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化学是与生活联系极为密切的学科之一,随着生产力的发展,科学技术的进步,化学与人们生活也越来越密切。化学在人类的生产和生活中发挥了不可估量的作用,生活中随处可见化学知识。下面就从衣、食、住、 行等方面来谈谈化学在我们日常生活中的应用。
在这一方面,化学可谓给生活增添温暖。随着科技发展,生活中也越来越常见化学新材料,人们用其特性,制造出了各种各样的新产品,给人们的生活带来了很多方便。比如,用聚乙烯醇、聚氧乙烯等制成吸水性极强的尿不湿。
化学纤维是用天然高分子化合物或人工合成的高分子化合物为原料,经过制备纺丝原液、纺丝和后处理等工序制得的具有纺织性能的纤维。常用的合成纤维有涤纶、锦纶、腈纶、氯纶、维纶、氨纶、聚烯烃弹力丝等。
涤纶,需用乙二醇、对苯二甲酸二甲酯等合成;尼龙,分子中含有酰铵键的树脂,自然界中并不存在,需要靠化学方法得到。还有类似的许多衣料,丰富了人们的衣橱。随着生活水平的提高,人们都喜欢穿羊毛衫和羊毛外套。俗话说“羊毛出在羊身上”,但也有不出在羊身上的“羊毛”。这就是在百货商店大量充满毛线柜台色彩特别耀眼的腈纶毛线。腈纶有“合成毛线”之称,它的学名叫聚丙烯腈,它具有羊毛的特点,并且有优于羊毛之初。腈纶是怎样合成的呢?制取腈纶的原料是丙烯腈(CH2=CHCN),丙烯腈可以由电石制造,也可以用石油裂解和炼油废气中的丙烯来制造,丙烯经过氨氧化后,便成了丙烯腈,丙烯腈通过聚合反应变成聚丙烯腈,然后通过喷丝、纺织便成了腈纶纤维。
木材也可做衣料。木材中含有丰富的“纤维素”,木材经过亚硫酸盐和烧碱等水解、蒸煮、漂白,除去木材中含有的树脂和木质素等东西,从而得到洁白的纤维素,再把它做成“浆粕”,然后送到纤维厂,再经过烧碱及二硫化碳的磺化而成“纤维素磺酯”,再溶于烯碱液中做成稠厚的黏液,最后再经喷丝、纺织之后,就成了衣料。
纳米材料制成的太空服,既抗菌又能阻挡紫外线。纳米服饰有益于人体健康,比如说它的生物波的发射率、抗菌率、紫外线的遮挡率等功能的稳定性较强,且含有人体必需的,体内不能生成的以纳米硒为主体的多种微量元素,具有保肝护肝、预防多种疾病的多种功能;它对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等病菌的抑制率也高达99.8%。可见,化学在我们的衣着方面也有举足轻重的作用。
近几年新推出的由4.6%的光肽纤维、40.2%的竹纤维、37.0%的纳米硒纤维、18.2%的纯棉纤维科学配置成纳米服饰是化学在服装领域应用的新成果。
俗话说:“民以食为天”。饮食是生活的重要组成部分,我们再来看看吃里的化学吧。
随着化学工业的发展,德国化学家戴维创造了氨的工业合成技术,从根本上解决了人类的粮食问题。
氯化钠不仅创造了“ 死海不死” 的特例, 而且在防腐领域也有良好的表现。
大家对“咸鱼” 一定不陌生。可为什么鱼加上点盐就可长期放置,而不腐蚀、变质呢? 其中的关键是食盐。食物腐败的原因是由于微生物细菌的作用,只要控制生物细菌的生长, 就能防止食物腐败。食盐的主要成分是氯化钠,氯化钠是电解质,它的饱和溶液渗透压大于非电解质溶液(微生物细菌中的细胞中蛋白质溶液)的渗透压。当渗透压大的溶液和渗透压小的溶液间隔以半透膜(如细胞膜)隔开时则溶剂分子将从渗透压小的一方渗透到渗透压大的一方。 即在食盐溶液存在下, 微生物细菌细胞中的水分子将不断进入食盐溶液中去, 导致细胞干枯致死,而起到防腐的作用。
另一种为我们熟知的水,乃生命的源泉,水的硬度高低跟人体健康关系极大。高硬度水中的 Ca2+、Mg2+能跟 SO42-结合,使水产生苦涩味,还会使人的胃肠功能紊乱,出现暂时性的腰胀、排气多、腹泻等现象,这也就是我们平时所说的“水土不服”的秘密。
馒头的一大制作工艺就是要在发好的面中放入“碱水”,此“碱”在化学中其实属于盐类,名为碳酸氢钠,其水溶液显碱性。 由于面发久了以后,发面里的葡萄糖变成了乳酸,会发酸。发面中放入“碱水”,正是利用了化学中的酸碱中和原理,乳酸遇碱后,就马上被中和了。
其它如松花皮蛋、豆腐、蛋白质、糖等都是我国人民的传统食品,经粮食等原料发生一系列化学变化制得的各种饮用酒,香满盈口。再如,少数民族喜爱的食物槟榔,在食用前,必须浸泡在熟石灰中,切成小块,待到一定时间后,方才可食用。可见食品在一定程度上依赖化学而存在。
由于有了钢铁、铝、水泥、砖瓦等化工产品,我们的住房才有高楼林立;由于有了化学,我们的住房才有多彩的装饰。生石灰浸在水中成熟石灰,熟石灰涂在墙上干后成洁白坚硬的碳酸钙,覆盖了泥土的黄色,使得房子显得整洁明亮。化学锻烧的陶土,使得房屋拥有漂亮光滑的瓷砖表面。
随着低碳时代的到来,保温材料是建筑材料中不可缺少的。其材质一般为铝箔/单层气泡/铝箔;铝箔/双层气泡/铝箔及铝箔/气泡。其中铝箔--反光,隔热,防潮,有较好的辐射性能量,并能抵抗其它形式的热能传输,从而达到有效的绝缘功能。气泡独特的充气造型可起到缓冲受力强度,减震,抗冲击的效果。此两种材料复合的隔热产品干净,轻便,易于安装,多用于屋顶隔热,地面防潮隔热,汽车发动机隔热及商用建筑隔热等。一般落水管为聚氯乙烯制作,此材料也常被用作电线绝缘层等。
再举个实例来说说我们的建筑吧。1938年3月14日,比利时的哈塞尔特城处在零下 15℃的严寒中,横跨在阿尔伯运河上的一座雄伟壮丽的钢桥,突然间发生巨响,不到几分钟即折成几段,坠入河中。此事故的肇事者是钢铁中的磷。磷是钢的有害元素之一,能使钢产生冷脆性,使钢在常温下轧制和加工时容易断裂,尽管它能提高钢的硬度,但显著降低了钢的塑性和韧性。可见,建筑中了解化学是必要的。
金属材料、塑料材料、新型非金属材料等制造的各种交通工具,橡胶轮胎改善了人们的出行条件。优质钢轨使高铁能飞驰在祖国的大地,大大缩短了人们出行的时间。化学反应是交通工具得以行驶的动力。没有燃料的燃烧放出热量,车辆根本无法开动。化学能是它们得以行动的最原始的能量来源,即使用了电做动力,也不能忘记化学能伟大的贡献。在现在,化学仍是交通工具的生命,,仍对人们出行起重大作用。
在一些重大的科学领域里,化学的作用也不小,中国空间站的建立,实现了中华民族载人航天的梦想,离不开化学燃料技术的进步。火箭发射所需动力,就是利用了燃料燃烧的原理。
随着科学技术的发展,化学工业由最初只生产纯碱、硫酸等少数几种无机产品和主要从植物中提取茜素制成染料的有机产品,逐步发展为一个多行业、多品种的生产部门,出现了一大批综合利用资源和规模大型化的化工企业。包括基本化学工业和无机酸、碱、盐、硅盐酸、冶金、稀有元素、塑料、合成纤维、煤、石油、合成橡胶、药剂、染料、油漆、化肥、农药、有机原料、涂料、感光材料、合成洗涤剂、炸药、电化学工业等门类繁多的与人们生活息息相关的化学工业。
农业生产需要的金属农具、农业机械、化肥、农药等都是化工产品。所以农业生产也离不开化学。
俗话说“雷雨发庄稼”、“种豆子不上肥,连种几年地更肥”所讲的道理是:把空气中的氮气转化为可被植物吸收的氮的化合物的过程,称为氮的固定。自然界中氮的固定通常有两种:一种是闪电时空气中的氮气和氧气化合物生一氧化氮,一氧化氮进一步与氧气化合生成二氧化氮,二氧化氮被水吸收变成硝酸在下雨时降落到地面。另一种是利用植物的根瘤菌,根瘤菌是一种细菌,能使豆科植物的根部形成根瘤,在自然条件下,它能把空气中的氮气转化为含氮的化合物,供植物利用。另外,酸性土壤常常用熟石灰来改良。
化学与医学也密切相关。供氧器就是利用过氧化钠与二氧化碳反应来制氧,挽救了许多人的生命。人们还应用科学的方法制造生理盐水,减轻病人的痛苦。近代,人类发明了许多新药品,攻克了不治之症,如青霉素、异烟肼等。
在观看足球赛时,有时会看到绿茵场上,正在拼抢中的足球运动员,由于受伤突然摔倒,有时还抱着大腿痛得翻滚。为了让他能继续拚搏,医生跑过去,拿着一个小喷壶,向受伤部位喷射一种药,再用药棉不断地揉搓、按摩,稍待片刻,受伤的运动员重新站立起来,又投入了比赛。医生用的是氯乙烷(C2H5Cl),这是一种没有颜色、极易挥发(沸点13.l℃)的液体。当把它喷到受伤部位时,立即挥发。在挥发时要吸收热量,从而使皮肤表面温度骤然降低,使感觉变得迟钝,因而起到了镇痛和局部麻醉的作用。
可是残酷的人类又把化学带入战争,日本帝国主义毫无人性地利用人做化学试验。现代人类已采取了措施,比如禁止使用核武器。了解化学,懂得生活,同时也可避免“大降横病”。
化学炼出钢铁,我们才有铁制品使用。化学加工石油,我们才能用上轻便的塑料。我们通常用的塑料袋的材料多为高度聚乙烯, 一般不易分解,因此提倡少用至不用。
化学无时不在人们生活的各种活动中。洗涤剂是含磷的化合物,广泛应用于人们清洗器具、纺织、造纸、农药等部门。用黄铁矿燃烧制硫酸,作为重要的化工原料。用“王水”检验金子是否纯。用酸洗去水垢。用汽油乳化橡胶做粘合剂。用氢氟酸雕画玻璃。用泡沫灭火器灭火。用二氧化碳加压溶解制爽口的汽水,用小苏打做可口的饼干。用腐蚀性药品清除管道阻塞。用聚四氟乙烯制成了不粘锅。
化学给人类生活带来了变化,有利也有弊,汽车尾气排放,引发了温室效应、造成大气污染,酸雨在警告我们,臭氧层空洞威胁着我们,环保成了化学给人们生活带来的一重大问题。一提起空气污染,你立刻会想到那化工厂,钢铁厂冒出的滚滚浓烟及公路上许多排放废气的汽车,很少想到自家。
其实,居室污染也不容小视,居室污染有时并不亚于外面。厨房内的煤气或煤就是污染源之一,燃烧时往往放出大量的二氧化碳及二氧化硫。二氧化硫在室内不紧会腐蚀家中金属制品,更重要的是危害人的健康,二氧化硫在空气中的浓度只要超过万分之八,人就会感到难受。它可使气管收缩,从而引起慢性支气管炎及气管炎。二氧化碳经肺泡吸入血液后,开始与维生素B结合,从而使维生素C平衡失调,影响机体新陈代谢。此外,烧煤炉时,还可能产生十分剧烈的致癌物──3,4苯并芘等,此物在炒菜时产生的烟油气中含量也不少,此外,墙壁、地板也可能释放一些对人体有害的醛类、醇类、酯类等。
酒越陈越香。一般普通的酒,为什么埋藏了几年就变为美酒呢?白酒的主要成分是乙醇,把酒埋在地下,保存好,放置几年后,乙醇就和白酒中较少的成份乙酸发生化学反应,生成的CH3COOC2H5(乙酸乙酯)具有果香味。上述反应虽为可逆反应,反应速度较慢,但时间越长,也就有越多的乙酸乙酯生成,因此酒越陈越香。
还有俗话说:“良药苦口”。这有什么根据呢?其实许多中药中含有某些味道很苦的有效成分,如黄连含黄连碱,麻黄含麻黄碱等,因此才有“良药苦口”的俗语。
老人们常说:“霜打的青菜味更美”。青菜里含有淀粉,淀粉不仅不甜,而且不容易溶于水。但是到了霜降后,青菜里的淀粉在植株内淀粉酶的作用下,由水解作用变成麦芽糖酶,又经过麦芽糖的作用,变成葡萄糖。葡萄糖很容易溶解在水中,而且是甜的,所以青菜也就有了甜味。那么,为什么这种变化出现在冬季呢?那是由于青菜的植株内淀粉变成葡萄糖溶解于水,细胞液中增加了糖份,细胞液就不容易破坏,青菜也就不容易被霜打坏。由此可知,冬天青菜变甜,是青菜自身适应环境变化、防止冻害的现象。在霜降的季节里,其它蔬菜如菠菜、白菜、萝卜等吃起来味道甜美,也是同样道理。
化学本身是一面魔术镜,将一百多种元素巧妙地结合,组成神奇美丽的世界。 就像“碳”这一元素既形成了美丽高贵的金刚石,又形成了柔软廉价的石墨,它们有天壤之别的形态,似在跟人们开玩笑,却也是妙不可言的。人们将在它的一个个玩笑中不断地摸索,不断地进步,而我们的生活也将随着它的进步而进入美好的未来。
生活中,化学的频繁使用是举不胜举的,化学与人们的生活紧密联系在一起,与生活息息相关,成为我们生活中不可缺少的一部分。只要大家多留心,多观察、多发现,我们生活中的奥秘也将进一步被发现,生活将会更加方便、舒适。用心去体验,生活本身就是一本化学书,掌握并正确应用,我们就可以利用化学知识带来更好更健康的生活。