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1、食盐的实用价值食盐不仅是化学工业的重要原料, 而且是人类生活中的 重要调味品.此外, 食盐还有多种用途.
1 清晨喝一杯盐开水, 可以治大便不通.喝盐开水可 以治喉咙痛,牙痛.
2 误食有毒物, 喝一些盐开水, 有解毒作用.
3 每天用淡盐开水漱口, 可以预防各种口腔病.
4 洗浴时, 在水中加少量食盐, 可使皮肤强健.
5 豆腐易变质, 如将食盐化在开水中, 冷却后将豆腐 浸入, 即使在夏天, 也可保存数月.
6 花生油 内 含 水 分, 久 贮 会 发 臭. 可 将 盐 炒 热, 凉 后, 按 40 斤油 1 斤 盐 的 比 例, 加 入 食 盐, 可 以 使 花 生 油 2—3 年仍保持色滑,味香.
7 鲜花插入稀盐水里, 可数日不谢.
8 新买的玻璃器皿, 用盐煮一煮, 不易破裂.
9 洗有 颜 色 的 衣 服 时, 先 用 5 % 盐 水 浸 泡 10 分 钟, 然后再洗,则不易掉色.
10 洗有汗 渍 的 白 衣 服, 先 在 5 % 的 盐 水 中 揉 一 揉, 再用肥皂洗净,就不会出现黄色汗斑.
11 将胡萝卜砸碎拌上盐, 可擦去衣服上的血迹.
12 铜器生锈或出现黑点, 用盐可以擦掉.
2 、与石油相伴的都市幽灵— —从洛杉矶光化学烟雾说起 学者们回顾行将结束的 20 世纪时, 总结说: 20 世纪 是 "汽车的世纪" . 的确,自从亨利·福特 于 1896 年制 造出 第 一辆 汽车 以 来, 车轮已辗过了 100 多年的历史.百余年间, 汽车制造业取得了长足的进展. 20 世 纪它 在 带动 第 二 产业 蓬 勃发 展 的 同时, 也使石油成 为 了 现 代 工 业 的" 血液" .汽 车 " 融 入" 了现代人的生活之中, 曾为人类社会物质文明增光添彩, 帮 助现代居民,尤其是城市居民编织着日益绚丽多彩的梦, 汽 车已成为人们无法离开的交通工具. 然而, 正是汽车与石油制品— —汽油的结合, 现代大都— 市的" 幽灵" 出现了— —淡蓝色的光化学烟雾. — 这个幽灵孕育于使用汽油的汽车诞生之时, 成长于两次 世界大战之间.那时,一方 面城 市的 人口 密度 还 不算 太大; 另一方面, 人们沉湎于第一次世界大战之后工业技术进步的 喜悦之中, 无暇考虑 汽 油燃 烧 还 会 有 什 么 不 良 后 果. 就 这 样, 工业化所制造出来的形形色色的" 都市幽灵" 们得以无忧无虑地成长壮大了.它们似乎是约好了要同时向人类社会 的进步挑战. 这种光化学 烟 雾 最早 于 1946 年发 生 在 美 国 的洛 杉 矶.
洛杉矶是北美洲太平洋 沿岸 的最 大港口, 美国 第 三大城市, 它和圣弗朗西斯科 旧金山 又都是驰名世界的" 断层上的 名城" 20 世纪 初 期, 它 们 共 同 经 历 了 大 地震 的 洗 礼. 随 . 后, 又得益于优良的地中海气候和极具便利的海运条件而重 新崛起.1911 年, 在 洛 杉 矶市 中 心区的 西北, 创 立了 电 影 制片业的中心— —好莱坞, 依托于城市的日益繁华, 再加上 — 一大批富有创意,善于 开拓进 取的 人们的 锐意 经营, 不久, 好莱坞就奠定了其独步世界电影业的霸主地位.市区东南的 迪斯尼乐园也随之成了 驰名世 界的 娱乐 中心. 20世 纪的 30 和 40 年代, 正当第二 次世界 大战 的烽 烟 弥漫 于亚 洲,欧 洲 和非洲的上空之时,洛杉矶却受益于飞机,汽车制造业和石 油加工业的发展, 迅速崛起成为世界级的繁华大都会. 20 世纪 40 年代, 洛杉 矶 的 居民 为 飞机, 汽 车 制造 业,石油开采和冶炼,影视业,娱乐业所带来的喧闹感到兴奋和 骄傲的同时, 发现这座日益现代化的城市上空, 每到夏秋季节经常出现一种浅蓝色 的刺 激性 烟雾, 有 时持 续 几天 不散,使大气可见度大大降低.伴随着城市流行着一种怪病: 许多 人眼睛轻度红肿, 嗓子疼痛干咳, 甚至有人皮肤出现程度不 等的潮红,丘斑疹等,人们常会产生似是而非的呼吸困难和 疲乏的感觉.时间长了, 人们甚至发现这座城市中的不少植 物, 也多少有些" 萎靡 不振" 原 本阳光 明媚, 风景 优美 的 , 洛杉矶从此失去了它优美而舒适的环境. 就在 1952 年的 8 月底 到 9 月 初,洛 杉矶 发 生了 震惊 世 界的光化学烟雾 事 件.在 这 次大 雾 中, 有 近 400 位年 逾 65岁的老人因当时病因不明的心肺功能衰竭而死亡.该市许许 多多的人们" 红眼 相对" 商店, 街道, 办公 室 等处 咳嗽 声 ,不绝于耳, 许多人头痛难忍. 这一事件轰动了世界, 也引起了美国政府和科学界的极 大重视.经过几年的 研 究 表 明, 上 述 灾 难的 产 生 不 是 偶 然 的.
正所谓" 冰冻三尺, 非一日之 寒" 引发灾难的因素 多种多样, 而产生这种" 杀人烟雾" 的真正元凶,就是给人们带来行走方便的汽车.当时在这座城市中, 有汽车 250 多万 辆, 汽车发动机在使用汽油,柴油等燃料时, 除了产生热能之外, 汽车排气管还 排 出 大 量 的 废 气, 像 臭 屁 一 样 令 人 作 呕,我们称之为汽车尾气.汽车尾气每天将上千吨碳氢化合 物,氮氧化物和一氧化碳等排入大气.这些污染物在阳光的 强刺激下,发生一系列的光化学反应, 产生了以臭氧,过氧 乙酰硝酸酯等为主的淡淡的蓝色有害烟雾, 科学家定名为光 化学烟雾. 洛杉矶烟雾形成以后,由于特殊的地理环境和气象条件 使得烟雾久久不易散开.洛杉矶坐落在依山临海的狭长盆地 中, 属于地中海气候.独特的地形, 使这里每年有300 多天 处于上暖下凉的逆温环境中.在没有现代大工业之前, 人口 分布又不太集中时, 这里是充满了祥和氛围,宁静幽美的人间仙境.可是, 当汽车和飞机制造工业,石油开采和冶炼工 业飞速发展之后, 带来洛杉矶的迅速繁华的同时,也导致了人口的高度集中和汽车等现代化交通工具的急剧增加.空气 中光化学烟雾的数量与日俱增,只不过人们一时还不认识它的危害性罢了.夏秋季节的逆温现象, 使得光化学烟雾大量 积聚在人类活动的近地面的空间, 不易扩散,对人类的健康 危害尤大. 一句话,洛杉矶的工业 在 30 年代 的飞 速发 展, 尤 其是 城市化和汽车的数量的增加,破坏了往昔的祥和宁静, 引发了一 场城市生态灾难.
从 40 年代开始,洛杉矶上空就出现了不同 于燃煤烟雾的光化学烟 雾,光 化学 烟雾 刺激人 和 动物 与之 接 触的皮肤表面,使之产 生应 激, 过敏反应, 皮肤 稚 嫩的 部位 和 粘膜系统反应尤烈.同时, 这 些有害 气体 通过 呼 吸系 统进 入 到人和动物的血液循环 系统后,就 会进 一步导 致 全身 性的 危 害,还会损害农作物, 腐蚀 建筑 物, 使橡 胶 制品 加速 老化. 光 化学烟雾对人体的危害,首 先表 现为对 呼 吸系 统的 损害. 其 次是对眼睑的损害.
由此可见,在 1952年光化学烟雾的危害 大爆发之前,洛 杉 矶人 已 经 忍 受 了 10 多 年 光 化学 烟 雾 的 困 扰,数千人为一种淡 蓝色的轻烟 慢性 地 谋杀" " 了.发 生在 繁 华都会以及一些交通枢 纽的类 似事 件, 引起全 美 国的 高度 重 视.1955 年,美国政府颁 布了《大气 污 染控 制法》 在 1963 — , 1981 年间, 经过 5 次修改后,改 称 《清洁大气 法 , 它是美国 国 》 土整治中,数十个重 要法 规之一. 前车 之 辙, 理 应成 为后 车 之鉴.但是, 在汽车工业迅速发展的利益驱动下,各国政府 对汽车尾气给大城市所造成的危 害重视不 够.50 年代 以来, 光化学烟雾污染事件在 美国其 他城 市和世 界各 地 相继出现. 日本东京市 1970 年 7 月 1 8 日 一次 光化 学 烟雾 事 件中, 受 害人数竟达 6000 余人.50 年代,伦敦 曾因煤 烟污染 引发 的烟雾事件震惊世界, 今天来自汽车尾气造成的光化学烟雾污染又使伦敦再次震惊中外.近年来最严重的烟雾事件发生在 1991 年 12 月 1 2 ～1 5 日, 二 氧化 碳一 小时浓 度达 到423 10 9, 160 人的 死亡 与 这 次烟 雾 事件 有 关.
希 腊 首都 雅 典也时常受着烟云摧 残, 70 年代 以 来该 市 汽 车尾 气 排放 量 大 大增加, 80 年代光化 学污 染问题 不 断加 重,90 年代 后情 况 进一步恶化.汽车尾气排出的污染物将雅典的古迹溶蚀的斑 斑驳驳.墨西哥城是地球上污染最严重的城市, 该市居民饱受极差的空气质量之苦.智 利首 都圣 地亚 哥拥 有汽 车 60 万 辆, 该市的 污 染很 严 重. 冬季, 每 立 方米 空 气中 尘 埃 达 到 500 毫克, 形成污染层.尼日利亚首 都拉各斯 是非洲 污染 严 重城市的一个典 型, 全国 60 % 的 汽车集 中在 首 都, 政 府 在 污染面前无能为力.土耳其首都伊斯坦布尔, 由于汽车排出 的废气和煤炭工业释放 出来 的亚 硫酸气 体,污 染 极其 严重, 已成为一个呼吸困难的城市, 冬季尤为明显.同样, 汽车陈 旧和缺少保养 是造 成 伊朗 首 都 德黑 兰 市 污染 严重 的 主 要 原 因.尽管伊朗上空没有笼罩着污染云, 但是该市的每个居民 每天要吸入 0 . 5 毫 克的 铅.可见, 汽车带来 的 大气 污染 几 乎困扰着世界所有的大城市.仅 1997 年, 巴黎,圣地亚哥, 墨西哥城等,因为汽车尾气的污染而导致患呼吸系统疾病的人数急剧上升, 甚至采取行政措施限制汽车行驶的例子屡见 于报端.
在我国,大城市光化学烟雾污染也有日趋严重之势.上 海市在 1997 年就十分明确地指出: 距离交通干线 50 米以内的区域,属于光化学烟雾污染严重 的区域; 50 ～100 米的 范 围则是光化学烟雾中度污染的区域.告诫人们, 在交通运输 的高峰时段,休闲,购 物 等 活 动 最 好 适 当 考 虑 避 开 这 些 区 域. 兰州市则由 于 工 业 发 展,城 市 化 和地 形 因素 的 共 同 影 响, 光化学烟雾的污染和 其他 工业废 气的 污染 均 十分 严重. 1998 年仲夏该 市 已经 提 出, 要在 两三 年 内, 改 变 公路 上 经 常" 大雾弥漫" 的 局 面, 要 " 还 给" 兰 州 人 民 以 蓝 色 的 天 空.1998 年 9 月下旬的北京, 差 一点出 现与 1952 年 伦敦 一 样的烟雾事件.初秋的北京, 本应该有那么几天的天空出现北京人少见的湛蓝.可 1998 年秋 天, 留 给人 们 的记 忆里 的 只有蓝色的碎片, 天空不仅没有一丝蓝意, 相反越发地雾蒙蒙.市民们强烈的感到嗓子眼儿呛得难受, 当来到户外眼睛 就被熏得发红,刺得生疼.据 1998 年 9 月 30 日北京市车公庄环境监测点的监测数据表明, 该区氮氧化物的最高小时浓 度达到 2300 微克 米 3, 这相当于美国 拉响空 气二级 警报 的 /数值, 此时大多数人或轻或重都会感到眼,咽,鼻,喉的不 适.在北京, 这样的事情绝非偶然, 自 1998 年 2 月 28 日北京市公布空气质量周报 以来 的 42 周里, 空气 质 量在 4 级 以 上的周数占 33 % , 也 就 是说 一 年 里北 京人至 少 有 4 个 月 生 活在空气质量为 4 级的 环境 中.北 京市 自 1998 年开 始公 布 空气质量指标以来的几个月内,车公庄等地污染程度经常在 4 级以上, 主要污染物则是氮氧化物, 即光化学烟雾 !
3、水井中的"恶魔" ——废干电池的污染 放暑假了, 在东京国立大学念一年级的龟太郎终于回到了自己的家乡— —日本的一个小村庄.他刚跨进村子, 人们 — 就高兴地跟他打招呼:"太郎, 欢迎你回家. 龟太郎也笑着 "向他们致意.当他走到村头的那口井时, 看见妈妈正在吃力地担水, 他赶紧走过去接过妈妈的水桶, 母子俩说说笑笑地 朝家里走去.这天晚上, 龟太郎的妈妈做了好 多菜 给心爱的儿子洗尘, 爸爸还喝了点儿酒.一家人谈到很晚, 都没有睡意, 爸爸一个劲地笑.妈妈催他该上床了, 龟太郎便把爸爸搀到床 上, 爸爸还在笑,今天他似乎特别高兴.
龟太郎回头去叫妈 妈时,却见她伏在桌上. 龟太郎 走 近 妈 妈, 用 手 扶 她 的 胳 膊, 妈妈抬起头来, 脸上满是泪水. "妈, 您怎么了 龟太 "郎一惊.不问还好, 一问却引出了她的嚎啕大哭, 一把鼻涕 一把泪,似乎伤心极了.龟太郎知道问不出结果, 就把她背到床上.无论龟太郎如何劝解, 如何询问, 父母始终是一个 哭一个笑, 使龟太郎不知所措.他只好陪伴他们左右, 一夜 未眠. 第二天, 爸 爸已经 笑 得 精 疲力 尽, 妈 妈 已 经 哭 哑 了 嗓 子, 总算安静下来, 睡着了.趁这会儿工夫,龟太郎到古井边淘米.井台上围满了人, 大家都在惊恐地谈论着最近发生的怪事.
原来,不光龟太郎的父母在昨夜表现失常, 村子里 近几个月来已有十几个人得了类似的神经病, 这是什么原因 呢 "村子有恶魔了"村民们个个心惊胆颤, 不敢出门半步, 不久又有两位患者死了.
龟太郎很担心父母的健康,但他不 迷信.于是, 他给东京的一位神经病科专家写了封信, 这位 专家闻讯立即带了工作组赶到村里.经过调查发现, 水井旁 有不少被村民仍掉的干电池, 这些废电池在水里常年浸泡下已开始腐烂.正是这些腐烂了的电池使井水中含有了大量的 有毒物质, 村民们喝了井水, 就导致了事故的发生.随着各种电器步入千家万户, 干 电池 的 使 用 量 日 益 增 大, 由于废旧干电池的回收被忽视,人们养成了用后就扔的习惯.
然而,我国仅各种规格普通锌锰干电池年产量已超过 40 亿只.上述发生 在日 本 的 故 事, 我 们 应 该 引 以为 戒, 用后抛弃的废电池对环境的污染应引起人们的高度重视. 在普通锌锰电池和碱性锌锰电池中, 是采用汞盐作改善 电池贮存性能缓冲剂的,碱性锌锰电池汞含量高出普通锌锰 电池几倍.还有锌汞电池, 直接用汞作正极材料, 含汞量极 高,会造成汞污染.由于大多数电池都含重金属, 尤其以普 通锌锰电池含量最大.使用后的出水,冒浆废电池内部可溶 性重金属盐的含量更增,因而会产生重金属及其盐类的普遍 污染.许多种电池采用氢氧化钾和氢氧化钠等强碱作为电解 质,而且大多数电解质均不参加反应而存在于废电池内.一旦外壳破损, 就会引起强碱性物质对环境的污染.此外, 新 型锂电池,采用碱金属作为负极材材料, 而废电池中还有部 分未反应, 遇水即反应变为强碱; 此外, 锂电池采用非水有机溶剂,无机或有机电解质及亚硫酰氯等正极材料, 这些物 质氧化性强, 具有强腐蚀性, 会造成腐蚀性有机污染.污染严重时可使人脱发,掉牙甚至窒息, 废干电池一旦腐烂, 其 有毒物质溶于水源, 则会对动植物的生命产生极大危害. 可见,废旧干电池污染是综合污染, 特别是多种重金属 经食物链或饮水引发人体多种疾病, 诸如: 汞可引起脑,肝 和肾等组织的慢性中毒;铅可引起铅性神经痛和损害男性生 殖腺; 钼可引起钼痛风; 氟可引起斑釉齿和氟骨症; 铜可引 起贫血,溶血性黄疸 和 肝 病; 砷 可引 起 黑 脚 病 或 皮 肤 原 位 癌. 目前, 我国一些地方建立熔炼厂, 专门从事废旧干电池中铜,锌等资源的回收及污染物的处理, 这样既能减轻废旧 干电池污染, 又能回收利用资源.
4、火与人类 火的发明大约在公元前 50 万 年.在 北京 周 口店 中国猿 人生活过的山洞里, 曾经发现有很厚的灰烬和一些经火烧过 的动物骨骼化石与灰土, 这证明他们已经学会了用火.火的利用可以说是人类在化学史上的第一个发明.人类 由于使用了火, 不仅有了防御野兽侵害的有力武器, 而且从 吃生食改变为吃熟食,缩短了消化过程, 从而促进了人类机 体的生理变化和发展.火对于人类物质文明的发展也具有重 要意义,陶器的制造以及金属的冶炼都是由于使用了火的结 果.
关于火的问题, 在 17世纪末和 18 世纪初, 由于欧洲冶 金工业的迅速发展, 要求化学家们对金属的冶炼和锻烧等现 象作出解释.大约在 1700 年 左右,德国 化学 家 斯塔 尔等 人 提出了一个燃素学说的理论, 认为在一切可燃性物体中都含 有燃素,不能燃烧的物质是因为缺乏燃素.这种错误的学说 统治了化学界近一百年, 阻碍了人们对火的本质的探讨, 一 直到 1777 年, 拉 瓦锡 发现 了 氧, 才把 燃 素 学 说 彻 底 推 翻, 揭开了燃烧之谜.拉瓦 锡向巴 黎科 学院递 交了 《燃 烧概 论 》的科学报告, 他指出: 燃烧能够放出光和热, 物质燃烧是可 燃物跟空气里的氧气所发生的化学变化.
在当今社会里,燃烧广泛地应用于生产和生活中: 人们利用燃烧放出的热量, 熔炼金属; 在家庭生活中, 烧水,做 饭,取 暖; 利 用 柴 油, 汽 油的 燃 烧, 开 动 火 车, 汽 车, 飞 机,拖拉机; 利用火药急 速燃 烧而 引起 的 爆炸, 劈山 开矿, 挖掘隧道;在军事上, 制造炸弹,炮弹,凝固汽油弹,火焰 喷射器, 打击来犯的敌人; 而高能燃料液态氢的燃烧, 能产 生强大的推力,把巨大的宇宙火箭送入太空. 燃烧既能 造 福 于人 类, 也 能给 人 类 带 来 灾 害. 众 所 周 知, 燃烧能引 起 火灾.1987 年, 我国 大 兴安 岭 的 一场 特 大 森林大火, 燃烧了 28 天, 火 灾 面积 达 101 万 公顷, 使国 家和人民的生命财产遭受了巨大损失. 在煤矿里, 瓦斯或煤尘的急速燃烧, 能造成严重的爆炸 事故, 生产面粉的车间,飞扬于空气中的细小面粉颗粒, 在 空气中达到一定含量时, 遇明火也能急速燃烧而引起爆炸. 在工业集中,人口众多的大城市, 煤,
石油产品,天然气等燃料的燃烧, 会产生一氧化碳,二氧化硫,氮氧化物以 及颗粒粉尘等空气污染物, 危害人类健康. 在日常生活 中, 人 们 每 天 都要 同 火 打 交 道, 烧 水, 做 饭, 样样离不开它.然 而, 用 火必 须注 意 防火, 忽视 安全,思想麻痹或缺乏防火知识, 就可能导致火灾, 给人们带来痛 苦和灾难. 任何一场 火 灾 的发 生, 都 要具 备 三 个 条 件, 即可 燃 物 如纸张,木材,棉花,油类等, 助燃物 如空气 和着火 源 如烟头,灰火等 .如果 把这三 个条 件分 别控制 起来 或 隔离开, 火灾就不可能 发生; 如 果去 掉其 中的 某 一个 条件, 火灾也同样不会发生.
每一种可燃物都有自己的燃点和自燃点.例如木材的燃 点一般在 250～350 , 自燃点一般在 350 左右; 棉花的燃 点为150 左右, 自燃点 约 为 400 汽油 的 燃点 在 58 ～ 10 , 自燃 点 在 255 ～ 530 之 间,食 用 油 的 燃点 在 140 ～ 300 之间, 自燃点在 350～ 570 之 间.如果 温度达 到了 这 些可燃物的燃点时,遇 到明 火 就会 着火, 当然, 燃点 越低, 越易着火; 若温度达到了可燃物的自燃点, 即使不遇明火也 会起火.因此,预防火灾最重要的措施是对可燃物要妥善保 存, 尤其要避免与火种接触. 水有良好的灭火性能, 是最常见,最经济,最方便的灭火剂.水有很大的热容量, 1 升水 升高 1 , 能吸 收 1 千 卡 的热量.因此, 把水浇在柴草,木材等一般燃烧物上, 能使燃烧物的表面温度迅速降到燃点 以下; 同时, 1 升水 受热 气 化后能产生 1700 多升 的水蒸 气, 水 蒸气 可以 稀 释燃烧区 的 可燃气体和助燃气体的浓度, 并能阻止空气进入燃烧区, 从 而使火熄灭.
但是,并不是所有的火灾都能用水作灭火剂.例如, 油 类失火,电 器 失火 等. 油 类的 比 重 比 水 小, 且 与 水 互 不 相 溶,水浇洒在燃烧的油 上, 会发 生冷 水遇 高热 的 喷溅 现象, 油浮于水面, 继续燃烧, 并随水流溢, 使燃烧面积扩大.水有一定的导电性能, 用直流水柱扑救电器设备火灾, 会电伤 人. 一种简便, 容易操作的灭火器叫泡沫灭火器,它是一个、带有喷嘴,提手和顶盖的圆柱形红色钢瓶, 钢瓶内盛有碳酸 氢钠溶液发泡液和一瓶硫酸铝溶液, 挂在墙上待用, 一旦发器倒转过来以后, 本来分开盛放的碳酸氢钠溶液和硫酸铝就 可以混和在一起, 发生下列化学反应: 6 Na HCO3 + AL2 SO4 3 + 6CO2 泡沫灭火器内药液反应后能产生胶状氢氧化铝, 它与所 添加的发泡剂在反应产生的二氧化碳的作用下, 能形成大量泡沫, 这些泡沫被喷洒到可燃物上以后, 在其表面形成一层 较厚的泡沫覆盖层, 把可燃物与空气隔绝开, 因此泡沫灭火 器灭火效果很好,特别对扑灭油类失火, 更有独到之处. 值得注意的是, 使用泡沫灭火器之前, 必须留心检查喷 嘴是否畅通, 如果喷嘴堵塞,倒转后泡沫不能喷出, 瓶内压 强增大, 钢瓶有发生爆炸的危险. 灭火器的种类很多, 常用的还有干粉灭火器 其中的干粉灭火剂可用碳酸氢 钠,磷酸 铵或 氯化 物等 , 二氯 化碳 灭 火器 里面装的是固 态二 氧化碳 ,四 氧化 碳灭 火器里 面 装的是四氯 化 碳液 体 等. 不 同的 灭 火 剂 有 不同 的 灭 火 性 能, 因此, 在扑救不同性质的火灾时,必须选择相应的消防 器材.
一谈到火, 人们很自然地就会联想到火柴.小巧玲珑的 火柴, 一擦就着,它是人们取火最简便的方法.在火柴没有 发明之前, 人类只能用钻木或用坚硬的燧石 主要成分是二 氧化硅 SiO2 与钢质小 刀猛 烈 相 击的 方 法 获 取 火种, 不 难想象, 这该是多么不容易 ! 世界上第一根火柴是二百多年前在意大利诞生的, 那可以说是一根巨型火柴, 因为它是用一根 1 米多长的木棒制成 的, 在棒的一端粘上一个用氯酸钾,糖和阿拉伯树胶调合起来做成的一个大疙瘩, 使用的时候, 把这个大疙瘩浸到浓硫 酸中, 它就会发火燃烧起来.这是因为氯酸钾接触到浓硫酸 以后,发生化学反应, 产 生 了 一 种 性 质 十 分 活 泼 的 二 氧 化 氯, 二氧化氯跟糖反应, 引起燃烧.这种火柴又大又重, 携带很不方便, 还要同时带着危险的硫酸, 而且价格昂贵, 所 以未能推广. 到了 19 世纪初, 瑞 典人 发现 了摩 擦 火柴. 摩擦火柴 小 巧灵便, 很快在各国流行开来.这种火柴头上涂有硫磺, 再 覆以白磷,铅丹或二氧化锰及树胶的混合物.白磷的着火点 仅有40 , 所 以 只要 在 墙 上,桌 面上 或 鞋底 上 一擦, 就 能 着火.白磷点着以后, 在强 氧化 三铅 或二 氧化 锰的帮 助下, 使易燃的硫也燃烧起来, 接着又引燃小木棒. 摩擦火柴虽然使用方便, 但很不安全, 因为一旦温度超 过了 40 , 白磷就会 自 己 燃烧 起 来, 而 且 白磷 是 一种 剧 毒 物, 误食 0 . 1 克就会中毒死亡. 1855 年, 瑞典 人 伦塔斯 托鲁 姆 用红 磷 代 替 白磷, 设 计 制造了世界上第一盒安全火柴.红磷无毒, 其着火点比白磷 高许多, 为 240 ,这就弥补了摩擦 火柴的 不足.他 把引 火 剂分为两部分: 氯酸钾 和三硫 化二 锑沾 在 火柴 头上, 红磷,玻璃粉,胶液涂在火柴盒侧面.擦火柴时, 红磷着火, 引着火柴头上的易燃物.火柴杆是用木质松软的松木或白杨木做 的,前端还用石蜡和松香充分浸透, 使火柴杆易被引燃.这 种火柴只有在火柴盒上摩擦时才会点着, 既没有毒, 又不易 引起火灾, 故称之"安全火柴" .这 种火 柴很 快 取代 了摩 擦 火柴并行销全世界, 一直到现在. 火柴诞生已经二百多年了.在这二百多年中, 经过人们不断改进, 制造了许多具有特殊性能的火柴, 使火柴家族日 益兴旺发达.如防风火柴,焊接火柴,多次火柴等等.
在日常生活中,人们每天都要同火打交道, 然而, 用火 必须防火.忽视安全,思想大意或缺乏防火知识就可能导致 火灾, 给人们带来痛苦和灾难.
5、体育中的化学朋友们, 你们是否知道在激动人心,令人赏心悦目的体 育世界中, 处处充满着化学知识. 几千年来,火炬一直是光明,勇敢和威力的象征.自第 十一届奥运会以来, 历届开幕式都要举行颇为隆重的" 火炬 接力" .谁使火炬闪 烁出 耀眼光芒 是 易 燃有 机物. 丁烷 气 和煤油都是常用的火炬燃料: 2C4 H 1 0 + 13O2 点燃 8CO2 + 10 H 2 O丁烷
我国化学专家研制的式样新颖的轻型火炬, 火苗高达一 米左右, 即使在晴朗的 白天, 二百 米以 外, 仍 然 清晰 可见,而且在大雨中 也 熊 熊燃 烧. 它 使十 一 届 北 京 亚运 会 增 色 不 少.在激烈拼搏的足球赛中,我们常看到运动员摔倒在草坪 上, 这时队医急忙跑上前, 用一个小喷壶, 哧 ! 哧 ! 在运动 员受伤的部位喷了 几下, 然 后 反复搓揉, 按摩, 不一 会儿, 受伤运动员竟又生龙活虎地冲向了球场.小壶里装的是什么 灵丹妙药呢 这 就 是 氯 乙烷 CH3 CH 2 Cl, 一 种 无 色, 沸 点只有 13 . 1 的 易 挥发有 机物. 我 们知 道, 液 体 挥发 时, 将从周围吸收热量,所以当把氯乙烷药液喷洒在运动员受伤 部位时, 由于它们迅速挥 发而 使皮肤 表面 的温 度 骤然 下降, 知觉减退,从而起到镇痛和局部麻醉的独特作用.在体育场, 围绕着翠绿色足球场的是一圈圈十分醒目的 棕红色的田径跑道.这种跑道是用最新合成材料——塑胶铺 — 设的.俗称" 塑胶跑道" .塑 胶跑 道的 构 造, 好 像是一块 正 贴胶粒的海绵乒乓拍.跑道面上的橡胶颗粒好比是胶粒, 那 塑胶面层就相 当 于 海绵 层, 而 跑道 的 地 基 就 像球 拍的 木 底 板.这种塑胶跑道为 田 径 健 儿 创 造 佳 绩, 提 供 了 良 好 的 基 础.
不同的运动 员 对 于 运 动鞋 的 材 料 也 有不 同 的 要 求. 为此, 设计师采用 了最 新 的 化 学 材料 设 计 了 各 种性 能 的 运 动 鞋,颇受运动员的青睐.篮球,排球运动员需要有一定弹跳性的鞋, 他们选用弹性十分好的顺丁橡胶作鞋底; 足球运动员要求鞋能适应快攻快停,坚实耐用的要求, 便用强度十分高的聚氨酯橡胶作底材, 并安装上聚氨酯防滑钉; 田径运动 员要求鞋柔软 而富 有弹 性, 又 设计 了 高 弹 性 的异 戊 橡 胶 鞋 底, 满足了运动员的要求.发令枪打响后为什么会产生白色烟幕呢 火药纸里的药粉含有氧化剂氯酸钾和发烟剂红磷等物质.摩擦产生的高温使氯酸钾迅速发生分解反应: 2 KClO3 高温 2KCl + 3O2 产生的氧气马上与红磷发生剧烈的燃烧: 4 P + 5O2 2P2 O5 燃烧的产物是白色粉末五氧化二磷, 在空气中极易吸水 而形成酸雾,所以计时员就在黑色的烟屏上看到了一股淡淡的白色烟雾.举重前, 运动员把两手伸入盛有白色粉末" 镁粉" 的盆 中, 然后互相摩擦掌心. 这个 助运动 员一 臂之 力的 "镁 粉"真是金属镁吗 镁粉具有银白色的光泽, 这种白色粉末真正 的身分是 碳 酸 镁 MgCO3 . MgCO3 具 有 良 好 的 吸 湿 性,能加大手掌心与器械之间的摩擦系数, 从而使运动员能紧紧 握住杠铃, 创造优异成绩.宏伟壮观的体育馆用茶色玻璃装饰后, 美观大方, 给人以一种文静高雅的印象.茶色玻璃是一种能吸收红外线的吸 热,隔热玻璃, 其中含有微量的铁,钴,硒等氧化物, 它透 过的红外线只有普通玻璃的1 4 .用它装 饰体育 建筑, 不 仅 / 内部光线柔和, 而且有防眩,隔热的效果.无怪乎大热天走 进体育馆,顿时会感到优雅凉爽.化学为体育锦上添花, 为体育立下了汗马功劳, 在广阔 的体育世界中真是无处无化学 ! 你看: 冲浪运动用的帆板是 泡沫塑料制成;保龄球是用硬胶与塑料混合压制而成的; 五 光十色的飞碟盘是用塑料制作的; 化学家发明的一种化学涂 料, 擦在游泳运动员身上,可使游速每秒 2 米的情况下, 减 小水的阻力 10 % ; 一种 由 超细 尼 龙纤 维 和 聚氨 纤 维组 成 的 游泳衣,可使运动员游得更快……然而, 化学物 质 的 滥用 也 给 纯 洁 的体 育 世 界 带 来 了 灾 难. 曾记否, 在第二十四届汉城奥运会上,加拿大短跑名将 本·约翰逊以 9 秒 79 的百米成绩战胜美国短跑名将刘易斯, 并刷新了自己保持的男子 100 米世界纪录的时候,整个体育 场都沸腾了, 人们像欢迎 英雄 一样激 动地 呼喊 着 他的 名字, 向他欢呼,致敬.但是, 几天以后,奥运会组委会却公布了 一个令人震惊的消息: 约翰逊在比赛中服用了违禁药物, 他 所创造的新世界纪录被取消, 并收回金牌.约翰逊,用不正当的手段欺骗了国际舆论, 玷污了奥林匹克精神, 他受到了 谴责和惩罚. 违禁化合 物 多 数是 有 机 化 合 物, 其 组 成 复杂, 种 类 繁 多.目前国际奥委会规定 的违 禁药 物有 五大 类 99 种.它 们 是: 合 成 类 固 醇, 麻 醉 剂, 兴奋 剂,β 阻 断 剂 和 利 尿 剂. 70 % 的运动员服用的兴奋剂是合成类固醇. 服用了类固醇能增长肌肉,增强耐力,适应大运动量训 练和加速训练后的恢复, 在比赛中取得较好成绩.但此类药 物对身体的危害性很 大, 不但 损伤 肝脏, 还是 肝 癌的诱因, 而且可以使泌尿系统 发生 癌变, 并 给心 脏,血 管 带来 危害. 为维护奥 林 匹 克 原 则, 维 护 运 动 员 的身 体 健 康, 1968 年, 奥委会公布并完全禁止运动员服用违禁药物.6、人工降雨俗话说:"天有不测风云" .然而, 随着科学技术的不断 发展, 这种观点已成为过去.几千年来人类" 布云行雨" 的 愿望,如今已成为现实.而首次实现人工降雨的科学家, 就 是杰出的美国物理化学家欧文·朗缪尔.
欧文·朗缪尔, 1881 年 1 月 3 1 日生于美国纽约市布鲁 克林.朗缪尔从小对自然科学和应用技术极感兴趣.他年轻时就有一个伟大的理想: 实现人工降雨, 使人类摆脱靠天吃 饭的命运. 朗缪尔十分理解干旱季节时农民盼雨的心情.面对农民 求雨的目光,面对茫茫无际的蓝天, 作为一名科学家他进行 了理智而科学的探索.他经过深入地研究, 终于搞清了其中 的奥秘.原来, 地面 上 的 水蒸 气 上 升 遇 冷凝 聚 成 团 便 是" 云" . 云中的微小冰点直径只有 0 . 01 毫米左右,能长时间地悬浮 在空中, 当它们遇到某些杂质粒子 称冰核 便可形成小冰 晶, 而一旦出现冰晶, 水汽就会在冰晶表面迅速凝结,使小 冰晶长成雪花, 许多雪花粘在一起成为雪片, 当雪片大到足 够重时就从高空滚落下来, 这就是降雪.若雪片在下落过程 中碰撞云滴,云滴凝结在雪片上, 便形成不透明的冰球称为 雹.如果雪片下落到温度高于 0 的暖区 就融化 为起雨来. 但是, 有云未必就下 雨.这是因 为云 中冰 核 并不 充沛, 冰晶的数目太少了. 当时, 在人们中流行着一种观点: 雨点是以尘埃的微粒 为" 冰晶" 若要下雨, 空气 中除有 水蒸 气外 还 必须 有尘 埃 , 微粒.这种流行观点严重地束缚着人们对人工降雨的实验与研究.因为要在阴云密布的天气里扬起满天灰尘谈何容易.朗缪尔是个治学严谨,注重实践的科学家.他当时是纽 约州斯克内克塔迪通用电气公司研究实验室的副主任.在他 的实验室里保 存 有 人造云, 这 就是 充 满 在 电 冰箱 里 的 水 蒸 气.朗缪尔想方设法, 使冰箱中水蒸气与下雨前大气中水蒸 气情况相同.他还不 停地 调 整 温 度, 加 进 各 种 尘 埃 进 行 实 验. 1946 年 7 月 中的 一 天, 骄 阳 当空, 酷 热 难熬.朗 缪 尔 正紧张地进行实验, 忽然电冰箱不知因何处设备故障而停止 制冷, 冰箱内温度降不下去.他决定采用干冰降温.固态二氧化碳气化热很大, 在 60 时为 87 . 2 卡 克.常 压下 能 / 急剧转化为气体, 吸收环境热量而制冷,可使周围温度降到 78 左右.当他刚把一些干冰放进冰箱的冰室中, 一幅奇 妙无比的图景出现了: 小冰粒在冰室内飞舞盘旋,霏霏雪花 从上落下, 整个冰室内寒气逼人, 人工云变成了冰和雪. 朗缪尔分析 这 一 现 象 认识 到: 尘 埃对 降 雨 并 非 绝对 必 要, 干冰具有独特的凝聚水蒸气的作用, 即作为" 种子" 的 云中冰晶或冰核.温度降低也是使水蒸气变为雨的重要因素之 一,他不断调整加入干冰的量和改变温度, 发现只要温度 降到零下 40 以 下, 人 工 降雨 就 有成 功 的可 能.朗缪 尔 发 明的干冰布云法是人工降雨研究中的一个突破性的发现, 它 摆脱了旧观念的束缚.有趣的是, 这个突破性的发明, 是于炎热的夏天中在电冰箱内取得的. 朗缪尔决心将干冰布云法实施于人工降雨的实践.1946 年时他虽已是 66 岁 的老人, 但他仍 像年轻人 一 样燃 烧着 探 索自然奥 秘 的 热 情. 1946 年 的 一 天, 在 朗 缪 尔 的 指 挥 下,一架飞机腾空而起飞行在云海上空.试验人员将 207 千克干 冰撒入云海, 就像农 民将 种 子 播 下 麦田. 30 分 钟以 后,狂 风骤起, 倾盆大雨洒 向 大 地. 第 一 次 人 工 降 雨 试 验 获 得 成 功.朗缪尔开创了人工降雨的新时代.根据过冷云层冰晶成 核作用的理论, 科学家们又发现 可以 用碘 化银 A gI 等 作 为"种子" 进行人 工降 雨.而且 从效 果 看, 碘 化银 比干 冰 , 更好.碘化银可以在地上撒播, 利用气流上升的作用, 飘浮到空中的云层里, 比干冰降雨更简便易行. "人工降雨" 行动在战争中作为一种新式的"气象武器" 屡见不鲜.美越战争时期,由柬埔寨通往越南的" 胡志明小 道" 车水马龙, 国外支援越南人民抗击美帝侵略者的作战物 资,靠这条唯一的通道源源不断地送往前线.但那里常常出 现暴雨, 特大洪水, 冲断桥梁, 毁坏堤坝, 大批运输车辆挣 扎在泥泞的山路上,交通受到了很大的影响, 其破坏程度不 亚于轰炸.开始越方 对 这 种 突 如 其 来 的 暴 雨 茫 然 无 知, 后来,经多方侦查才知道, 这是由美国总统约翰逊亲自批准并 实施了 6 年之久的秘密气象行动, 即美国在那条路上空进行 了" 人工降雨"行动. "天有可测风云" 其含义不仅在于"人工降雨" 它还启 , 发人们能合理 地 进 行人 工 控 制 天 气.朗 缪 尔 对此 也作 了 研 究, 他希望在暴风雨来临之前, 运用人工控制的方法, 将它 消灭在萌芽状态.这一设想不仅合理而且可行, 现在已得到了广泛应用.7、变幻的色彩我国是世界文明古国之一.绘画颜料的使用也有悠久的 历史.从河南省渑池县仰韶村发掘的著名彩陶中, 就绘有红 黑相间的彩色图案,证明我们的祖先在五千多年以前就已经 懂得用彩色颜料绘画了.
经考证, 当时使用的那种黑色颜料 是炭粉, 红色颜 料是 赤铁 矿 主要 成分 是 Fe2 O3 , 古 人 把 它称之为"红赭石" . 后来人们在自然 界里 又发 现了 一种 红 色颜 料— —朱砂, — 它比 红 赭 石 的 颜 色 更 鲜 艳. 朱 砂 的 化 学 成 分 是 硫 化 汞 H gS .由于它色彩绚丽, 经久不变, 所以一直倍受画家 珍 重.在书画上盖的印章, 所用的印泥也是用朱砂做的.古老 的字画,由于年代久远, 其画纸已变色泛黄, 但是那上面的 印章却仍是红艳艳的.我国著名的敦煌壁画上那婆娑起舞的飞天, 堪称世界艺 术珍品.但是, 那些仙女的面庞和肌肤大都是灰黑色, 这真 是怪事 ! 原来, 这些画 面上 的 灰黑 色 物质 是 硫 化铅 P bS. 可 当初涂上去的并不是硫化铅, 而是一种有名的白色颜料— —铅白, 即碱式碳酸铅.它有很强的覆盖力, 涂抹之处, 真可 谓自得耀眼,由于长期受空气中微量硫化氢气体的腐蚀 煤 燃烧,动植物腐烂时都 有硫化 氢产 生, 由白 色 渐渐 变成 灰黑色. 2PbCO3 · Pb O H 2 + 3 H2 S 白色 黑色博物馆里, 陈列的油画, 时间久了, 白色画面渐渐变得 黯然无光, 也是同样的道理, 遇到这种情况, 不要着急, 请 你取一块软布,蘸上双氧水, 在画面上轻轻擦拭, 就可以使 画面旧貌换新颜, 恢复青春.因为具有强氢化性的双氧水能把黑色的硫化铅氧化成为白色的硫酸铅. P bS + 4 H 2 O2 Pb SO4 + 4 H2 O 黑色 白色 不过,为了保持古代文物的原貌, 我们一般不这样做.同样的现象也发生的在欧洲的美术馆中, 意大利的博物 馆里, 珍藏着许多文 艺 复 兴 时 期 的 名 画, 参 观 者 惊 奇 地 发现, 有的画面上的天 空 不 是 通 常 见 到 的 蔚 蓝 色, 而 是 翠 绿 色. 原来,古代画家所使用 的蓝 色颜料 是一种叫 铜 蓝" 矿 " 的 石,它的化学成分是硫化铜CuS和硫化亚铜Cu2 S, 这两 种 硫化物的性质不稳定,在空气中的二氧化碳和水蒸气作用下, 日久天 长, 能 慢 慢 变 成 绿 色 的 碱式 碳 酸 铜 CuCO3 · Ca O H 2 , 于是 "蓝色天空" 就渐渐变成了 "绿色天空" .更奇怪的一幅画是艺术大师米开朗琪罗花数年精心创作的巨幅壁画 《创世纪》 .就 在这 组奇珍 异 宝般 的壁 画中, 有 一幅除了和其它壁画一样, 具有无穷艺术魅力以外,还有一 种" 特异功能" 它 能相当 准确 地预示 天 气的 变化. 当地人发现, 若壁画中人物服饰处的淡红色逐渐隐退并转变成艳丽 的蓝色, 那么, 即使当时云雾缭绕,阴云密布, 出门时也大可放心地不带雨具; 反之, 若壁画人物服饰处的蓝色变成淡 红色时, 则预示着天可能要下雨了.这幅壁画为什么会预报天气呢？化学家找到了问题的答 案, 原来,在米开朗琪罗所用的颜料之中, 偶然混进二氯化 钴.含有结晶水的二氯化钴显红色, 而无水二氯化钴则显蓝 色.每当天将下雨的时候,空气中湿度上升, 画中蓝色的无 水氯化钴便吸收水分, 形成淡红色的水合二氯化钴, 而颜料 中水合二氯化钴里的结晶水逐渐蒸发掉,恢复蓝色, 则是空 气干燥, 天将放晴的明证. 干燥或加热 CoCl2 ·6 H2 O 潮湿或冷却 CoCl2 + 6H2 O 淡红色 蓝色英国的一位建筑师在给外墙面粉刷的水泥中加了一些二氯化钴, 别出心裁地将变色原理和色彩原理结合, 创作了一 幅" 季节" 随天气变化的风景画.每当秋高气爽时, 天气干 燥,二氯化钴水合物就失去了水分, 由红转蓝, 蓝色与水彩 颜料里的黄色互补成为绿色, 为人们献出已经逝去的盎然春 色.而当春 夏 季节 来临 时, 湿 度 较 大, 二 氯 化 钴 又 吸 收 水 分, 由蓝色转变成红色, 红色与黄色融为一体, 风景画又为人们带来象征丰收的秋天特有的一片橙色.8、颜色的应用多彩的生活 为什么天空是蓝色的？为什么树是绿色的？我们生活在 五彩缤纷的大自然中, 颜 色是 组成大 自然 很重 要 的一 部分.颜色不但影响到几乎所有动物的生活, 而且对人类生活也有 很大影响.可以设想一下, 如果周围只有单调的颜色, 那么你一定会感到阴郁,烦闷, 毫无生机.各种各样的颜色使我 们周围的一切变得绚丽多彩, 给人以美的享受. 那么到底什么是颜色呢？
颜色实际是由射入我们眼睛不 同波长的光刺激视网膜细胞而给予我们神经的最终感觉, 人可以看见的光波波长是从 400 ～ 700 毫 微 米范 围.视 网膜 中 有一种圆锥细胞, 它含有三种基本色素— —红,绿,蓝.不— 同波长的光可以把这些色素激活, 从而引起神经兴奋而使我 们感觉到这些颜色. 400 ～ 500 毫 微米 波 长 的光 可 以激活 蓝 色素, 产生蓝色的 感 觉; 500 ～ 600 毫 微 米 的光 波 可激 活 绿 色素, 产生绿色的 感 觉; 600 ～700 毫 米 的 光波 则 激活 红 色 素, 产生红色的感觉.其他各种颜色不过是由这三种基本颜 色混合的结果.3 种颜 色全混合则组成 白色, 3 种颜 色全 被 吸收则是黑色.辨色本领并不局限于 人. 许多 鱼,两 栖 类,爬 行 动物, 鸟类甚至昆虫都具有分辨颜色的本领,只是它们的视觉范围通常与人不同而已.只有猿,猴等少数动物的视觉范围和人 一样. 生物界中的保护色 动物常运用颜色来达到它们自己的目的,其中最突出的 例子是动物的保护色.动物常用与周围环境相似的颜色来隐 蔽自己, 免于被敌害发现.在树林中生活的动物常可以随季节以及周围植物颜色的变化而改变自己皮毛的颜色.英国有一种胡椒蛾就是适应环境, 选择保护色的一个例 子.我们收集到这种 蛾 的 标 本, 在 普 通 光 照 条 件 下 是 黑 色的.因为当 19 世纪英 国工业 开始 发展 起 来时, 烧的 燃料 是 以煤为主, 习惯于生活在住宅区的树丛中的这种蛾, 就要借助于黑色, 来使自己隐身于周围的煤烟气氛中.在这种黑色 的背景下, 那些浅色 的 蛾 很 容 易 被 鸟 类 发 现 而 捕 食 掉.现 在, 英国工业 区中 近 90 % 的蛾 都 是深 颜 色的. 近年 来, 随 着环境污染被有效地控制, 现在浅色的蛾又飞回来了.然而, 自然界 中 还 有许 多 动 物 是 浅色 甚 至 是 色 泽 鲜 艳 的.这些鲜艳的颜色有一个目的就是恐吓其他动物.有毒的或肉味难吃的动物常用浅色或鲜艳的颜色加上易于辨别的图 形标记, 用以警告那些食肉的动物, 不要吃它们.食肉动物则根据这些颜色避开它们, 所以颜色对二者均有利.在许多动物寻求配偶 时, 颜 色也 起着 极其 重 要的 作用. 颜色常常是起着恐吓敌害又能吸引配偶的双重作用.如雄的知更鸟和孔雀就用其羽毛美丽的颜色吸引雌鸟.这里应该指 出, 在人类流传的童话传说中以及舞台上,常用美丽的孔雀或其它色泽美丽的动物代表漂亮的姑娘, 而大自然中往往情 况相反, 雄性动物一般都是美丽动人的, 而雌性动物却常常显得丑陋不堪. 颜色加上图案的伪装就更有效了.其中以各种蝴蝶最为 突出.有的蝴蝶翅膀上长着大眼睛一样的花纹.当它展翅飞 翔时,使那些鸟或其他食肉动物看见后心惊胆战.一些热带 鱼也用鲜艳的颜色来 吓唬 鲨鱼之 类的" 海上 霸王" 浅黄 色 .的枯叶蝶双翅合起时很像一张干枯的叶子, 很能迷惑住它的 敌害.总之, 动物正是在进化过程中利用颜色来适应环境而 生存下来的.人类与色彩
人类运用颜色的历史可追溯到 15 万到 20 万年前, 当时 原始人用红色或黄色的粘土涂抹身体, 来吓唬野兽和向同伴显示自己的美丽.原始人也用烧骨头和牙齿来制造黑色的颜 料, 或用矿石来制造 其 他 颜 色 的 无 机 颜 料. 常 用 的 是 铁矿 石,铜矿石和铅矿石, 有机颜料则来源于动,植物.从白垩 和石灰中得到白色, 红色取自茜草的根和某些雌性干昆虫的 身体 鲜红,胭脂红 , 有时 也用 硫化 汞.蓝 色 来自 铜矿 和 植物靛草.通常将这些作为颜料的物质浸洗并晒干后混入油 中,用于涂漆,陶工或纺织. 有一种叫泰尔红紫的颜料, 在西方风行一时.这种漂亮 的红紫色与靛蓝关系密切.它是由东地中海中一些软体动物的氧化分泌物制备的.据报道说, 28 . 4 克这种染料需要 24 万个海洋动物作原料.总之, 这种颜料是十分昂贵的, 每克约要7500 美元.所以, 人 们常 把这 种颜 料与 高 贵联 系在 一 起.因此, 在英语中有一句" 出身 红紫" born t othe pur p le 来表示"出身高贵" .妒忌多 疑的罗马 统治者为 了维 护 这种显示高贵的颜色甚至 宣布了 这样一条残酷的 法令: " 宫 廷以外的任何人如果穿 紫色 长袍 就要处 以 死刑. 这 种颜 料 "为建立腓尼基的古代贸易中心立下了不朽的功勋. 在古代, 连颜色都带上一定的迷信和宗教色彩, 古希腊人就用颜色来表示他们所认为的四种基本元素: 土 用蓝色 代表,水 用绿色代表 ,火 用红色表示 和气 用黄色代表.而纹章 学 He raldry 12 世 纪创立 于德 国, 随后 传 到英国, 它就用颜色作为特定的标志:金黄色代表名誉, 红 色代表勇气, 蓝色代表忠孝.今天在西方的大学还用不同颜 色披肩的长袍代表着一个人特定的学术地位.中国古代皇帝则以明黄色来代表他们至高无上的权力.近代科学研究告诉我们, 颜色对人会产生一定的心理作 用: 白色的清静, 黑色 的寂 静, 红 色的 热 情, 绿 色的 凉爽.而且颜色还能给人以味道的感觉.人总是觉得黄色的甜, 绿 色的酸, 茶色的苦, 红色的咸.人们甚至利用颜色的这种作 用来给人治病: 淡蓝色的环境对高烧病人有退烧作用, 紫色 的环境可使孕妇感到安慰,赭石色的环境有助于低血压患者 提高血压; 而蓝 色和 白 色 的 环 境则 可 使 高 血 压患 者 降 低 血 压:黄色和红色的环境能促进血液循环.病人如果住在以绿 色,淡蓝色或米黄色 为 主 的 房 间 里, 就 可 以 更 快 地 恢 复 健康.红色可使人脉搏跳 动加快, 蓝色 则使 人脉 搏 跳动 变慢. 蓝色或绿色的食物和环境会使人的食欲减退, 而黄色或橙色则可以增加食欲.根据以上的特点, 人们可以在不同的环境 粉刷不同的颜色, 使人处在这种环境中感到更舒适9、肥皂与合成洗涤剂人们为了整 洁,美 观 就 要 经常 将 衣 服, 被 褥 及 日 用 餐 具,茶具进行洗涤.因此, 肥皂和各种各样的洗涤剂就和我们结下了不解之缘. 肥皂的发明要比洗涤 剂早 得多。
据说 早在 三 千多 年前, 罗马城外的圣波山上, 就被人们无意中制造出来了.在这座 圣山上, 人们燃烧贡品时,油脂顺势滴落到草木灰上成为最 原始的肥皂, 这些肥皂渗入到周围的粘土中.人们发现, 当 他们坐在这些粘土上,衣服沾上了粘土后反而比以前更容易 洗干净.人们开始奉为圣土, 后来才知道这是人们无意中的 劳动收获.公元 70 年, 罗马的学者 蒲林尼 Pliny 描述了 用山 羊 油脂和柴灰制造肥皂的过程.在这个过程中要加入另一种东 西——海盐.它能使肥皂浮在混合液上面, 这就是我们今天 — 所说的盐析作 用.这 个 记 载 恐 怕是 对 肥 皂 工 业最 早 的 描述 了.由于当时产量很低, 因而只能供有钱人使用, 是污秽者 的奢侈品.1791 年法 国化 学家尼 考尔 斯· 莱布兰 兹 Nico lasLeb lanc 用氯化钠水 溶液 电解 制得 氢 氧化钠, 反 应方 程 式是: 2 NaCl + 2 H2 O 电 解 2 NaO H + H 2 ↑ 气 + Cl2 ↑气, 从此以后, 肥皂才成为平民百姓都用得上的东西.然而, 并非每个人都知道 肥皂 是什 么东 西.从 1811 ～ 1823 年柴夫卢尔 M E Chevr enl 对肥皂产 品进行 研究 后, 令人 满 意地解释了什么是肥皂以及制造肥皂的化学反应.随着科学家弄清肥皂去污原理之后, 各式各样的合成洗涤剂也就应运 而生了. 化学性质 肥皂实 际 上 是长 链 有 机 羧 酸 的 钠, 钾 或三 乙 醇 胺 〔N CH 2 CH2 O H 3〕 的盐.其它 羧 酸 的 这些 盐 也 是 工 业肥 皂,但它们没有去污,清洁作用.因为三乙醇胺的盐可溶解于有 机溶剂, 可以作干洗剂. 作祭品的动物脂肪中含有甘油三酸酯, 柴灰的水解物中含有氢氧化钾或氢氧化钠, 当它们一起被加热时脂肪就被分 解生成少量的甘油和肥皂. 在制造肥皂 的 粘 稠 混 合液 中 加 些 盐,肥 皂 就 浮 在 液 面 上.这个过程, 工业上叫盐析.然后就可以把它刮下来.这 样得到 的肥 皂含 50 % ～ 60 % 水,是糊 状的. 把它 继续 加 热 脱水, 当剩下 约 30 % 水 时 就可 以 制成 固 体,糕 状的 棒, 再 把它风 干到 只剩下 10 % ～ 15 % 水分 时, 就 可 切成 块.再 进 一步干燥到含水仅 5 % ～10 % 时就可作成粉末.天然原料制的肥皂使用 4 种脂肪: 牛油,棕榈油,椰子 油和橄榄油. 有机酸要有洗涤本领必须含有 9 个碳以上的长链, 而且洗涤本领随着碳链的增 长而 增强. 然而, 分子 含 18 个碳 以 上的肥皂是不溶于水的, 即使在热水中也不溶解. 油酸 恰好含18 个碳 是十 分好的 洗涤 剂, 因为 它的 顺 式双 链在 第 九和第十个碳原子之间, 即在分子的正中间. 因此, 含 18个碳的 肥皂 具有 较好 的 洗涤 本领, 而分 子 含 12 个碳的肥皂在水中的溶解性就增强了.由含 18 个以上碳的长链分子组成的肥皂只用作擦洗的填充剂.这种擦洗剂 需要有去污本领而无须溶解性.自从肥皂去污原理被人们认识之后, 人们就试图改进它 们的性能.因为肥皂存在不少弊病.例如, 它在冷水中溶解 得不好,在热水中才能较好地溶解, 在酸性溶液中它不能很 好地发挥洗涤作用, 因为它在酸性溶液中会分解成不溶性的 酸性肥皂和脂肪酸 的团块.另 外, 肥皂 会 与水 中的 钙,镁, 铝及铁等元素反应 生成 所谓金 属皂 . 这就 是盆, 桶盛 了肥皂水后出现环状污垢, 织物用肥皂洗后出现一层不明显的 薄膜的原因.肥皂在软水中是很好的清洗剂.但遗憾的是我 们日常生活中使用的水,尤其是广大农村所用的水常常是硬 水. 要改进肥皂的洗涤性能, 化学家们就必须先弄清肥皂能去污的原理.去污的过程是用很薄的膜除去脏物和油污— — — 这层薄膜把脏物带到 溶液 中, 乳化 或呈 悬 浮状 除去. 此外,作为洗涤剂要能降低水界面的表面张力, 从而使洗涤液能渗 入到织物细小的缝隙中, 从而加快织物湿润的过程. 事实上,大多数有机洗涤剂都制成偶级分子, 分子是由 12 ～18 个 碳 原 子 组 成 的 长 链. 一 端 含 疏 水 基 团 排 斥水 的, 另一端是亲水基团 吸引水的 .那么, 肥皂和洗涤剂是怎样去污的呢去污原理
一个物质要具有去污能力, 首先必须能降低溶液的表面 张力.纯水的表面张力为每厘米 272 个达因.但作为有效的洗涤剂必须把表面张力降低到每厘米 230 达因, 把表面张力 降到这个值只需要很少洗涤剂就足够了. 作用在一个水分子上的典型的作用力,可使水面上的分 子进入溶液中— —这就产生了表面张力.肥皂的分子被加到 — 水中时, 它会浮到水面 上, 因 为在有 机物 的那 端 疏水 的 受极性的水分子所排斥.由于肥皂分子在水表面受水分子排 斥, 从而产生了一个对抗水分子相互吸引的力, 结果就减少了表面张力.当肥皂水加到织物纤维中时, 附在织物表面的 油就聚成小油滴并离开织物表面.肥皂中有机物的那一端溶解在油中并使它离开织物纤维.与此同时, 水在下面不断蠕 动, 加快了油滴离开的速度.在棉纤维中的极性基团 如纤 维素中的羟基 O H 能吸引水, 使水 扩散 渗 透 整个 织 物. 总的来说, 除污去垢的反应大体是相似的.然而, 因为污物可能是电中性的, 或带正 电荷 的或 带 负电 荷的. 所以, 对这个简单的理论进行一些修正也是必要的.合成洗涤剂
虽然肥皂是相当好的 洗涤 剂, 但 化学 家还 是 想改 进它. 最早的尝试是在 1860 年进行 的, 科 学家 把蓖 麻 油磺化成 磺 化蓖麻油 土耳其红油. · · 37 课外化学·生活化学故事 由于第一次世界大战时德国油脂短缺, 促使科学家们研究新的洗涤剂.弗利斯·肯 德 F ritz G un ter 发明 了 1, 4 二异丙基萘 6 磺酸和二丁基 萘磺酸钠.虽然它们 都并不是很理想的洗涤剂, 但是足以满足当时德国工业上对洗涤剂 的需求. 在 1933 年, 波罗特 Procter和卡 马波 Gample 制 出第一个家庭用的合成洗涤剂.这种合成洗涤剂渗到被弄脏 的织物中的面积要比肥 皂大, 也不会 留下干扰 染 色的 薄膜. 而且它在冷水中也能溶解, 硬性溶液和硬水对它都无影响. 从那以后, 随着合成纤维工业的发展及妇女从家务劳动中解放出来的呼声越来 越强, 合成洗 涤剂 工业 就 应运 而生, 并迅猛发展起来.现在, 家用洗涤剂通常包括下列成分中的一部分或全部: 合成洗涤剂; 除去钙,镁离子的助洗剂; 乳 化剂; 漂 白 剂; 抗 腐 蚀 剂; 抗 板 结 剂; 软 化 剂; 染料; 香 料; 有的还有少量酶.合成洗涤剂合成洗涤剂的分子结构与肥皂相似, 都含有 亲水基因和憎水基因.亲水的一端可以是阳离子,阴离子或 非离子型的.因为大多数织物在洗涤过程中都带上负电荷, 所以市售 的洗涤剂中绝大多数都是阴离子型的洗涤剂.阳离子型洗涤 剂则是工业用的, 例如,清洗装饮料的瓶子和酿酒用的各种 器皿.非离子型的洗涤剂多用于洗衣机中, 因为用洗衣机洗 衣物时总希望产生的泡沫少些,过多的泡沫会影响波轮的转 动和降低清洗能力.把 2 辛 醇硅酮 或 2 乙 基 己烷 硅酮 加入阴离子洗涤剂中,也可以达到减少泡沫的目的.助洗剂 增效剂
它是用来络合那些导致水质变硬的离 子 主要是钙,镁离子 还有 铁,铝 等离 子, 使 它们 进入 到 溶液中,从而使污物在溶液中悬浮, 阻止它们沉淀下来.同 时助洗剂可以使洗涤水有适当的碱性, 从而有助于溶解酸性 污物.最常用的助洗剂是磷酸盐, 但有时也用碳酸盐,硅酸 盐或硼酸 盐. 最好 的 助洗 剂 是 三 聚磷 酸 钠 Na5 P3 O1 0 和 焦磷酸钠 N a4 P2 O7 .碳酸钠 Na2 CO3 不 能将 钙,镁 络 合进溶液中,反之生成颗粒状碳酸盐沉淀, 沉积在洗衣机底 部.这点高中的化学课已谈到了.乳化剂
它的作用是阻止 污垢 的颗 粒重 新沉 积 在织 物上, 使污垢悬浮于水中漂走. 最普 通的乳 化剂 是羧 甲 基纤 维素,其结构是: 纤维— —OCH2 COO Na + , 它能使污垢的颗粒 — 带上一个负电荷, 从而使污垢互相排斥,也使它们与通常负 电荷的织物纤维互相排斥.因而它们既不聚集形成沉淀, 也 不易沾在织物上.漂白剂
当衣服中的颜料暴露于太阳,氧气及空气的污染 物中时, 它们的化学结构会发生变化, 从而导致衣物褪色或 变暗.但次氯酸 的 钙 盐〔Ca ClO2〕, 或 钠 盐 〔NaOClO 〕 在水中能产生氯 气, 氯 气 可 以 使 颜 料 保 持 原 来 的 色泽. 所 以, 这些次氯酸盐常用作漂白剂.抗腐蚀剂
硅酸钠 N a2 Si3 O7 是一种防水剂, 它能在 金 属表面形成一层不透水的薄膜,从而保护了这部分金属不被 腐蚀.如果把它加到洗涤剂中, 它可以防止洗衣机,金属钮 扣和拉链等金属部件被腐蚀.硅酸钠不仅有抗腐蚀作用, 同 时它也是一种助洗剂.当然, 它也保护了我们的资源.因为 有了它,洗衣机的寿命延长了, 我们就无须生产更多新的洗 衣机.
抗板结剂
洗涤剂如果在贮存过程中受潮而板结, 使用时 就会增加洗涤剂的用量.这不仅是因为结块的洗涤剂不易完 全溶解,同时也因它易于沉淀在织物上.这样既造成洗涤剂 的浪费, 又 缩 短 了 织 物 的 寿 命. 通 常, 加 入 少 量 硫 酸 钠 Na2 SO4 就可以有效地阻止板结.软化剂
大多数软化剂是阳离子型的物质.织物在洗涤时 纤维常带上负电荷.这样, 阳离子试剂加入后就有与织物纤维相结合的趋势.软化剂又有一条长的有机物链状" 尾巴" , 其作用像润滑剂一样使人产生柔软的手感.软化剂也有乳化 作用,并能保持水分, 从而 减少 静电 荷在 织物 表 面的 聚集. 因此, 改善了手感性能.着色剂和香精
如果将肥 皂和 洗涤 剂全 部都 制 成白 色的, 消费者必然会感到很枯燥.如果我们把少量颜料加进去, 使这些洗涤剂呈现浅蓝色,粉红色的话, 消费者就会觉得比较 舒服.另外, 肥皂和洗涤剂 存放 时会 发生 缓慢 的 化学 反应,从而产生令人不愉快的气味.为了抵消这些气味就要加进些 香精.酶
几年前国内市场上开始出现含酶的洗涤剂.使用这种 洗涤剂时, 我们常常要把衣服在温水中浸泡一下.因为酶在热水中是不活泼的.酶是蛋白质类的化学反应催化剂, 它能将蛋白质和碳水化合物这样的大分子打破, 从而加快了洗涤剂洗涤的速度.汁渍多的衣物特别适宜用含酶的洗涤剂.通 常用的酶是用 于降 解 蛋白 质 的 朊酶 和 用 于 分 解淀 粉 的 淀 粉酶. 有一段时期, 曾经由于这些酶引起一些人严重的皮肤过 敏, 而使含酶的洗涤剂一度从市场上消失.现在, 由于克服 了这些缺点,同时因它具有良好的洗涤能力, 所以, 它又重 新回到市场上, 并深受广大消费者欢迎.发泡剂
泡沫可以使悬浮的油或污垢浮于水面上而被漂洗 掉.一般来说, 表面张力降低就会增加泡沫, 非离子型洗涤剂发泡是不太理想的.有一类不起发泡作用的非离子型化合 物它们产生泡沫的时间很短.当含有这种洗涤剂的溶液流入 沟渠时,泡沫就消失了.有些发泡剂加入仅是为了满足消费 者的心理.因为消费者总认为洗涤水没有泡沫就没有洗涤能 力.这个看法对肥皂来说是对的,而对合成洗涤剂来说就未 必尽然了.去污剂
人们发现当玻璃器皿放在洗液中洗涤后, 上面的 污渍就被漂洗干净了.这些污渍是由漂洗水中少量不溶性盐引起的.若洗涤剂中含有用氯气与磷酸三钠作用生成的氯化 磷酸三钠, 它就可以溶解那些不溶性的盐, 从而使玻璃器皿干净得闪闪发亮.环境污染问题
近年来, 肥皂与合成洗涤剂的使用量与日俱增.在美国 平均每人每年消费的肥 皂和洗 涤剂 达 28 磅之 多.在 我国 近年来除了日常洗衣粉外, 洗洁精,洗发膏,香浴液等各种新 型的洗涤剂不断涌入市场.这就产生了一个新问题— —环境 — 污染问题. 使用最早 的 阴 离 子 合 成 洗 涤 剂 尤 其 是 烷 基 苯 磺 酸 钠 ABS 存在这个污 染问 题.因 为它 分子 中的烃 基是 有支 链 的, 所以它很难被细菌 分解 又称 降解 .因 而 在污 水处 理工厂的污水中这种洗涤剂的浓度往往很高.1965 年美国 政府 公 布: 生 产 的合 成 洗涤 剂 必 须能 被 生 物降解.直链型的烃易被细菌分解成只含两个碳的短链, 有支链的烃就不易被细菌分解成只含两个碳的短链, 有支链的 烃就不易被细 菌 分 解.目 前 普 通使 用 的 是 线 型烷 基 苯 磺酸 L AS. L AS 洗涤剂比 ABS 便宜, 而且 可以 从 石油 副产 品 中制得. 由于阴离子 型 合 成 洗 涤剂 能杀 死 细 菌, 而 得 到 广 泛 使 用, 但是它的污水处理却成为了一个头痛的事.污水中的洗涤剂常用活性污泥里的细菌把它们降解.当阴离子洗涤剂的 浓度为 150 至 200ppm 时就有致命危险.幸而一 般废水处 理厂中它的浓度 很 少高 于 几个 ppm, 这 个 浓 度 可以 杀 死 那 些 令人讨厌的肠型细菌, 还可以还原下水道中的污泥残渣,这 样就清洁了管道, 使水畅通无阻. 此外, 洗涤剂中所含的助洗剂三聚磷酸钠和焦磷酸钠是 很好的化学肥料,它可以促进藻类等水生植物的生长.这叫 水质的" 富营养化" .然 而, 物极 必反, 水生植 物的 疯狂 生 长会阻塞河道,湖汊,严重地影响水上交通, 另外, 大量水生植物死亡时会消耗水中的氧气, 还会释放出甲烷,硫化氢 等有毒气体毒化水质,使鱼类和其它水生动物无法生存.据 英,美等国统计城市污水中磷有 30% ～ 70% 来 源于洗 涤剂. "富营养化" 的结 果 使 生机 勃 勃 的 水 域 变 成" 死 湖" " 阴 , 沟" .总之, 随着人们生活水平的提高, 各种新型的洗涤剂不 断投入市场.这些产品丰富了我们的生活, 给我们带来了整洁,干净,舒适的环境.但与此同时, 我们必须对洗涤水造 成的水质污染问题引起足够的重视, 防患于未然.10、危险的化学物质铅污染与防治 古罗马帝国曾称霸一时.然而, 自鼎盛时期的 100 多年 后, 古罗马帝国每况愈下, 在外侵内乱的形势下迅速走向灭亡.近年来对曾显赫一时的古罗马帝国为什么会很快衰亡的 研究,已超出了单纯历史学的范畴.
一些学者发现, 古罗马人的遗骸中含有大量铅, 由此得 出结论: 古罗马帝国是铅污染的牺牲品.因为古罗马贵族惯 用铅制器皿 瓶,杯,壶等 和含铅化合物的化妆品, 从而 导致慢性中毒死亡. 古罗马的平民也并非与铅无缘.虽说他们不能享用高级 铅器皿,又不需要化妆品, 但请别忘了古罗马曾拥用古代人 类最先进的给,排水系统, 而当时输送饮水的水管是用铅做 的.一方面,铅离子会直接进入人体; 另一方面, 古罗马人 的饮水中富含二氧化碳, 它与铅反应生成可溶于水的酸式碳 酸铅,然后进入人体与骨骼中的钙发生置换反应, 从而引起 慢性疾病. 铅不仅导致 了 古 罗 马 帝国 的 毁 灭, 而 且 还 危 害 当今 人 类.巴黎市东北郊区密布 着一大 片 建于 1948 年 前的 陈旧 住 宅, 里面的居民 绝大 多 数 是 城 市贫 民 和 来 自 北非等 地 的 移 民.住在这些陈旧楼房内的儿童, 突然惊厥,昏迷,乃至不明不白死亡的怪事时有发生. 前不久, 法国卫生部门对上述地区的102 处住宅进行了 调查.当他们检查到这些住宅内儿童的血液时, 发现大约有 30 % 的儿童血 液 中 铅的 浓 度 高 达 每升150 微 克. 而 按 照 标 准, 血液中铅浓度达每升 100 微克, 就属严重铅中毒 ! 那么, 这些 儿童 血 液 中 的铅毒 又 来 自 何 处 呢 人 们 发 现, 他们居住的房屋均 有四五 十年 以上 的 历史, 年久 失修, 潮气袭人,墙上的油漆早已疏松剥落.可悲的是, 这些儿童 常用指甲挖下油漆碎片放到嘴里咀嚼, 因为这玩意儿有一股 甜腻腻的味道.他们 哪 里 知道, 这 些 油 漆 中 都 含 有 铅 的 成 分, 正是这些铅化合物, 会产生一点甜味. 铅对人的毒害是严重的,对儿童的毒害更甚.因为铅对 神经系统有很强的亲合力, 儿童的神经系统处在发育期, 更 容易受到损害, 这时往往导致终身疾患,如癫痫,智力发育 不良,肌肉麻痹等.此外, 由于 铅在 体内 的代 谢 与钙 相似, 可以取代钙而贮存在骨骼中,处于生长发育中的儿童本需要 大量的钙被铅" 浑水 摸鱼" 进入 骨骼中, 就会 造 成铅 蓄积, 成为隐患. 为防止此类 悲 剧 重演, 根 本 的 是 要在 油 漆 中 取 消 铅 成 分, 如不用铅白,铅丹来制取白,红油漆.目前世界上已有 很多国家这样做了.如英国 早在 1981 年, 就 立 法禁 止在 油 漆制造时加入铅成分.不过, 目前对人的危害面最广泛的铅污染, 并非来自油 漆, 而是来自汽油.汽油发动机中的燃料在点火前必须进行压缩.压缩程度 越高, 发动机工作效率就越高.但人们往往得不到很高的工 作效率, 因为燃料压缩到一定 程度 时, 不 等点 火 就会 自爆. 有鉴于此, 人们请来了一种叫四乙基铅的化合物相助: 每升 汽油中只需加入不到 1克的四乙基铅, 就能防止燃料过早起 爆. 四乙基铅有毒, 所以人们在配了四乙基铅的汽油中加入 些颜料, 使 之 成为 玫 瑰 色,绿色, 橙 色或 其 它 颜 色 以 示 区 别.但问题是掺入汽油中的铅本身并不能燃烧, 只得随着汽 车尾气的排放飘落于大气中.为了改变含铅汽油污染环境的状况, 人们早就开始寻找 四乙基铅的替代物, 并已 取得 成果. 日本 于 70 年代 初就 开始生产无铅汽油, 到 1975 年 即实 现了 汽 油无 铅化; 美国 从 1975 年开始生产无铅汽油, 到 1988 年实现 汽油无铅化. 美 国国会还在 1990 年 11 月立法规定: 严禁在美国使用含铅汽 油; 欧洲经济共同体也于 1991 年颁 布了 汽车使 用无 铅汽 油 的规定.到 1994 年, 世界上已有 99 % 的国家 禁止使 用含 铅 汽油了. 可是, 由于种种原因,我国现在还在使用含铅汽油, 但 已在为使用无 铅汽 油 作积 极 准备: 1991 年, 中 国 石油 部 门 颁布了" 无铅车用 汽油" 的 国 家 级标 准; 1992 年, 在 北 京 海淀区的双榆树, 出现了中国第一家挂有绿色标志的无铅汽 油加油站; 继而,中国交通部的高级官员向社会吹风: 中国 力争在 1996 年实现汽油无铅化……室内环境污染
一代英杰拿破仑在滑铁卢战败后, 被囚禁在南大西洋上 的圣赫勒拿岛, 于 1821 年突 发急 病死 去.一 些 病理 学家 考证他死于砷中毒, 因为他的看护医生有" 拿破仑在生命的最 后阶段, 头 发 脱 落, 牙 齿 露 出 了 齿龈, 脸 色 灰 白, 双脚 浮 肿, 心脏剧烈跳动而死去" 的记录, 这种症状完全类似于砷 中毒的症状. 到了本世纪 60 年 代, 传 来了 一个 出 人意料的 消息: 发 现了一络拿破仑的头发 ! 原来, 拿破仑死时, 他的臣仆为了 保存他的遗容, 采用了 石膏制 模的 方法, 即先 把头发 剃去, 用石膏浆复在脸上取得阴模, 再翻成面模.当时, 一名贴身 侍卫为了永久的记念, 虔诚地把拿破仑的一络头发珍藏了起 来.这消息使一些对拿破仑 死因 感兴 趣的 科学 家 大为 振奋: 解开这历史之谜有希望了 ! 因为, 头发里藏有人体全身的秘密.每根头发中约含 2 万多个细胞, 含有多种化学元素, 由 于所含元素的浓 度 高, 因 而 化 验 的 灵 敏 度, 准 确 性均 超 过 血,尿检验.所以, 这些 年来, 简便 准确 的" 毛发 诊断 学" 发展很快.英国科学家史密斯用中子活化分析技术分析了拿破仑的 几根头发后, 断定他死于砷中毒, 因为他头发里砷的含量为 正常人的 13 倍.可是, 致死 的砷 又从 何 而来 呢 ？一 些历 史 学家经过分析后得出的结论是: 来自拿破仑居室的墙纸. 当时, 圣赫勒拿岛拿破 仑居室墙 上粘 贴的 是 绿色 墙纸。 那时的绿色颜料成分里即含有砷的化合物.一般情况下, 这 种砷化物还比较稳定,不至于害人.但在圣赫勒拿岛潮湿的 环境下, 墙纸渐渐受潮发霉, 霉菌将这些砷化合物转化为挥 发性物质弥散在室内, 年复一年,终于使拿破仑因慢性砷中 毒而死亡. 谜底竟是如此残酷: 室内装璜引起的污染导致了一代英 杰之死 !不过, 也许更使人震惊的是, 现代人类受到的室内 环境污染之害, 绝对不会亚于拿破仑时代 ! 1994 年 7 月的一天, 南京一位38 岁的女 工激动 地给 江 苏省中医院血液科送去一面锦旗, 感谢医生给了她第二次生 命.这名女工搬入了新装璜的居室,油漆一新的家具和经过 喷塑处理的墙面, 使她感受到了现代生活的温馨.可是, 一 个月后她即感到头昏乏 力, 随 即全身 皮肤 出现 大量出 血点, 血液检查血色素,血小板,白细胞均降低, 被诊断为" 再生 障碍性贫血" .多方 求治疗 效甚 微, 后来 竟要 靠 每周输血 来 维持生命.幸亏中医院血液科的医师及时找出了病因, 对症 下药, 才使她恢复健康. 该科医师认为, 使这名女工患上血液病的,正是那些曾 经给予她温馨的油漆家具和喷塑墙面.所谓喷塑, 其实是一 种新颖的多彩内墙涂料, 从这点上来说, 它和油漆并没有很大的不同, 都是用高分子树脂原料添加溶剂后制成的.一般 来说, 所用的树脂原料本身并无毒性, 问题是一些溶剂和其 它添加剂毒性颇强.在涂饰到家具和墙体上后, 溶剂及添加 剂慢慢挥发,就会危害人的健康.如喷塑的溶剂二甲苯,油漆的溶剂苯都有毒性, 人如在涂饰不久的居室中生活, 可能 就会慢性中毒.室内环境污染还来自其它一些因素.现代家具大都以胶 合板,纤维板,刨花板等人造板材料制成, 它们会在居室内 放出较为浓厚的甲醛气 味.甲 醛是一 种无 色的 刺 激性气体, 浓度高时 可 引 起恶 心 呕 吐, 气喘, 肺 气 肿, 还 能 诱 发 皮 肤 癌.化纤地毯,地板革,塑料贴面板等材料,也会释放出甲 醛的怪味.一般认为, 在充 斥新 式家 具的 现代 装 璜住 宅内, 甲醛是家庭最广泛的污染物. 现在,为了消灭蚊蝇,臭虫,蟑螂等害虫, 很多家庭都 备有杀虫剂.近来使用较多的是喷雾杀虫剂, 多为筒装, 带 喷嘴,使用时只要将喷头轻轻一按, 就可喷出气雾, 非常方 便.这类杀虫剂的化学结构类似除虫菊素, 称为拟除虫菊酯 类杀虫剂, 如溴氰菊 酯即 敌杀 死, 杀灭 菊酯 即 速灭 杀 酊,氯氰菊酯等都 属于这 一类.此 类杀 虫剂 对 昆虫 毒性 较 高,而对人毒性较低, 但并非绝对无毒.这类杀虫剂多难溶 于水, 易溶于丙酮,甲苯 等有 机溶 剂, 也 往往 有 一定 毒性.筒内装入的低沸点气雾载体, 如氟利昂等, 毒性也是不容忽 视的. 美国科学家在 80 年 代末 的一 项调 查 报告 中, 揭 示了室 内有毒物质污染比室外严重, 有的甚至高达 100 倍.我国有 关部门在 1994 年进行 的一次 调查 中也 发 现, 我 国城市室 内 空气的污染程度较室外严重 56 倍.氡气的危害
"白血病 ! 面对 4 位大学生同样的诊断结论, 某大学的 " 系主任惊呆了.更使他吃惊的是: 4 位学生 住的竟是 同一 宿 舍 !系主任感到此事有 点蹊跷, 便请 来一 些医 学 化学 专家, 到宿舍里勘查. 宿舍管理员被找来了, 一问才得知, 原来这幢宿舍楼已使用很多年了.这间宿舍位于底层, 紧靠厕所.由于厕所的 下水道长期泄漏, 宿舍的水泥地坪及靠厕所的那堵墙, 被弄得污迹斑斑,臭不可闻.为此, 在一年半前的暑假中, 学校 对这间宿舍及厕所进行了大修, 修好了下水道, 重砌了宿舍 与厕所之间的隔墙,重铺了水泥地坪. "看来, 毛病就出在这里. 专家略有所悟, 因为这些学 " 生正是一年半前入学的, 一入学就住到了这间刚修好的宿舍中, 专家们凿下一些砖 块,水 泥回 去化 验, 终 于 真相 大白: 重修中使用的这些建筑材料中含有放射性物质, 它们会释放出氡气, 导致人体发生恶性病变.大学生们正是遭到氡这个 无形" 杀手" 的谋杀才致病的.专家们对氡并不陌生, 正是人们在对放射性物质的研究 中发现了它.可以说, 从发现那一天起, 人们就对氡抱有戒 心了. 1899 年初,英国 科 学 家卢 瑟 福和 他 的合 作 者 欧文 斯 在 研究钍化合物的放射性.一次, 欧文斯偶然将实验室的门打 开,正巧有一阵风吹过, 实验人员注意到钍制品的辐射强度 突然下降.最初, 他们忽略了这件事.但后来多次类似的情 况使他们注意到,稍有空气流动就会消失钍的一大部分放射性.卢瑟福和欧文斯据此确定钍不断放出一种气态的放射性 物质, 他们称它为钍射气. 1900 年,居里 夫 妇在 研 究镭 化 合物 的 时 候, 也 发 现 镭 的化合物放置在空气中 后, 空 气本身 也变 成具 放 射性 的了.同年, 德国的道 恩和 德 比 纳 也 从镭 中 发 现 有 放射 性 气 体 放 出.他们将之 称 为镭 射 气.1903 年, 德比纳 又 从 锕中 发 现 了锕射气. 1908 年, 英国科 学 家 拉姆 赛 确定 这 些射 气 本 身是 一 种 新元素,和已经发现 的 一 些 惰 性 气 体 一 样, 是 一 种 惰 性 气 体.于是, 元素周 期 表 中增 加 了一 位 新 的成员— —88 号 元 — 素氡.氡是放射性元素铀,镭等蜕变的产物,它的发现是科学 史上的一个重大事件.因为这不仅是发现了一种新元素, 还 发现了自然界中一种元素能够转变为另一种元素.这给科学家提供了用人 工方 法 把一 种 元 素变 成 另 一 种 元素 的 可 靠 依 据. 虽说氡的发现意义重大,但它于人类健康却有害.因为 氡能经过衰变而变为钋, 接着钋又衰变为铋和铅粒子.当人 们吸入过量氡气后,氡在衰变中产生的铅和铋粒子便会积蓄 在人体支气管和肺气管壁上, 损害人的细胞, 诱发细胞的癌 变.在较发达的国家,氡气是仅次于吸烟的导致肺癌发病的 因素.由氡导致的环境事件在我国也是有披露的.杭州湾的一个山村陆家浜, 年近花甲 的赵 老汉建 造了 两上 两 下的 新房.可住进去没多少日子, 先是 80 多岁 的老 母被 肺 癌夺 去了生 命, 继而一直身体硬朗的老伴卧床不起, 最后赵老汉也病倒 了.一些迷信的人认为 这是 一幢" 鬼屋" 但 赵 老汉 烧香 拜 ,佛也无济于事. 后来 有 一 支 勘 测队 借 赵 老 汉 的房 子 堆 放 仪 器, 意外发现这幢房子 氡含 量严 重超标, 这才揭开 "鬼 屋" 之谜.有人认为,我国目前的科学普及水平比较低, 如细细探 查的话, 也许很多莫名其妙的死亡和致病事件, 都可以从氡 那里找到答案的. 还要说明的是,能产 生氡 的, 不 仅仅 是有 些 建筑 材料, 地壳中含有放射性元素的岩石总是不断向四周扩散出在它里 面所形成的一部分氡气,使地下水中总是多多少少含有一些 氡气.强烈地震前, 地应力活动加强, 氡气运移增强, 含量也会发生异常变化.如果地下含水层在应力的作用下发生形 变, 就会加速地下水的运动, 增强氡气的扩散作用, 引起氡气含量的增加.所以测定地下水中氡气含量的变化是一种重 要的地震监测方法. 氡气进入室内还有其它的途径.氡在岩石中产生后, 有一部分会通过岩层中裂缝, 升向地表, 渗入土壤.会从房屋 的地基隔层或地板缝隙进入室内, 也可通过地下管道进入室内.由于来不及稀释和衰变, 氡气在室内聚集, 浓度增高就 会成为" 杀手" .美 国前环 境局 长托马 斯 说, 美 国家 庭住 所 的氡气浓度达到危害边缘的有几百万户.而人类目前所接受 到的放射性污染中, 约有54 % 来自氡.防毒卫士" 活性炭"
在俄国科学家泽林斯基的故居, 有一个防毒面具, 令人 感到惊奇的是在这个防毒面具上挂着一枚金质勋章.说起它的来历还得从第一次世界大战说起. 1915 年春 天, 处 在 第 一 次 世 界 大 战 的 欧 洲 西 部 战 场,正当德国军队同英法联军在比利沸兰德地区大战的时候, 德 军为了打破战场上的僵 局, 突 然于 4 月 22 日 向 英法 联军 的阵地施放了 180 号毒气— —氯气.浓厚的刺激性黄绿色气体 — 导致英法联军 5000 人死亡, 15000 人中毒. 科学家在战场调查中发现, 当毒气袭来的时候,有一只 猪也在现场.开始, 毒气把它熏得难以忍受, 于是它就拼命 地用嘴巴拱土, 然后把大嘴巴埋在松软的泥土里.出乎意料 的是,这只猪居然成了这场毒气战中的幸存者 ! 这件事引起 了科学家的很大兴趣.经初步研究, 发现在猪将嘴巴埋在泥 土里时, 土壤颗粒把 空气 中 的 毒 气 阻 拦 并 吸 附 了. 这 就 是 说, 松软的泥土起了过滤毒气的作用, 猪吸入体内的空气是 无毒气体了.于是,科 学 家 设 计 了 一 种 最 原 始 的 防 毒 面 具 — —装有泥土小颗粒的口罩.后来, 又根据碳酸钠和硫代硫 —酸钠能与氯气反应的原理: N a2 S2 O3 + 4C1 2 + 5 H 2 O Na2 SO4 + H 2 SO4 + 8HCl研制了浸过这两种物质溶液的棉布防毒口罩.但效果并 不理想, 一是棉布口罩吸附性不大, 二是充其量只能防御氯 气而无法对付其它有毒气体.俄国派往前线的是著名的化学家泽林斯基教授.泽林斯基经过认真的分析, 认 为: 棉花 和泥 土有 吸收 气 体的 能力,是因为暴露在固体表面的分子只受到内层及左右两旁分子的 吸引, 而吸引力没有完全抵消掉, 还有剩余吸引力可以吸引来到它近旁的气体分子.固体表面存有的剩余吸引力对任何 气体都能够发生吸附作用.气体的分子量越大, 固体表面分 子对它的吸引力也越大,也就是越容易吸附.因为各种毒气 的分子量都是比较大的.所以, 棉花和泥土对各种毒气均有 相当的吸附作用.于是, 泽林斯基得出结论: 完全用不着为每一种毒气去 找它们的防御品, 因为固体表面的分子对任何一种毒气都有 吸附作用, 只要选择一种比棉 花或泥 土有 更大 的 固体 表面, 也就是有更大的吸附气体能力的物质, 就能够应付所有的毒 气了. 经过实验,泽林斯基选择了一般的木炭做吸附剂.早在 1785 年, 就有人 发现 木 炭 具有 吸 附气 体 的奇 妙 作用, 只 是没有人利用木炭的特长去发挥作用罢了.泽木斯基的实验证 明, 木炭本身不仅能吸 附气体, 而且 因为 它有 多 孔的 结构,还能使新鲜空气畅通无阻. 泽林斯基为了加强木炭吸附化学物质的能力, 经过不断 的研究, 终于在 1917 年 得到 了一 种 特殊的物 质— —"活 性 — 炭" . "活性炭" 是坚强 的防毒 卫士, 它能 把有 毒 的气 体截 获 住,只让氧气和其它无害气体通过.活性炭是用木材,硬果 壳 例如核桃壳或兽骨干馏制成的.干馏就是在隔绝空气条件下进行加热处理.经过干馏, 木材中的纤维素,木质素 都变成了炭;同时水分及许多挥发性的物质不断逸出, 在炭 中留下了无数的 孔 隙, 还 要 将干 馏 制成 的 炭在 800 ～ 900 的高温蒸汽下进行处理, 以清除这些堵塞物.这样制成的活 性炭, 具有质轻,疏松,多孔的特点.每一克就有几百平方 米的表面积,因为吸附气体能力特别强, 防毒效果更好了. 泽林斯基在一位俄国工程师的协助下, 又设计成功了防毒面具.这就是在一个面罩前安有一短粗的罐子, 恰好罩在 鼻子上.罐子里装有" 活性炭" .当 袭来 的毒 气 通过 活性 炭 时,毒气被滤掉.新鲜空气充分供应. 当防毒面具送往前线之后, 经过实践考验, 得到了肯定 和称赞,它曾在第二次世界大战中拯救了成千上万个士兵的 生命, 无怪乎人们要为防毒面具挂上军功章."活性炭" 在日常 生活中 和科 学技 术 上也 大放 异彩. 当 你因饮食太多或受冷引起腹泻,腹痛时, 医生常会给你服用 一些药用炭 活性炭 .药 用炭 能吸附 肠 内的 杂物, 减少 这 些杂物对肠粘膜的刺激, 起到止痛,止泻的作用. 在制糖工厂里,活性炭也是一个重要的角色.不过, 在 这儿它是一种脱色剂.颜色呈暗红 色含糖 96 % 左右的 粗糖,经过活性炭脱色以及真空浓缩,结晶等加工, 就制成了白得 耀眼的含蔗糖 99 . 7 % 以上的精糖— —高级白糖.还值得一提的是, 宇宙飞船在宇宙空间航行时, 须有一 套单独的生态系统, 其中空气是补充适量的氧气后循环使用 的,宇宙航行员呼出的气体, 必须经过化学物质吸收二氧化碳, 并经过活性炭吸收, 除去臭味及其它物质, 然后才能补 充氧气,循环使用.装在活 性炭 中的 化学 物质 是 过氧 化钠, 其中氧气的来源是通过如下反应实现的: 2 Na2 O2 + 2CO2 2Na2 CO3 + O2 ↑看到此处说明本文对你还是有帮助的，关于“转载化学趣味故事锦集——生活中的化学1”留言是大家的经验之谈相信也会对你有益，推荐继续阅读下面的相关内容，与本文相关度极高！
