浅谈化学在生活中的应用
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浅谈化学在生活中的应用
姓名何磊指导老师张夏娇
(吕梁高级实验中学理科1415班山西离石 033000)
摘要:化学在生活中关乎我们的方方面面,多些对化学的了解更有益于我们的生活。人类的生活离不开衣、食、住、行,衣、食、住、行离不开物质,任何物质与化学都有着千丝万缕的联系,因此化学与人类生活的关系十分密切,化学在人类的生活中发挥着不可估量的作用。认识和探究化学与人类生活的关系,明确人类对化学在农业、食品、能源、材料和医药等方面的有效利用,是更好地驾驭生活,提高生活质量,实现人类社会可持续发展的重要科学文化基础。
关键词:化学;生活;应用
现代社会在飞速发展,化学在我们生活的衣、食、住、行等方方面面都有很大的应用,今天就让我我来为大家具体道出化学在我们生活中有哪些应用吧!
一、服饰与化学
虽说服饰有千万,但总的来说材料只有两种分为纤维和皮革两种。
天然纤维:大自然是一个天然的绿色化工厂,为人类提供了麻、丝、毛、棉天然纤维,满足人们的穿着需要。这些天然纤维都是动植物经过特殊的化学反应而合成的有机物,主要成分都是纤维素。天然纤维又分植物纤维和动物纤维两种。植物纤维的主要成分是纤维素,是β--葡萄糖C6H12O6(分子中碳1上的羟基和碳2上的羟基分别在环的两面)的聚合物,包括约5000个该糖的单体,燃烧时生成二氧化碳及水,无异味,主要有棉,麻两类。棉在显微镜下看到棉纤维呈细长略扁的椭圆形管状,由于空心,故吸湿性、透气性好,可吸汗又保暖,是做内衣的理想材料。麻为实心棒状的长纤维,不卷曲,洗后仍挺括,适于做夏布衣裳、蚊帐。动物纤维主成分为蛋白质,系角蛋白,因为不被消化酵素作用,故无营养价值。均呈空心管状结构,常用的有丝、毛两类。丝纤维细长,由蚕分泌汁液在空飞中固化而成,通常一个蚕茧即由一根丝缠绕,长达1000m~1500m,强度高、有丝光、宜做夏季衬衫,是一种高级衣料。毛纤维包括各种兽毛,以羊毛为主。纤维比丝纤维粗短。构成羊毛的蛋白质有两种,一种含硫较多,称为细胞间质蛋白,另一含硫较少叫做纤维质蛋白。后者排列成条,前者则像楼梯的横挡使纤维角蛋白连接,两者构成羊毛纤维的骨架,有很好的耐磨和保暖功能,具有柔软、蓬松、保暖、舒适、容易卷曲等优点,适宜做外衣和水兵服。只是容易发霉、遭虫咬。现在在羊毛织物内添加了防止虫蛀成分,使羊毛织物依然受人喜爱。
用这些天然纤维纺成纱,织成布,制成衣服既可以保暖,又能防晒。因为天然纤维的导电传热能力差,加上纤维分子卷曲缠绕、左右勾连,形成许多缝隙洞穴,包藏了不少空气,使热量不宜穿过纤维层。麻、丝毛、棉,同样是纤维,它们外貌有些相似,但构造有很大的差别。丝、毛放在火焰里,很快地卷曲起来,
发出吱吱声,散出一股臭味;棉、麻燃烧起来像柴草,没有臭味。棉、麻是植物纤维,它是碳、氢、氧组成的葡萄糖,燃烧以后生成二氧化碳和水,所以没有气味。丝、毛是动物纤维蛋白质,是由氨基酸组成的,除了碳、氢、氧外,还含硫和氮,燃烧以后生成的二氧化硫带有臭味。用这个方法就能把植物纤维和动物纤维区别开来。
人造纤维:人造纤维离不开大自然,得用天然纤维做原料,采用化学的方法制造而成。由于许多植物纤维如木材,芦苇、棉短绒,甘蔗渣,棉杆、麦秆等纤维较短,不适合直接用于纺织,需经化学加工以改性,得到的人造纤维主要有人造棉,人造毛和人造丝。
现代人的许多漂亮的衣裳,都是用木材、芦草制成的人造纤维做的。人造纤维是用木材、芦苇、蔗渣、王米芯、麦秆、稻草、竹子等经过清理以后,用化学的方法,把这些原料中的粗短纤维再制成适于纺织的长纤维。人造纤维用这些富含纤维素的植物作原料,用亚硫酸钙和烧碱等使其水解、蒸煮,漂白做成像纸板一样的“浆箔”,制得纯净的纤维素;再用氢氧化钠、二硫化碳处理而成“纤维素磺酸酯”,制成“粘胶液”,最后通过许多微细的小孔,喷射到含硫酸等的溶液中,凝固成再生纤维。这就是人造纤维工厂最早制出的粘胶纤维,是连续不断的丝,叫做人造丝,人造丝可以织出许多漂亮的人造丝绸缎;这种丝截短后,卷曲度高的,叫做人造毛;卷曲度低的,叫做人造棉。人造丝、人造毛、人造棉都是粘胶纤维,只是纤维长短、曲直不同罢了。
粘胶纤维穿着舒适,透气性好、人造棉容易染色,织出的布色彩鲜艳绚丽;人造丝织物轻柔滑软,可制成多种丝绸;人造毛同羊毛可混纺成毛粘绒线,还可同合成纤维混纺、取长补短,改善织物性能。
人造纤维的吸水性比较好,穿在身上不会感到闷。通常将它们与合成纤维一起做成混纺织品,如涤纶和人造棉的混纺品叫“棉的确凉”;腈纶和人造毛混纺成花呢和凡立丁等“毛腈”织物。采用混纺的办法,是为了取长补短,提高布匹的质量;人造纤维印染花色容易,吸水性好,缺点是润湿状态时强力低,因此不经洗不耐穿;合成纤维结实、耐磨,但不易染色,吸水性差。把它们混纺以后,就可以相得益彰,织成既美观又结实耐穿的衣裳。
皮革:皮革,包括动物皮和人造革,后者属于塑料,此处是指动物皮革。
生皮,皮革的质地首先取决于生皮,常见的劝物皮有牛皮、羊皮和猪皮,也有其它珍奇动物(如鹿,虎,狐)的皮,细腻程度及毛色不同,化学结构大体相近。实用中的生皮包括:表皮是皮肤最外层组织,主要由角朊(即蛋白质)细胞组成,根据角朊细胞的形态,表皮还可细分成若干层,它决定皮的粗糙程度。真皮是含有胶质的纤维组织,决定了皮的强韧程度和弹性。化学上它们均为蛋白质。根据加工要求,生皮还有去毛和附毛两种。皮和毛中的蛋白质主要为角蛋白,不溶于水、酸、碱及一般有机溶剂,有一定硬度和耐摩性。
制革,是把动物体上剥离的生皮加工成实用的皮料,即制革。此过程称为鞣制,即用鞣酸及重铬酸钾对生皮进行化学处理,鞣酸又称丹宁,是某些植物如碱肤禾的树瘤(五倍子)中存在的一类无定形固体物
质,分子结构中含多个羟基,可溶于水,能使蛋白质凝固,当生皮充分润湿并压榨后,它的每条纤维周围均充满蛋白质,经鞣酸处理后,生皮即得规整。重铬酸钾在鞣制时加入,经还原Cr6+成为Cr3+,铬离子与氨基酸的活性基团作用,使皮的纤维键合,强度大增。鞣制后,本来容易发臭,腐烂的硬生皮,变成干净、柔软的皮革。
二、食物与化学
盐(化学名叫氯化钠)味咸,由氯和钠两种元素构成,常用来调味,或腌制鱼肉、蛋和蔬菜等,是一种用量最多、最广的调味品,民间甚至传有这样一种说法“好厨师一把盐”,因此食盐素有“百味之王”之称。人们每天都要吃一定量的盐(一般成年人每天吃6g到15g食盐就足够了),其原因一是增加口味,二则是人体机能的需要。Na+主要存在于细胞外液,是维持细胞外液渗透压和容量的重要成分。动物血液中盐浓度是恒定的,盐分的过多流失或补充不够就会增大兴奋性,于是发生无力和颤抖,最后导致动物后腿麻痹,直至死亡。美国科学家泰勒亲身体会了吃无盐食物的过程,起初是出汗增加,食欲消失,几天后感到十分疲惫,到第8~9天则感到肌肉疼痛和僵硬,继而发生失眠和肌肉抽搐,后因情况更为严重而被迫终止实验。当然,摄取过多的食盐,就会把水分从细胞中吸收回体液中,使机体因缺水而发烧。
酒精(化学名叫乙醇)是由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物,分子式是C2H5OH,它是无色透明的液体,嗅之有特有的醇香气味。酒精易燃烧,变成二氧化碳和水,同时放出大量的热能。它能发生脱水反应和脂化反应等。饮烈性酒通过口腔、食道、胃、肠粘膜,便可吸收到体内各种组织和脏器中,并在5分钟内出现在血液中,30~60分钟,血液中的浓度可达到最高点。吸收率与酒精度的关系是:酒精度越高吸收得越多越快。空腹饮酒必饱腹饮酒的吸收率要强得多,这是因为胃内有食物时可以稀释冲淡酒精度。饮酒一定要适度!少量的饮酒不仅可以增加食欲,而且兴奋神经和精神,因而产生精神愉快、心理高兴的感觉,还有助于解除疲劳,恢复体力。现代科学研究证明,酒精对人体的适当用量是每公斤体重0.5~1.0克为宜过量饮酒就会出现慢性急性酒中毒,给人体带来极大的危害。食物中的蛋白质、脂肪、淀粉等都是不容易溶解于水的,通过烧煮以后,吸收了水分,受热膨胀,然后与水反应:淀粉分解成许多的小分子——糖类;脂肪发生部分水解,生成酸和醇;蛋白质生成各种具有鲜美味道的氨基酸。这样,不仅使食物变得易于被人体消化和吸收,而且还使食物增加了鲜美味道。各种维生素都怕热、怕氧气,烹调时间过长,温度过高,容易被破坏。因此,煎炒多用急火,快翻、快出锅。煎炒鱼肉时,切忌将鱼、肉烧焦,不然,蛋白质中的色氨酸就会转变成有毒的物质,引起食物中毒。维生素A和它的前身胡萝卜素,以及维生素D 等,是一些脂溶性物质,只有溶解在油脂中,才能被小肠膜吸收,因此,炒胡萝卜要多加些油,最好和肉一起炖。在炒菜时放点醋,不但能调味,而且可保持维生素C不被破坏。煮鱼时放点醋,可使鱼的肉嫩骨酥。因为醋能同鱼骨(主要成分是碳酸钙)发生作用,生成易溶于水的醋酸钙。如同时再加点酒(乙醇),酸与醇相互反应生成具有芳香气味的乙酸乙酯,使鱼肉格外鲜美可口。酒、醋还可以除去造成鱼腥的三甲胺。有的人为了使食物容易煮烂,喜欢随意加一点碱,这是不好的,因为维生素遇到碱就会被破坏。