咏石灰》 于谦 千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。
粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间。 同学们!见过这首诗吗?如果见过,你又知道其中蕴涵的化学知识吗?也许你知道,也许你不知道。没关系,看了下文,你就会明白! 一、 开启化学之门 我们周围的世界,是一个物质的世界。这些物质,无时无刻不在变化:巨大的岩石逐渐风化变成泥土和沙砾;由于地壳变动而埋没在地下深处的古代树木变成了煤;铁器在潮湿的空气里逐渐生锈;等等。 人类为了生活和生产,在长期跟自然作斗争的过程里,积累了许多有关物质变化的知识。从而逐渐认识到,自然界里一切物质变化的发生都有一定的原因和条件。掌握了物质变化的原因和条件,就能进一步控制物质变化的发生,以达到利用自然和改造自然的目的。 化学就是一门物质性质和物质变化规律的基础自然学科,它研究物质发生变化的原因和条件,以及随着变化发生的各种现象(例如发光、放热、发生气体等)。 二、 进入化学之门 我国社会主义现代化建设的发展和能源消费的增长密切相关。常规性能源主要为化石燃料的煤、石油、天然气等,提高这些能源的有效利用率,在进行这些技术的革新中,离不开化学知识,离不开化学工作者的努力。在开发新能源中,化学同样发挥着巨大的 优势,如核能和太阳能发电装置都离不开特殊材料的研制。 1. 实用的新能源——电池 铝-空气-海水为能源的新型电池是我国首创的,可用作水标志灯已研制成功。还有 特种电池,如太阳能电池就是利用晶体硅和非晶体硅为材料制成的一种将太阳能转化为电能的装置。这种电池的前景最为广阔,因为它没有污染,据预测到21世纪中期全世界的电力总耗量的20%~30%将由太阳能电池提供。主要用于航天领域的氢氧燃烧电池是一种高效低污染的新型电池。它的电极材料一般为活化电极,具有很强的催化活性,如铂电极、活性碳电极等,电解质溶液一般为40%的KOH溶液。电极反应如下 负极: H2====2H 2H+2OH¯—2e=2H2O 正极:O2+2H2O+4e ===== 4OH¯ 电池总反应:2H2+O2 2H2O 电子手表之所以能昼夜走动,袖珍电子计算机的液晶显示器显示数字等都靠的是微型电池。电子手表用的是银锌电池,化学反应方程式为:Ag2O+2Zn ===== Ag + 2ZnO,银-锌电池安装在电子手表中可以使用长达两年之久。1958年第一个心脏起搏器在瑞典植入成功,植入人体内,使用寿命长达10年之久。这种能源起搏器的安装寿命最长、可靠性最高的是锂-碘电池。这是多么神奇呀! 2.未来的能源——水中取“火” 目前世界各国都在探索新能源,如太阳能、潮汐能、地热、氢燃料和核能等,其中氢气是一种最有发展前途的新燃料,而氢气来自取之不尽,用之不竭的水。H2O ==== H2↑+O2↑,可用光化学法、生物方法或太阳能直接将海水转变为氢气。一旦水真正成为制氢的原料,人类又获得一种经久的能源。随着科技的发展,能提取的水将成为人类广泛使用的一种廉价能源,汽车、轮船、飞机和各种动力设备都将用氢气作燃料。更有意义的是氢气燃料又与氧气化合成水,如此循环不息,使氢气成为人类永不枯竭的能源。 三.化学之门处处开 1. 衣 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: CH2====CH—CH3 + NH3 +3/2O2 磷钼酸铵 400~500°C CH2====CH—CN +3H2O 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。 2 食 炸油条时,向面团里常加入纯碱和明矾,这是为什么呢?其实发明油条的 人可能并不懂得化学,但是他不自觉地利用了三个化学原理,才得到受人喜欢的油条。纯碱(NaHCO3)和氢氧化钠(NaOH),这就是做油条的第一个反应: Na2CO3+H2O ==== NaHCO3+NaOH。第二个反应是生成的碳酸氢钠受热分解成碳酸钠、水和二氧气化碳:2NaHCO3=====Na2CO3+H2O+CO2↑两个反应结果使面团里形成了许多充满二氧化碳的微小气室,气体受热会发生膨胀,所以在炸油条时,油条迅速膨胀起来。但上面两个反应结果会产生较多的氢氧化钠,因氢氧化钠是强碱,那是不能吃的,巧在发明油条的知道用明矾,来中和氢氧化钠的碱性。反应产生的氢氧化铝呈胶体形式存在,有利于包裹二氧化碳气体和使面团具有较大限度的伸胀性。氢氧化铝是胃舒平的主要成分,它能中和胃中产生过多的胃酸(盐酸),保护胃壁黏膜,因此患有胃病的人,常吃油条有好处。不但营养价值高,而且舒坦了自己的胃。 3 住 聚氯乙烯(PVC),你知道它的作用吗?它就是家居中广泛应用的墙壁装饰材料墙纸的化学原料,把它用刮刀均匀地涂在底纸,再经过一定的工序后,印刷和沟底轧花而成。我们用的肥皂盒、梳子、拖鞋、凉鞋、床单、水桶等都是由聚氯乙烯制成的,有的比丝绸还要柔软,有的比钢铁还要坚硬。在这些材料的制作中掺入不同量和质的添加剂,以至塑料制品达到人们的预计要求。 好了,就说到这儿吧,于谦的那一首诗所蕴涵的化学知识就请同学们自己去想吧,读书百遍,其意自见嘛!上面所讲的一些都是日常生活中常见到的,这是微乎其微的,如果想了解更多的化学知识,那就到生活中去看、去听、去感受吧。二氧化碳的“功”与“过”
随着现代工业的发展,从工厂和汽车等排放出来的二氧化碳日益增多.这是目前地球上出现温室效应的最主要原因.因此,二氧化碳常被人看作是“废物”,甚至当作危险的“敌人”.其实二氧化碳对人类和其它生物作出了重大贡献.
二氧化碳是绿色植物光合作用、生长必须的营养物质.叶子中的叶绿素在日光照射下都能完成一个很奇妙的变化,把叶子吸收的二氧化和根部输送来的水分转变为糖、淀粉以及氧气(光合作用),6CO2+6H2O → C6H12O6+6O2.实验证明,空气中二氧化碳浓度增大可以使农作物增产,因此二氧化碳有“气肥”之称.
二氧化碳可以贮藏粮食、水果、蔬菜.用二氧化碳贮藏的食品由于缺氧和二氧化碳本身的抑制作用,可有效地防止食品中细菌、霉菌、虫子生长,避免变质和有害健康的过氧化物产生,并能保鲜和维持食品原有的风味和营养成分.二氧化碳不会造成谷物中药物残留和大气污染.
固态二氧化碳俗称干冰.它除了常被用于肉类等食物的冷冻保鲜还用于人工降雨.当空气中含有大量水蒸气,却因缺少凝结核心而未能凝成雨滴时,用飞机将干冰撒向空中,由于干冰迅速气化吸热,四周气温骤降结出许多小冰晶,水蒸气就能凝成水滴而下雨.
二氧化碳密度比空气大,不能燃烧也不能支持燃烧,可用于灭火.但有些活动性强的金属,例如镁条,点燃后放入二氧化碳里能够继续燃烧:2Mg+CO2→2MgO+C 因此,我们通常所说的二氧化碳不能支持燃烧是有条件的.
无色、无臭的气体二氧化碳有个怪脾气,如果它在空气中的浓度超过5%,就会刺激人的呼吸中枢神经,使呼吸量增加两倍,并且有不舒服的感觉.一旦吸入高浓度 CO2,部分人可先感头昏、心悸、迅速出现语妄、掠厥、昏迷,若不及时脱离现场抢救,可发生脑水肿、肺水肿,并因呼吸循环衰竭而死亡.在岩洞、枯井、地窖中可能聚集着二氧化碳,人若误入其中则窒息死亡.为此,人们下到深井之前要进行明火试验,因二氧化碳不支持燃烧,明火若熄灭就表明可能有二氧化碳气体.
近几十年来,由于人类消耗的能源急剧增加,森林遭到破坏,大气中CO2的含量不断上升.CO2就像温室的玻璃一样,并不影响太阳对地球表面的辐射,但却能阻碍由地面反射回高空的红外辐射,这就像给地球罩上了一层保温膜,使地球表面气温增高,产生“温室效应”.能产生“温室效应”的气体除CO2外,还有臭氧(O3)、CH4、氟氯代烷(该类化合物包括20多种,其中主要有CCl3F、CCl2F2)等.全球变暖会对人类生活带来很大影响.地球温度上升,将导致寒带和两极的冰川大量融化,海平面因而会上升,从而淹没地势较低的沿海城市及河流三角洲;气温上升会使干旱的热带地区更加干旱,并使土地沙漠化的进程加快,自然灾害的进程加快,自然灾害也越来越频繁,甚至会导致许多物种的加速灭绝.
为了保护人类赖以生存的地球,人类应共同防止温室效应进一步增强.我们可以采取以下措施:节约能源、减少使用煤、石油、天然气等化石燃料;更多地利用太阳能、风能、地热等;限制并逐步停止氟氯代烷的生产和使用;大力植树造林,严禁乱砍滥伐森林等.
我心中的化学
化学是什么呢?或许在某些人心中,化学是一种罪恶的象征,也许在另一些人心中,化学只不过是一门学科,毫无意义,当然,在一部分人心里,化学却是一种能化腐朽为神奇的学科,它能让垃圾变成珍宝,能让丑陋变为美丽,她无所不能又无所不在,它便是天使。
至于为什么他们会有这样的想法,我是这么理解的,之所以认为化学是恶魔,可能是由于童年时所看到的化学阴暗面有所关联,这时候就在不知不觉中,产生了对化学作为一门很正常的科学学科的恐惧,常把她与邪恶的巫师挂上了钩,认为化学就是一种见不得光的阴谋,而并不能用合理的解释,恐惧之感就油然而生。
诚然,化学却实有它不利的一面,这我并不否认,例如,我们在使用含硫的煤作为燃料时,会产生酸雾,腐蚀大地,威胁生物的生命以及健康,再比如说一些生活洗涤剂若是作为一种自杀的工具,就失去了它原有美好的光环了,原来亲切可人的外表在刹那之间就变得多么陌生与丑陋,散发着恶臭,那不是我们所愿意看到的,这也同样无可厚非。
既然这样难道化学就那么一无是处吗?我想不是的,不妨换个角度来看待,(问题常常是这样“好峰随处改,幽径独行迷”,换种心情地狱就是天堂),由于人类社会在发展化学的过程中,在一定的特殊历史时期一味追求经济效益而带来的工业污染,虽然是化学带来的危害,但是为了解决这一污染,只有掌握了化学知识,才能利用化学来解决这一难题,因此不能太过于片面地看待化学。
我们不妨把目光放得更远一些,国家要发展国防来保证我们的安全,也需要化学。与我们最接近的生活,馒头之类的制作时,我们就需要借助于化学,我想我们现在清洗各种事物,应该是离不开这些洗涤剂了吧?假如没有化学,我们的生活会变成什么样子呢?我不敢想象,那该是怎么样的原始呀。
我们中国从战国以来就是化学水平就处于遥遥领先的地步,如果我们要想无愧得说出我们是炎黄子孙的时候,请想一想我们的祖先为我们留下的丰富化学遗产,我们是否继承了下来呢?不要忘记了,我们至今还没有获得一块诺贝尔奖啊!这是历史给予我们的使命。
这便是我对化学得理解了。
写某些方面以前做了哪些内容,现在有什么不同,这种不同可以带来什么好的结果