1、趣味化学曹曹 迁迁 永永为什么学习化学？化学是一门基础学科，与我们的生活密切相关。近年来，随着与其他新兴学科的交叉，化学更加的深入了我们生活的方方面面。学习这些知识，了解学科前沿，跟踪本学科的高新技术发展等，我们的知识面可以得到进一步拓宽。从而，我们也可以进步认识我们自己，认识我们周围科学的世界。本课程的学习目的 希望我们通过学习趣味化学，领会化学带给我们的乐趣，产生关注生活、创造美好生活的强烈愿望。本课程的主要内容 本课程从我们身边耳濡目染的生活经验谈起，注重趣味性与通俗性，愿同学们能在快乐中增长见识，享受求知的乐趣。衣里乾坤大衣里乾坤大-化学与服装化学与服装 天然衣服、合成纤维、身披彩霞
2、羊毛衫 纷彩多姿的新型面料 未来我们穿什么 民以食为天民以食为天化学与饮食化学与饮食 人的能量从哪里来 饮用水 水-生命的摇篮/硬水的功与过/形形色色的水/自来水的消毒 喝茶、饮酒 茶各种各样的茶/泡茶水温度/茶壶的学问/茶锈 饮酒过量为何醉/水果解酒/酒的妙用/漫话啤酒 常见食品里的化学 食品保质与防腐 关注我们的身体关注我们的身体化学与健康化学与健康 空气与健康 浅说空气/空气污染与肺部疾病/氧气的功与过 维生素与健康 维生素A/B/C/D/E 化学元素与健康 宏量毛素/微量元素与健康/有毒元素与健康 珍爱生命 远离毒品 什么是毒品/毒品的种类/毒品的危害自然之自然之“火火”-化学与能源化
3、学与能源 火/煤 石油 像金子一样宝贵的石油/液化 气/生产“人造石油”新型能源 氢能、太阳能/电化学能源 /原子能 绿色能源云想衣裳花想容云想衣裳花想容化学与环境化学与环境 温室效应/环境的保护神臭氧 关于酸雨/水污染 光化学烟雾 关于垃圾 新时代的“白色恐怖”化学与常规材料化学与常规材料 钨-刚强耐热的烈火金刚 多姿多彩的钢铁 铝-“银色的金子”人小鬼大的锂 奇妙的锡 黄金-金属王国的骄子 化学与新材料化学与新材料 未来世纪的金属-钛 能替代钢铁的新型陶瓷 功能强大的新型玻璃 神奇幻妙的液晶/聪明的高分子智能材料 前途无量的纳米材料/走俏的高温超导材料/会变色的可逆性示温材料 家族庞大的稀
4、有金属田园处处皆学问田园处处皆学问化学与农业化学与农业 土壤/碳肥/氮肥/磷肥/钾肥、微量元素肥料 有机化肥：用土煤做的化肥/绿肥、细菌肥料 科学施肥 化肥和农家肥配合使用、各种养分平衡供应、根据肥料性质和作物特点施肥、土壤状况与气候条件、农业技术条件 害虫的克星 化学农药/仿生农药 杂草的死敌 植物生长的调节剂 花儿为什么这样“红”学问就在你身边学问就在你身边化学与日用品化学与日用品 牙膏里的化学：防治龋齿/预防齿质过/消除牙垢/杀菌剂 肥皂里的化学:肥皂的历史/多种多样的肥皂/肥皂去污的奥秘/合成洗涤刑 浅谈化妆品:防晒霜为什么能防晒/搽冷霜为什么有凉感/定型摩丝/染发剂/越陈越香的花露水
5、 眼镜与化学 神奇的碳钟和铯钟第一章第一章 衣里乾坤大衣里乾坤大-化学与服装化学与服装 俗话说，人靠衣装马靠鞍，穿衣戴帽是我们每个人生活中的大事。服装发展到了现在，已经不是单纯为了遮体避寒，种类纷繁多样，款式新颖多姿，功能也各有特色。在科学的打扮下，人们的衣服就更加绚丽多姿了。衣里乾坤，蕴含着无穷无尽的奥妙。第一节 天然衣服 鸟有羽毛，兽有皮毛。人类怎么抵挡冬天的风寒，夏日的暴晒呢?树叶或整张的兽皮 纺纱织布麻布 种桑养蚕绸缎 羊毛 总称：棉麻丝毛 为什么棉麻丝毛可以成为天然衣服呢？棉麻丝毛，这些天然物质均来自动植物，棉麻的主要成分纤维，元素碳是其中的骨干，它与其他元素原子结合成一个个小单元，
6、这些小单元又手拉手联接成串，好像铁环一个套一个形成的长长的链条。小单元的数目往往达好几百，而分子量高达好几万，被称为高分子化合物。我们后面要讲的淀粉、蛋白质及日用品中的橡胶、塑料等，许多物质也都是高分子化合物。为什么偏偏选中纤维做衣服呢?纤维分子能够收缩弯曲，它卷曲缠绕，左钩右连，形成许多缝隙洞穴，包藏着许多流动困难的空气。将它纺成线织成衣，其中含的不流动空气更多，更加膨松。由于空气的导热系数很低，使热量不容易穿过纤维层，从而达到保暖防晒的目的。羊 毛 在各种纤维中，羊毛受到特别的青睐。羊毛衫特别保暖舒适，成为春秋冬三季最受喜爱的服装。与其他纤维不同，羊毛纤维有独特的鳞片结构，大大提高了包含空
7、气的能力，同时还增加了纤维的弹性，防止在穿用中体积逐渐压缩变小，所以具有独特的保暖性能。棉麻丝毛，外貌很相似，怎么区别它们呢?分析它们的化学组成：棉、麻是植物纤维，和木材里的木质纤维素相似，它的基本链节是碳、氢、氧三种元素组成的葡萄糖，燃烧以后生成二氧化碳和水汽，所以点燃后像柴草一样，没什么气味。丝、毛就不同了，它们来自动物，和指甲、肌肉中的蛋白质差不多，由氨基酸小链节组成，除了碳、氢、氧，还含有硫和氮，丝、毛放在火焰中，迅速卷曲起来，“吱吱”作响，还发出一股刺鼻的臭味，这是因为硫燃烧后生成了二氧化硫这一臭味气体。棉麻织品耐酸碱性 棉麻织品容易被酸腐蚀，是由于酸能破坏植物纤维素。有时还利用这一
8、点来制葡萄糖呢。将锯木、刨花这些废弃物和盐酸一块煮，一个个葡萄糖链节就被盐酸“折”断，变成了葡萄糖。棉麻遇到碱就不这么容易服输了。植物纤维和弱碱作用，会生成一层丝光物质，大大增强纤维的着色能力，同时使织物更光滑，柔软又耐折。丝光毛中，丝光床单的生产过程中就有碱处理这一步，但是若遇到苛性钠这一类强碱，棉麻织品也只有束手待毙了。丝毛织品耐酸碱性 化工厂里接触腐蚀性酸溶液或蒸汽的工人的工作服为什么往往是毛料？丝毛对酸的耐受力比较强。相反，羊毛织成的衣服，对稀碱的抵抗力较弱，经不起稀碱的腐蚀。因为羊毛的主要成分是蛋白质，易溶于碱。把羊毛放在不算太浓的碱溶液中煮上几分钟，羊毛就会溶解得一点不剩。这里提醒
9、大家：不要用洗衣皂来洗毛线衣和毛织品，因为洗衣皂的碱性还太大，最好采用中性的合成洗涤剂。而对于棉织物在弱碱性溶液中的洗涤效果比中性更好，可采用弱碱性的合成洗涤剂或肥皂。为什么说毛料挺括，弹性好，不容易起皱？这是由于组成毛纤维的这条长链条的有些氨基酸链节有两个硫原子搭起的“桥”，这些桥像小弹簧一样，你按它一下，它很快弹回来，恢复原状。而在熨烫衣服时，纤维受热变形，毛纤维高分子上的“小弹簧”拉伸开来，只好听任人们摆布。理发吹风，和熨烫衣服一个道理。虽然大自然馈赠给我们棉麻丝毛做衣裳，可人们并不满足于此。下面我们来了解一下合成纤维。第二节 合成纤维 三百多年前，英国有一位年轻的科学家，对“八卦飞将军
10、”蜘蛛产生了浓厚的兴趣。他经常从早到晚，目不转睛地观察蜘蛛。他看见飞将军忙忙碌碌，吐丝织网。刚从蛛囊中拉出的细丝是粘液，经风一吹，就变成了很结实的蛛丝。惊叹的同时，他不禁想：能发明一部机器，“吃”进化学药品，吐出晶莹的丝来纺线织布，该有多好呀。于是，他一头扎进实验室，摆弄起瓶瓶罐罐，做开了试验。终于他用硝酸处理棉花得到硝酸纤维素，把它溶解在酒精里，制成粘稠的液体，通过玻璃细管，在空气中让酒精挥发干以后，便成了细丝，这是世界上第一根人造纤维。但这种纤维易燃烧，质量差，成本高，没法用来纺纱织布。受到他的启示，后来人们用一些不能直接纺纱的“纤维素”材料，像木材，棉籽短绒等作原料，经化学加工处理生成人
11、造纤维。如将木材里的木质纤维素溶解在烧碱和二硫化碳里，做成黏液，再在水面下喷丝，拉出千丝万缕。这就是大名鼎鼎的“人造丝(又叫黏胶纤维)”。它的长纤维可织成人造丝印花绸、人造丝袜。短纤维造出“人造棉花”。它们穿着舒适，透气良好，易吸水，可染上漂亮的颜色，且价格低廉。人造丝的缺点：潮湿时很不结实，洗涤后易变形，缩水严重，而且，天然纤维的资源也有限。于是，人们把眼光从天然纤维身上转移到矿物上。那么，石头、煤、石油、天然气能不能变成纤维呢?常用的合成纤维 50年前，德国首先用煤、盐、水和空气做原料制成的聚氯乙烯纤维(氯纶)。其化学成分和最普通的塑料一样。是最早的合成纤维。用氯纶织成的衫裤、毛线衣裤，既
12、保暖又容易摩擦后带静电，穿着它，对治疗关节炎还有好处呢。比氯纶晚几年出世的尼龙(锦纶)，比蛛丝还细，但非常结实，晶莹透明，一下子以它巨大的魅力使人们着了魔。用尼龙丝织成的袜子结实耐磨，一双顶四五双普通的棉线袜用。曾经很流行的“的确良”(涤纶)，挺括不皱，免烫，是产量最大的一种合成纤维。腈纶，俗称“合成羊毛”，蓬松耐晒，用它做的毛线、毛毯、针织衣裤，我们都很熟悉。价廉耐用的维尼龙(维纶)，织成维棉布，做床单或内衣，吸水、透气性跟棉织品差不多。维纶棉絮酷似棉花，人称“合成棉花”。除了涤纶、锦纶、腈纶、维纶四大合成纤维外，由丙烯聚合而成的丙纶一跃而起，成为合成纤维的新秀。丙纶是比重最轻的合成纤维，入
13、水不沉。飞机上的毛毯、宇航员的衣服用它制作，可以减轻升空的负担。如今，化学纤维的年产量已经和天然纤维平起平坐了，而它在国民经济和国防事业上的作用却远远超过了天然纤维。不过，今天规模巨大的“机器蚕”在日夜运转，还多亏了蚕儿吐丝、蜘蛛织网给人们的启示呢!棉花、麻、蚕丝、羊毛，本来是白色的或者浅黄色的，我们的衣服那绚丽的、彩虹般的颜色是从哪里来的呢?这一切要归功于染料。下面我们来了解一下染料。第三节 染料 什么是染料？染料是各种各样的有色物质，绝大多数是有机化合物。大部分染料都能溶于水，即使不溶于水，经过一定的化学处理，如酸化还原后，也会溶于水，被纤维紧紧抓住，纤维便染上了颜色。染料的染色能力很强，
14、一点点染料就可叫整匹布披上美丽的色彩。天然染料 我们中国人在很早的时候就知道染衣服了。春秋战国时，人们就用紫草染衣服。由于紫草很稀少，因此用紫草染成的衣料便身价百倍。在那时的齐国，帝王将相们为了炫耀自己的富贵，纷纷用紫绸子做衣服。所谓“满朝朱紫贵”便是这么来的。大自然太吝啬了，古代腓尼基人为了取得一点紫色染料，不得不潜入地中海的深水底下去采集海螺，每8000个海螺中，只能得到1公斤紫色染料。因为来之不易，只供王公贵族享用，叫做“帝王紫”。还有一种仙人掌上长的胭脂虫，从好几万只这种昆虫里才得到一两胭脂红染料。天然染料远远不能满足人们的需要，于是在化学家的不懈努力下，各种合成染料竞相应运而生了。第
15、一种合成染料品红1885年诞生，以后又合成了靛蓝。人工染料出现后，天然染料很快被淘汰了。如今，合成染料的品种已达8000多种。同时，研究染料成了一个崭新的学科“染料化学”。洗衣服 水洗是我们最常用的洗涤方法，但对于毛料服装，最好不要水洗。毛料服装挺括、保暖、耐磨、美观，格外受到人们的青睐。由于毛料纤维结构比较疏松，加之衬料与布料入水后收缩的程度不一样，所以一落水，整件衣服就会走样，一旦衣服走了样，则再也无法恢复原状。另外，毛料的主要成分是羊毛，羊毛怕碱，遇到碱性强的肥皂就会褪色。如何解决这个问题呢?第四节 干洗衣物 大家一定注意到干洗店。干洗适合洗毛料。将脏衣服放在防酶去污力很强的四氯乙烯溶剂
16、里滚动十几分钟，再高温烘干，衣服就洗好了。干洗毛料衣服不会走样，跟新的一样 提起干洗还得谈到一个小故事。干洗法 一百多年前，法国巴黎的一间油脂小工厂里，一名身穿污染油垢衣服的工人正在紧张地劳动，不慎把一桶煤油翻倒，泼了一身煤油。他一时无暇更换，待到收工时，他俯首一看，衣服上的油污竟然不见了。这使他悟出了一个道理，衣服上的油污是被煤油洗干净了。煤油是一种化学溶剂，能溶解油污，把织物洗干净。用化学溶剂把衣物上的污垢溶解除去的方法，就是干洗法。干洗剂 煤油、三氯乙烯等等溶剂都能溶解衣物上的污垢，但用这些溶剂使衣物变硬，且留下极不好闻的味儿。更严重的是它们还使塑料钮扣和有机玻璃钮扣变色，失去光泽，甚至
17、被溶解掉。这溶剂缺点这么多，当然不能充当洗涤衣物的洗涤剂。于是，科学家们在化学溶剂世界里筛选，结果四氯乙烯中选了。用它洗涤衣物，不但洗得干干净净，洗后衣物无异臭，而且物柔软，手感舒适，衣物不会变形、褪色和失去呢绒的光泽，更不会损伤衣物，经过长时间考验，现在四氯乙烯已成为世界各国洗盾公认的标准干洗剂。第五节 推荐几种常见除迹法 机油迹机油迹。对无色的轻油迹，可用汽油刷洗，然后在衣服上下垫几张草纸，再用熨斗烫，可吸尽油迹。重油迹应先在汽油中搓，再用洗涤剂洗，如还有油迹，再用汽油刷洗熨烫。油漆迹 刚被油漆污染的衣物可用松节油、苯、汽油等有机剂揉搓；去除旧的污迹时，可将脏的部位用1：1的松节油和乙醚合
18、液搓洗，再用汽油刷洗，最后用清水漂洗。酱油迹。可以在温和的洗涤剂溶液中加入氨水或者硼砂，来涤衣物上的污迹。血迹。先用冷水将血迹浸出，然后把白萝卜切成细丝，加盐，挤出汁液，用来擦洗揉搓，即能除去衣物上的血迹。未来的衣料 未来的衣料将按照人们的需要去进行设计生产。为了战争的需要，可以制造出防弹面料；为了防伪的需要，可以制造出与周围环境能同时变色的面料；为了夏日降温的需要，可以制造出吸汗透气的面料；为了航天的需要，可能制造出轻巧的宇航专用面料 如此多种多样的面料，我们的生活不知又要发生什么样的变化，功能强大的面料加上时尚而实用的款式，我们未来的服装会是怎样的呢?第六节 未来我们穿什么 随着科学技术的
19、发展，未来的服装将会发生令人惊奇的变化，它将在功能方面开拓出新的天地。所谓功能服装，是能够自动调节温度或具有耐热、抗磁等功能的服装。目前这些功能服装初现雏形，让我们游览一下吧。保 健 服 这是一种抵御污染的护身服，它是以硅、锌、铜等的衍生物为基础原料的混合物，加入布料做成。它具有不沾灰尘和油污的特性，还能起杀菌作用。日本制成的一种保健服，含有桂皮、薄荷等中药成分。一些国家还专门制成供医院与食堂工作人员穿的工作衣，它有一道含化学制剂的气条，用水洗涤时，化学制剂渗透到纤维中去，起到灭菌消毒作用。调 温 服 它能随气候变化而自动调节温度。当气温突然下降，穿着者到冷时，它能自动升温；当穿着者感到热时，
20、它又能自动降温。目前美国已设计出这种调温服。它是由热反应纤维制成的。纤维中有许多微小液滴，天冷时，液滴散发出气体，可使纤维膨胀，增保暖性；天热时气体化作液体，可使纤维收缩，孔眼张开，很快散热。此外，在织物内插入一层特殊胶片，只让适宜人体的气温透过，既可御寒，还能防热。据美国新科学家报道，美国农业部的科学家们正着手研究一种具有“记忆力”的自动调温纺织品，它能根据主人预先确定的指令，随时调节温度。不 洗 服 科学家们分析衣服会变脏、变污的机理后，找到了一种衣服不洗也能保持清洁的办法清除纤维织物的静电，它就不会吸附尘埃，纤维表面高度光滑，封闭纤维分子结构中的活性基因会使一些污垢无隙可钻。用这种纤维缝
21、制衣服，能使衣服一尘不染。日本生产的一种新型灯芯绒衣服，就属此类不洗服。它是用含氟的非离子型整理剂处理后制成的，具备防污性能，不沾染水迹、油迹与果酱汁等，遇上下雨还可当雨衣。救 生 服 日本生产的供海上救生人员用的救生服，干燥时像普通纤维制物一样，但一进水后，体积在几十秒内立即膨胀到原体积的18倍，能起救生作用。法国与日本科学家共同研制的一种耐高温的避火衣，形与宇宙服相似，人体无外露部分，衣服的不锈钢纤维在1308高温时，衣内的温度不到5cC，耐火时间可持续3分钟。高压避电服已在不少国家制成，穿上它人们可触摸3万伏静电的物体。它能使周围空气离子化，在人们触摸带电的物体之前，工作服周围已架上了离子桥，使带电体上的电荷沿着离子桥转移，检修电工可以安全操作。这里可以看出化学不愧为我们美好生活的缔造者。
