量百分比,给人体中的11种主要元素排个队,那么,依次是氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、氯和镁。矿泉水能补充人体需要的矿物质,所以非常有益。

面粉爆炸

也许你不会想到面粉也会爆炸,其实,面粉厂的爆炸事故从来是屡见不鲜的。

面粉等粉尘为什么会引起爆炸?可以做一个简单的实验。在一个废铁罐的底边附近开一个小洞,插进橡皮管,皮管的前端放些干面粉,同时在罐内放一支点燃的蜡烛,把罐盖盖好,放到离人远一点的地方。然后用嘴对着橡皮管口向里吹,爆炸就会发生,罐盖腾空飞起。

面粉爆炸有两个条件。一个是干燥的面粉粉尘,在空气中的浓度达到每立方米20—25克;一个是有支持燃烧的氧和能够达到着火点的温度。面粉的粉尘爆炸温度只有400℃,相当于一张易燃纸的点火温度。车间内电动机皮带摩擦所产生的热现象,即可达到引爆的能量。另外碎机中的铁块,在粉碎机中经过碰撞发出火星,也可引发粉尘爆炸。

悬浮在空气中的面粉、玉米粉、棉花、尘埃、木粉、酚醛塑料粉,达到激烈燃烧的条件,就会爆炸。所以在这种生产环境里,必须严禁烟火,并且做好防尘等工作。

炒菜最好用铁锅

五六百年以前,中国几乎家家户户都用铁锅烧饭做菜,西方人却把它当作稀世珍宝。相传14世纪时,英王爱德华三世看到中国铁锅后,把它当作珍贵的宝贝收藏起来。

自从金属铝出世后,铝锅、铝盒等键乎代替了铁制的所有炊具。原因是铝制品比铁锅轻,传热快,节省能源。但是,对人体来说,铁锅要比铝锅好得多。铝锅最怕酸、碱和盐。用铝锅炒菜,经常同醋、盐、碱接触,一部分铝就会同做成的菜一起进入人体,时间久了对人体有害。

用铁锅炒菜,不但没有铝的危害,而且会带来对人体有益的铁质。有人做过试验,用铁锅炒洋葱,把油加热5分钟以后,洋葱里含铁量比原来提高一两倍。如果加上盐和醋后再同样加热5分钟,含铁量提高到原来的15到19倍。

铁是一种人体必需的微量元素。在人体内,血红蛋白分子是吸收氧和放出氧的“机器”,而铁既是制造血红蛋白的原料,又是血红蛋白分子的“核心”。有了它,氧就能跑遍全身;没有它,血红蛋白就失去了“拉住”氧分子的本领,人的生命也会有危险。

能杀菌消毒的PP粉

苏联卫国战争期间,高锰酸钾(PP粉)是医生和卫生员背包中的必备药品,好像战士枪和子弹一样重要。这是因为高锰酸钾有抗菌、消毒作用。这种药物的拉丁文名称中有两个P字,所以人们常称它为PP粉。

PP粉是深紫色晶体,溶于水,是一种强氧化剂。用不同浓度PP粉溶液洗涤伤口、含漱口腔或润咽喉,涂擦溃疡和烧伤表面,或者喷洒患处,有很好的消炎效果。在医院里,妇科、泌尿科和皮肤科医生用它作消毒药物。因为它的稀溶液可用于冲洗伤口,也可用于饮食用具、器皿消毒。稀溶液还用来洗涤用品,起到消毒杀菌作用。对有些因吞服某种有机毒物而引起的中毒,高锰酸钾又是一种重要的急救药,用来洗胃,能够解毒。

PP粉溶液浓度不同,用处也大不相同。一般地说,0.1—0.5%溶液用于洗涤创伤;0.0125%溶液用于洗浴;0.1%用于瓜果等食品的消毒。

PP粉会破坏颜色,各种各彩的衣服,沾上它的水溶液会被氧化褪色。所以当衣服上溅到红墨水,可用它的稀溶液洗去。如果不慎染上高锰酸钾的紫红色,可以用3%的双氧水褪色。

虽然PP粉具有不少优点,但高浓度的PP粉溶液会使口腔粘膜、咽喉、食道以及肠胃出现水肿,同时伴有呕吐、腹泻等症状。PP粉与各种有机物发生作用,还会变成易燃物质。所以,要避光保存,防止分解,不能与有机物任意接触。如果在皮肤表面或内衣上留下它的斑迹,最好用10%的草酸溶中2%的盐酸、醋或柠檬汁来清洗。

怕晒太阳的胶鞋

橡胶的最大特点是具有弹性,耐磨、耐寒、不易泄气等优点。

橡胶的这些本领与构成橡胶的分子的性质有关。天然橡胶是由成千上万个异戊二烯分子组成的。其分子链本身就有柔软、韧性的特点,这叫柔顺性。一般说来,柔顺性好的橡胶,弹性大,耐磨耐寒性也好。有些人工合成橡胶,因为特意改变了它们的分子结构,才使它们具有特别的优点。例如,由异丁烯和少量异戊二烯共聚而成的丁基橡胶,由于分子中有大量的甲基侧链,分子链运动受到阻碍,所以具有优良的气密性。另外,橡胶分子的大小,分子之间的排列是否整齐,都会影响橡胶的性能。一般说,橡胶的分子量低,弹性就差;分子量过大,橡胶变硬。化学家就是根据这种关系,设计制造了各种性能的橡胶。

橡胶的最大缺点是容易老化。一双胶鞋使用几年以后,会出现许多裂口,鞋帮发硬变脆,缺乏弹性。这是受热空气中的氧和阳光中的紫外线作用造成的。所以,胶鞋最怕太阳晒。在太阳下晒胶鞋,一方面给胶鞋加热,另一方面阳光中的紫外线像一把剪刀,把橡胶分子链剪成一小段一小段,使橡胶降低了弹性和拉力。

同样,热水袋、胶布、雨衣等橡胶制品,使用时不要同酸、碱、油类等东西放在一起。因为它们会损坏橡胶制品。胶鞋、雨衣也不宜用开水、热水、碱水洗,或者在肥皂水中长时间浸泡。洗涤后应当把橡胶制品放在阴凉的地方吹干,不能晒太阳,更不能用火烘烤干。

贝壳和水垢

从化学成分讲,贝壳和水垢是一样的,都是水由碳酸钙结成的,如蛤、蛙、海螺、牡蛎之类的“外套”。那么,这些“外套”是怎样形成的呢?

生活在海边的蛤、蚌、螺、牡蛎等软体动物,有一种特殊的化学本领,能够吸收水中的碳酸氢钙,经过变化,生成硬梆梆的碳酸钙“外套”——贝壳。

自然界的泉水、井水、海水,或多或少包含着碳酸氢钙和碳酸氢镁这些盐类,称为硬水。如果用硬水烧成开水,水里的碳酸氢钙和碳酸氢镁在高温条件下,会分解成碳酸钙和碳酸镁,沉积在水壶里,好像水壶穿了一件碳酸钙的“内衣”,叫做水垢。结了水垢的水壶烧水开得慢。

在工厂里,如果烧水用的锅炉也长了水垢,而且分布得很不均匀,薄的地方传热快,厚的地方传热慢,会引起锅炉爆炸事故。所以锅炉用水,常常预先经过软化处理,使硬水变成软水。

家庭常用的保暖瓶和水壶,里面也会生水垢。为了除去水垢,可以把温热的醋倒入壶里,使水垢慢慢变得疏松,容易除去。

有弹性的橡皮筋

在500年前的1493年,哥伦布第二次航行到美洲时,看到印第安人在玩一种拉长后能缩回去,跌落到地上能弹起来的东西,十分惊奇。当他向印第安人询问后,才知道这叫橡胶。今天,橡胶已成为人人不可缺少的东西了。

橡皮筋拉长后又能缩回去,这是橡胶分子的作用。橡胶分子十分爱动,它们手拉手地排列着。因为每个分子总是在活泼运动,所以它们的队伍总是弯弯曲曲,不成样子。如果用力拉橡皮筋,那么橡胶分子就失去了任意活动的“自由”,所排列的队伍便整整齐齐,外形上看就是被拉长了。但是,这些橡胶分子不甘寂寞,它们要求恢复“自由”,于是就会产生一种恢复原状的力,这就是橡胶的弹性。这种橡胶,实际上是一种生胶。如果把它拉长到一定程度,分子之间“打滑”了,就再也不能恢复原状。要使橡胶分子之间不发生“滑移”现象,必须把橡胶分子互相联结起来,变成立体的网,这种办法,叫做交联,好像铁条做的网状门一样具有弹性。

1839年,古德伊尔发现的硫化橡胶,就是用硫黄做交联剂,使生胶中的橡胶分子之间也有几个地方拉起手来,变成性能优异的、有弹性的橡胶了。现在橡皮筋,就是这种有弹性的橡胶做的。

活性炭的作用

冰箱里往往会产生一股讨厌的臭味,但只要放进一个装有活性炭的口袋,臭味很快就没有了。

活性炭有捕捉臭味的本领,还有防止毒气的本领,它是制造防毒面具有重要材料。防毒面具上有根像大象鼻子那样的塑料管,在管子的尽头连接着一只扁形罐子,里面装的就是活性炭。

活性炭还能净化水质。如果有一瓶被弄脏的水,变得有颜色了,可以用活性炭“捕捉”色素;如果水时混进了脏东西,只要让水流过一根装着活性炭的管子,就可以把水净化。

活性炭为什么有“捕捉”各种杂质的本领?原来,活性炭是一种很细小的炭粒,用化学家的话来说,它有着很大的表面积。这种极小的炭粒中,还有更细小的孔,化学家称之为毛细管。这种毛细管具有很强的吸附能力。由于炭的表面积很大,所以能与杂质充分接触,当杂质碰到毛细管时,立即被吸住而遭“逮捕”。

糖精不是糖

我们平时吃的白糖、红糖,都是从甘蔗、甜菜中提取出来的,它们是天然化合物。化学家在实验的过程中偶然发现一种化合物是甜的,后来进一步研究,终于用人工方法合成了一种新的甜味剂——糖精,那是一百多年前的事了。

糖精像精制的白糖,是白色的结晶状粉末。但它不溶解于水,化学上叫不溶性糖精。尽管它带有很浓的甜味,因为伴有类似金属的不快的感觉,所以不适宜于食用。市场上卖的糖精,实际上是用不溶性糖同小苏打中和反应后,结晶出来的糖精钠盐。糖精钠能在水中溶解,所以也被人们称作为可溶性糖精。它的甜度约为蔗糖的三五百倍,所以含糖精钠十万之一的溶液,也能尝出甜味。

草酸的用途

用铁夹子夹湿衣服,衣服上会生出锈斑,无论是用肥皂,或者洗衣粉,都洗不掉。对这种讨厌的铁锈,可以请草酸帮忙。

草酸是白色晶体,很像白糖。在洗涤前,把一份草酸溶解在20份水中,配成草酸溶液。然后,把它滴在衣服的锈斑上,经过搓洗、漂清,铁锈就不见了。草酸能除锈,是因为它有很强的还原能力。锈斑里的铁是三价铁,不溶解于水,一碰到草酸就还原成二价铁并能溶解于水。

草酸还能对付蓝墨水里的铁。如果衣服上不小心沾蓝墨水,得赶快用清水冲洗,要是时间长了,就很难洗掉。因为蓝墨水里有一种叫做鞣酸亚铁的化合物,它遇到空气中的氧气,就会被氧化为色的鞣酸铁。鞣酸铁在水中不溶解,这样墨水迹就不能用清水洗掉了。如果用草酸来还原鞣酸铁,使它溶解于水中,衣服上的墨水迹就可洗去。

草酸虽然能帮助洗去铁锈和蓝墨水迹,但是,它也会腐蚀衣服,把衣服的颜色也洗褪了。因此,在用草酸溶液洗污迹以前,最好在衣服的边角等不引人注目的地方先试一下,看是不是会褪色。另外,在用草酸洗墨水迹后,要多用清水洗几遍,不让多余的草酸留在衣服上。

火柴的种类

据说,世界上最早的火柴,是英国化学家波义耳于1680年制成的。当时的火柴分两部分,一部分是在木质细棒一端粘上硫黄颗粒,另一部分是在粗糙的纸上涂上一层磷。取火时只要用细棒中有硫黄的一端在磷纸上擦划一下,木棒就会被点燃。

从此,各种各样的火柴纷纷出现。到1872年,一位名叫华尔克的英国药剂师用氯酸钾、硫化锑和树胶制成了第一根摩擦火柴。使用时只要在砂纸上一擦就燃。1855年瑞典人伦兹托姆发现了一种新型的火柴——引火材料一部分在火柴梗上,一部分在火柴盒的砂纸上,形状虽然与今天的火柴差不多,但那时的火柴梗在墙壁上也能擦着,是不安全的。

现在的火柴是一种安全火柴。虽然在火柴的身上都是容易着火的东西,但是只有在火柴头同火柴纸擦划着,才能着火,这种火柴是用三硫化二锑和氯酸钾制成的,本身不会着火。火柴盒边上涂有红磷。当火柴梗在火柴盒边上一擦,火柴头上就沾上了红磷,红磷一经摩擦就会受热着火,它使火柴头上的氯酸钾也受热,放出氧气,同时放热并引燃三硫化二锑,于是,“嗤”的一声,火柴就点燃了。

火柴杆是预先用石蜡和松香的混合物浸过的。所以火柴头点燃后,火柴杆就一直能烧到底。

现在已有各种特种用途的火柴。有的能在十级以上的大风中燃烧而不熄灭,称为防风火柴;有的在水中浸上几小时,也能继续燃烧,叫做防水火柴;有的用钢针代替火柴杆,只要在钢针上插上一颗火药球,再在磷层上一擦就能燃着,又叫无梗火柴;有的在遇险求救时能放出红色信号;有的能告诉人们缺乏淡水而发出绿色信号,它们都叫信号火柴。

运动饮料

人在激烈运动时,会流出许多汗水。汗水里有许多盐分,其中还包含钙、镁、钾等矿物质。

如果光喝开水,不仅不能补充身体营养,消除疲劳,而且饮水越多,出汗越多,盐分流失也越多,容易引起肌肉乏力、疼痛,甚至抽筋。运动员饮用的是由葡萄糖、矿物质等营养物质做成的运动饮料,能很快消除疲劳。恢复体力。

运动饮料又叫等渗饮料。它的渗透压同人体内体液的渗透压十分接近,容易被人体吸收,使人体保持旺盛的体力,这对于高温条件下工作的人、旅游者、老年人和青少年,都是理想的饮料佳品。

洗衣省水法

有人认为洗衣服只要水用得多就会干净。其实,最好的办法是每次用水少一点,多漂洗几次。这是化学里的分配定律揭示的。

比方说,一件湿衣服含有1公斤水,其中洗涤剂有20克。假使用4公斤水漂洗一次,随即把衣服拧干到剩下0.5公斤水,那么这件衣服还留着2克洗涤剂。如果换一种方法,先把衣服拧干到只剩下0.5公斤水,然后用2公斤水漂洗一次,拧干到剩下0.5公斤水,再用2公斤水重复一次,这样,同样使用4公斤水,衣服里的洗涤剂就只留0.5克了。

这就是分配定律。意思是当我们进行提取或者洗涤某种东西时,用大量溶剂提取或洗涤一次,它的效果远不如用同样多的溶剂,分成几次进行提取或洗涤来得好。

这个“少量多次”的原则,日常生活中常常用到。如煎中药,一般是煎两次,才能把药中的有效成分提取出来。如第一次用1公斤水煎一小碗,第二次用0.5公斤水煎一小碗,一共用去1.5公斤水。要是一次用1.5公斤水煎一碗中药,效果就差多了。

烧菜不可缺少的味精

烧菜煮汤时放些味精,为什么味道特别鲜?如果你留心味精的包装袋,可以发现上面印着味精的名字——谷氨酸钠,味精的鲜味就是它的功劳。

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