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第2章 化学的基础知识

化学是一门与人类生活息息相关的学科,有着非常严谨的知识结构。

你知道自己每天吸入和呼出的是什么吗?

你知道什么是元素周期表吗?

你知道煤气中毒是怎么回事吗?

你知道……

今天,带你了解化学的基础知识,从人们的呼吸开始。

自由呼吸——氧气是什么

奇奇看到电视新闻上说,十多名游客在西藏旅游的时候被困,并因为携带的氧气不足而导致休克。

奇奇好奇地问:“妈妈,休克是什么意思?”

妈妈回答说:“休克是指有效血循环量不足,造成组织与器官血液灌注不足,进而导致组织缺氧、坏死。如果不及时抢救,将会导致死亡。”

奇奇继续问:“氧气是什么?”

氧气是空气的组成部分之一,是一种无色、无臭、无味的气体,化学符号为O2。氧气比空气重,在标准状况下密度为1.429克/升,能溶于水,但溶解度很小。一个人,不吃东西能够生存一周左右的时间;不喝水能够存活3天左右;但如果不呼吸,只能够生存几分钟。

在日常生活中,很多人都喜欢呼吸新鲜的空气,那是因为新鲜的空气中富含氧,而氧气则为人们的生命提供了最基本的保障。

人们摄入蛋白质、脂肪及糖三大类营养物质后,需要通过氧化作用才能产生和释放出化学能,而把生成的化学能充分转化为人体所需要的能量,并把能量存储起来,人体才能正常进行新陈代谢。

如果缺氧,就会引起能量的供应不足,进而影响人体细胞内外电解质的平衡和人体内部酸碱度的平衡,通常表现为憋气、胸闷、心悸、眩晕等症状。持续的慢性缺氧会导致心脏体积增大,心肌增厚,造成心肌供血不足,容易发生心力衰竭。同时,缺氧还会使肺血管收缩,进而引起肺心病。

前面所讲的那些旅游者休克就是因为缺氧,在西藏海拔几千米的地方,氧气稀薄,一般人到达那里之后会因为呼吸困难而休克,因此需要特别的吸氧装备。

缺氧的持续时间与缺氧后果的严重程度有很大的关系,因此在缺氧时及时补充氧气可以大大减少对器官组织的损伤,机体可迅速恢复;如果缺氧长时间得不到改善,将对缺氧敏感细胞难以恢复,并且会使其他机体和器官产生病变。

如果没有氧气,人体的代谢活动就会马上停止,细胞会因得不到营养而很快就会死亡,各个器官也会因得不到营养而快速衰竭。

在冶炼工业、化学工业、国防工业等方面,氧气的作用同样是不可或缺的。

在冶炼工业方面,如果没有高纯度的氧气,就无法生产钢。在有色金属冶炼中,借助氧气可以缩短冶炼时间,进而提高产量。在化学工业方面,氧气主要用于原料的氧化,如重油的高温裂化,以及煤粉的气化等。在国防工业方面,液氧是现代火箭最好的助燃剂。

科学小链接:

人类呼吸的氧气主要来源于绿色植物的光合作用。绿色植物通过叶绿体来利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气。因此,人类要保护植物,保护赖以生存的自然环境。

地球上的氧气会用完吗

知道了氧气的重要性之后,奇奇每次呼吸都非常小心。

妈妈不解地问:“奇奇,你怎么了?为什么呼吸的时候显得那么小心?”

奇奇说:“妈妈,我得少呼吸一些氧气,不然氧气用完了,人就无法生存了。”

妈妈听完之后,便哈哈大笑起来。奇奇非常不解地问:“妈妈,你笑什么啊?”

妈妈回答说:“傻孩子,氧气是不会用完的。”

前文已经说过,氧气是地球上所有生物生存的最基本的物质,维持着各种生物的生存。在地球周围,环绕着1000千米厚的大气层。大气层的组成按体积比例计算,氮气约占大气总量的78%,是大气的主要成分;氧气约占21%;二氧化碳、氩气、臭氧、水蒸气以及其他气体仅占大气很小的一部分,约为1%。

大气中的氧气是地球上一切生物生存的根本。每个人平均每小时消耗8升氧气,相当于40升空气;石油、煤在燃烧时也要消耗大量的氧气;工业生产中,如炼钢、焊接、切割金属等都需要消耗氧气。

于是,这就产生了一个问题:地球上的氧气会用完吗?

科学家们曾在地中海沿岸的遗址挖掘出了一个密闭的大坛子。根据相关的文献记载,科学家们估计这个坛子是维苏威火山在1000多年前爆发时,被灰尘掩埋的。

后来,科学家们从坛中抽出空气进行分析,发现1000多年前空气中的氧气含量与现在基本相同。

为什么空气中的氧气含量没有改变呢?原来,地球上除了吸收氧气,产生二氧化碳的转化过程以外,还存在着消耗二氧化碳,生成氧气的转化过程。因此,人类呼吸和工业生产所消耗的氧气是可以再生的。

在地球上,绿色植物通过光合作用,吸收大气中的二氧化碳以及土壤中的水分和无机矿物养料,释放出氧气。

所以,每当新的一天,太阳从东方升起,灿烂夺目的阳光照射在绿色植物的叶子上时,这种光合作用也就开始了,并且周而复始,不断提供新鲜氧气。

虽然自然界中有光合作用的存在,但是科学家们发现,由于现代科技的快速发展,对氧气的消耗量也前所未有地增加,同时植被被破坏的情况日益严重,从而导致空气中的氧气含量开始下降。因此,人类应该加强危机意识,保护地球表面的绿色植被,并减少对大气的污染。

科学小链接:

一棵树一天能“生产”约5千克的氧气,可供3个人一天呼吸氧气的量。因此,只要地球上的每个人多种一棵树,就可以解决氧气含量下降的问题。

元素的符号由来

奇奇和妈妈在超市里购物,奇奇拿起一瓶饮料,发现上面有个很奇特的符号——H2O。

奇奇问:“妈妈,H2O是什么?”

妈妈正在挑选化妆品,随口说道:“水!”

奇奇觉得很奇怪,问:“水为什么是H2O呢?”

妈妈回答说:“这是水的分子式。”

学习过化学的人都知道符号,比如“H2O”是水的分子式,表示一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子组成的,其中的“H”是氢元素的化学元素符号,“O”是氧元素的化学元素符号。

那么,为什么H、O分别能代表氢和氧两种元素呢?

自从化学被作为一门独立的科学出现之后,当时各国并没有统一的化学元素符号。比如,在欧洲,化学元素的符号往往等同于行星的符号;在美洲,化学元素的符号则和当地的一些文字通用。由于化学元素符号没有统一的规定,因此严重阻碍了化学的研究和发展。

19世纪,化学史上标志性的人物道尔顿用各式各样的圆圈来代表各种化学元素。这些化学元素符号较以前有了不小的进步,简单、整齐多了,但写起来仍很麻烦,故未能有效的推广。

后来,随着化学的发展,世界各地的化学家联系日益密切,为了方便学术交流,瑞典化学家贝采乌斯在1913年提议,用化学元素的拉丁文名称最开头的字母作为这种元素的化学符号。比如,氧的拉丁文名称为“Oxygen”,其化学元素符号简记为“O”;氢的拉丁文名称为“Hytrogen”,其化学元素符号简记为“H”;碳的拉丁文名称为“Carbon”,其化学元素符号简记为“C”;硫的拉丁文名称为“Sulfur”,其化学元素符号简记为“S”。如果有两种化学元素拉丁文名称开头字母相同,则将第二个字母也写出来,并且改用小写。比如,铜的拉丁文名称为“Cuprum”,其化学元素符号简记为“Cu”。

化学元素的符号是根据元素的名称来确定的,而化学元素的名称则是根据发现者给它命名,然后由国际组织给予认证,因此化学元素的名称均含有一定意义。比如,“铕”、“镅”、“锗”来自于地名;“锿”是为了纪念爱因斯坦;“钔”则是为了纪念门捷列夫。

总而言之,由于化学元素被发现的时代不同,发现者的意愿不同,因此被赋予的含义也各不相同。简单地说,就像大家的名字一样,只是一个代号。

科学小链接:

元素符号在化学研究中的应用非常广泛。比如,借助元素符号,就可以将很多化学反应直观地展现在大家的面前。

二氧化碳——温室效应的缔造者

奇奇在电视新闻上看到关于温室效应的报道,他便好奇地问:“爸爸,温室效应是什么?”

爸爸回答说:“温室效应是大气保温效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面,但地球表面向外放出的长波辐射却被大气吸收,这样就可以使地表与低层大气温度增高。由于这一自然现象类似于栽培农作物的温室,因此叫温室效应。”

奇奇接着问:“被大气吸收?”

爸爸回答说:“对!大气中的二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多会导致太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散,并对红外线进行反射,其结果是地球表面的温度上升。因此,二氧化碳气体也被称为温室气体。”

二氧化碳气体是空气的重要组成部分,其分子式为CO2,常温下是一种无色无味的气体,密度比空气略大,能溶于水而生成碳酸。

二氧化碳气体的增多主要是由于现代化工业社会过多使用煤炭、石油及天然气这三种燃料。这些燃料在燃烧后会放出大量的二氧化碳气体进入大气,从而增加大气中的二氧化碳气体含量。

二氧化碳气体在大气中的含量上升,会加剧温室效应增加,而由此导致的后果是非常严重的。

据科学家研究,如果二氧化碳气体在大气中的含量比现在增加一倍,那么全球气温将升高3~5℃,两极地区可能升高10℃,气候将明显变暖。气温升高,全球气候将发生改变,将导致某些地区雨量增加,而某些地区则会出现干旱;同时,还会使飓风力量增强,出现频率也将提高,自然灾害加剧。更令人担忧的是,由于气温升高,将使两极地区冰川融化,海平面升高,许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临海水上涨的威胁,甚至被海水吞没。

温室效应给人类带来的较大灾难莫过于20世纪60年代末,非洲撒哈拉沙漠南部牧区曾发生持续6年的干旱。由于缺少粮食和牧草,大量牲畜被宰杀,饥饿致死者超过150万人。

因此,人类必须有效地控制二氧化碳气体的排放,科学使用燃料,并且加强植树造林,以防止温室效应给全球气候带来的巨大灾难。那么人类应该如何有效降低大气中二氧化碳气体的含量呢?

科学家们研究发现,植树造林是有效控制二氧化碳气体增多的最有效方法。据推算,一棵阔叶树一天可以吸收33千克的二氧化碳气体,而一公顷的阔叶林一天可以吸收1000千克的二氧化碳气体。

为了大家赖以生存的大自然,请保护植被。

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干冰是二氧化碳的固态存在形态,可以用作人工降雨。放在空气中的干冰能迅速吸收大量的热,使周围的温度快速降低,并使水蒸气液化成小水滴,从而达到降雨的目的。

大气中最轻的气体——氢气

在公园里游玩的时候,爸爸给奇奇买了一只氢气球,并告诉奇奇不要松手。但是,在看到有人玩过山车的时候,奇奇一时高兴,忘记了手中的气球。奇奇撒手之后,气球便飘上了天空。

奇奇问:“爸爸,气球为什么会自己飞走了啊?”

爸爸回答说:“这是因为气球里面的氢气比空气轻,所以它就会往天上飘。”

气球为什么能飘起来呢?这是因为气球里面装的是氢气。

氢气是世界上已知的密度最小的气体,氢气的化学符号为H2。在通常状况下,氢气是没有颜色、没有气味的气体,密度小于空气,只有空气密度的1/14。因此,充满氢气的气球,往往过一夜就飞不起来了。这是因为氢气能钻过橡胶上人眼看不见的小细孔,溜之大吉。不仅如此,在高温、高压条件下,氢气甚至可以穿过很厚的钢板。

在标准大气压下,温度达到—252.87℃时,氢气可转变成无色的液体;—259.1℃时,氢气则会变成雪状固体。常温环境中,氢气的性质很稳定,不容易跟其他物质发生化学反应。但当条件改变时,如点燃、加热的情况时,就不同了。

在点燃或加热的条件下,氢气很容易和多种物质发生化学反应。纯净的氢气在点燃时,可安静燃烧,发出淡蓝色火焰,放出热量,有水生成。若在火焰上罩一干冷的烧杯,可以在烧杯壁上见到水珠。

氢在工业中用途非常广泛,是最重要的工业气体和特种气体,在石油化工、电子科技、金属冶炼、食品加工、航空航天等方面有着广泛的应用。比如,在航空航天领域,液氢多作为火箭的燃料。

另外,氢也是一种理想的二次能源。二次能源是指必须由一种初级能源(如太阳能、煤炭等)来转化的能源。在一般情况下,氢与氧非常容易发生反应,氢的这种性质使其成为天然的还原剂,应用于防止出现氧化的工业生产中。

与此同时,在玻璃制造过程、高温加工过程以及电子芯片的制造过程中,在氮气保护的情况下,加入氢气,可以更好地去除残留的氧气。

在石油化工中,需加氢通过去硫和氢化裂解来提炼原油。氢的另一个重要的用途是对人造黄油、食用油、洗发精、润滑剂、家庭清洁剂及其他产品中的脂肪氢化。

然而,和氮气一样,氢气在利用过程中,也存在弊端。因为氢气特殊的物理性质和化学性质,它是一种易燃易爆的气体,和氟、氯、氧、一氧化碳以及空气混合均有爆炸的危险。

其中,氢与氟的混合物在低温和黑暗环境就能发生爆炸;氢与氯的混合比为1∶1时,在光照下也可爆炸。由于氢气无色无味,燃烧时火焰是透明的,不容易被发现,因此在使用氢气时,要格外谨慎。

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氢气虽然没有毒性,但若空气中氢气含量增高,人吸入的氢气过多,将会导致缺氧性窒息。另外,一些常用的液氢燃料,如果外泄并突然大面积蒸发,会造成局部环境缺氧,使人呼吸困难,并有可能和空气一起形成可爆炸的混合物,从而引发爆炸事故。

什么是元素周期表

妈妈给奇奇买了一本字典,奇奇非常高兴,爱不释手,不时翻来翻去地看。当奇奇翻到最后一页的时候,他发现了一个非常奇怪的表格,并且这个表格还有一个非常奇怪的名字——元素周期表。

奇奇问:“妈妈,字典里的最后一页怎么会有元素周期表?元素周期表是做什么用的啊?”

妈妈告诉奇奇,说:“元素周期表简称周期表,是元素周期律用表格表达的具体形式,它反映各元素的原子内部结构和它们之间相互联系的规律。”

不管是词典、字典,还是高中化学课本,最后一页都会有一张元素周期表。如果书本是彩色的话,还能够看到用不同的颜色标注的元素周期表。元素周期表有很多种表达形式。目前,最常用的是维尔纳长式周期表,其表格包括7个周期、16个族及4个区。元素在周期表中的位置能反映该元素的原子结构;周期表中同一横列元素构成一个周期;同周期元素原子的电子层数等于该周期的序数;根据元素周期表可以推测各种元素的原子结构以及元素及其化合物性质的递变规律。

19世纪,俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律,并就此发表了世界上第一份元素周期表。

门捷列夫出身贫寒,但他并没有被贫困吓到,反而从小刻苦学习。1850年,门捷列夫凭借着刻苦学习终于敲开了大学的校门,并以微薄的助学金开始了自己的大学生活。后来,门捷列夫成为了一名圣彼得堡大学的教授。

当时,虽然各国化学家都在探索已知的几十种元素的内在联系规律,但是门捷列夫通过自己的努力成为了元素周期律的奠基人。

19世纪60年代,英国化学家纽兰兹把当时已知的元素按原子量大小的顺序进行排列,发现无论从哪一个元素算起,每到第八个元素就和第一个元素的性质相近。这很像音乐上的八度音循环,因此他干脆把元素的这种周期性规律叫做“八音律”,并据此画出了标示各元素之间关系的“八音律”表。

很明显,他已经意识到了元素周期表的某些规律。不过,当时的客观条件限制了他作进一步的探索,因为当时原子量的测定值有错误,而且他也没有考虑到还有尚未发现的元素,只是机械地按当时的原子量大小将元素排列起来,所以他没能揭示出各元素之间的内在联系规律。

同样,门捷列夫也发现了这个规律,但他却没有被眼前的客观条件所约束,反而以惊人的毅力投入了对元素周期律的探索。

在探索的过程中,他将当时已知的各种元素的主要性质和原子量,写在一张张小卡片上,进行反复地排列、比较。然而,一直没有一个合理的方式能够直观地表达出来。

1869年2月的一天,在实验室里,他又困又乏,不知不觉地趴在实验室里的桌子上睡着了。在梦里,他看到了一张表,元素们纷纷落在合适的格子里。醒来后,他立刻用笔记下了这个表,即元素的性质随原子序数的递增,并呈现有规律的变化。

在发表元素周期表之初,门捷列夫就在他的表里为未知元素留下了空位。果然,随着科学技术的发展,很多被门捷列夫预测的一些元素被一一发现,而它们相应的性质也与门捷列夫的预测惊人地吻合。

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当今,元素周期表依然发挥着巨大的作用,科学家们可以利用它来指导对新材料、新元素的研究。

空气中的主力军——氮气

奇奇问:“妈妈,你刚刚说大气层的组成按体积比例计算,氮气约占大气总量的78%,是空气的主要组成部分。那么,氮气是一种什么气体?它有什么用途?”

妈妈回答说:“氮气的用途非常广。比如,汽车轮胎里充的就是氮气。”

奇奇接着问:“轮胎里为什么充氮气呢?”

妈妈回答说:“氮气是一种惰性气体,在气温很高的情况下,其自身温度变化不大,可以有效防止爆胎。”

氮气,是大气的重要组成部分之一,是一种无色、无臭、无味的气体,通常无毒,化学元素符号为N2。常温下为气体;在标准大气压下,冷却至—195.8℃时,会变成无色的液体;冷却至—209.86℃时,液态氮变成雪状的固体。氮气的化学性质很稳定,常温下很难跟其他物质发生反应,但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化,用来制取对人类有用的新物质。

氮气在水里溶解度很小,在标准大气压下,1体积水中大约只溶解0.02体积的氮气,与氧气的性质完全不同。同时,氮气是一种不易液化的气体,故通常采用黑色钢瓶盛放氮气。

氮气在生产生活中,有着广泛的用途。首先,利用氮气化学性质稳定的特点,可充在电灯泡里,可防止钨丝的氧化和减缓钨丝的挥发速度,延长灯泡的使用寿命。氮气也可用于轮胎充气,在气温很高的情况下,由于其自身温度变化不大,能有效防止爆胎。氮气还可以用来代替惰性气体,作为焊接金属时的保护气。

博物馆里,一些贵重而稀有的画页、书卷保存在一个玻璃器皿中,而这些玻璃器皿中充的就是氮气,以使书画不易被腐蚀,同时能防蛀虫。

农业生产中,通常利用氮气可以使粮食处于休眠和缺氧状态,以达到防虫、防霉以及防变质效果,同时,粮食不会受到污染,管理比较简单,所需费用也不高。除此之外,氮气还可用来保存水果、蔬菜等农副产品。

在医疗领域,将氮气冷却,制成液氮,给手术刀降温,就成为“冷刀”。医生用“冷刀”做手术,可以减少出血或不出血,手术后病人能更快康复。液氮也可以用来治疗皮肤病,这是由于液氮的汽化温度是—195.8℃,它可以使病变处的皮肤坏死、脱落。

目前,随着科技的不断进步,人类对氮的应用越来越广。目前,人们还利用液氮产生的低温,来保存良种家畜的精子,储运各地,解冻后再用于人工授精。同时,氮气还可以作为化工原料,用来生产化肥、炸药等。

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在大自然中,氮是“生命的基础”,它不仅是农作物制造叶绿素的原料,而且是农作物制造蛋白质的原料。据统计,全世界的农作物在一年之内,要从土壤里摄取四千多万吨氮。

无形的杀手——一氧化碳

奇奇放学后回到家,还没有放下书包,就对爸爸妈妈说:“我们学校昨天有同学煤气中毒了,幸亏发现得及时,最后被抢救过来了。爸爸妈妈,煤气中毒是怎么回事呢?”

爸爸说:“煤气中毒是指一氧化碳中毒,大多是由于煤炉没有烟囱,或者烟囱闭塞不通,再或者因大风吹进烟囱,使一氧化碳在室内聚集较多所导致的。”

奇奇接着问:“为什么一氧化碳能让人中毒?”

在通常状况下,一氧化碳是无色、无臭、无味、有毒的气体,化学式为CO,标准状况下气体密度为l.25g/L,和空气密度差别不大,而这也是容易发生煤气中毒的原因之一。

一氧化碳经呼吸道进入人体,然后经过肺泡进入血液循环,与血红蛋白结合,形成碳氧血红蛋白,使血红蛋白失去携带氧气的能力。

据研究,一氧化碳与血红蛋白的结合力比氧与血红蛋白的结合力大约300倍,而碳氧血红蛋白又比氧合血红蛋白的解离慢约3600倍,另外,碳氧血红蛋白的存在还抑制氧合血红蛋白的解离,阻抑氧的释放和传递,造成机体急性缺氧血症,从而导致人体窒息。

一氧化碳中毒之后,会表现出以下几种情况。

轻度中毒患者,会出现头痛、头晕、失眠、视物模糊、耳鸣、恶心、呕吐、全身乏力、心动过速、短暂昏厥。

中度中毒患者,除上述症状加重外,口唇、指甲、皮肤黏膜出现樱桃红色,多汗,血压先升高后降低,心率加速,心律失常,烦躁,一时性感觉和运动分离,即还有思维,但不能行动。症状继续加重,会出现嗜睡、昏迷。

重度中毒患者,会表现昏迷状态,严重的还会表现出阵发性强直性痉挛,患者面色苍白或青紫,血压下降,瞳孔散大,最后因呼吸麻痹而死亡。经抢救存活者,则会留有严重的并发症及后遗症。

一氧化碳主要是由于煤炭燃烧不充分所致,平时大家能看到煤球炉里的煤球燃烧时会发出蓝色火焰,而这就是一氧化碳燃烧发出的火焰。如果燃烧不完全,就会生产一氧化碳气体,导致室内人员中毒。

但是,一氧化碳并非一无是处。在工业生产中,一氧化碳发挥着重要的作用,一氧化碳可作气体燃料和用来冶炼金属。另外,一氧化碳喷漆,干燥速度快,光泽鲜亮,不会产生有毒污染。

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冬天依靠煤炉来取暖的家庭,尽管已经装上了煤气管道,但依然有中毒的危险。这主要是因为一旦遇到大风天气,尤其是在夜晚,会使煤气倒灌进屋子,引起中毒。这时候,一定要打开炉门,让蜂窝煤能够充分燃烧,或者干脆将炉子灭掉。在冬季的雨雪、阴天或气压低的天气里,要注意及时清扫烟囱,以保持其内部通畅,并要经常开窗通风。

想消就消的涂改液

奇奇在写作业的时候,妈妈发现他在修改的时候,没有选择使用橡皮,而是将一个白色的软塑料瓶拿出来,从里面挤出一点白色的液体,将写错的字给盖住。

妈妈问:“奇奇,你这是什么?”

奇奇自豪地回答说:“这是涂改液,如果作业中有需要修改的地方,只需要用它轻轻一涂,就可以把错误遮住,比橡皮方便多了。班里的同学们都在用这个。”

妈妈说:“涂改液不能用,它对身体是有害的。”

涂改液在学生之中应用得非常广泛。它是一种白色不透明颜料,涂在纸上可以遮盖错字,并以很快地速度干涸,而干涸后就可以在其上面重新书写。

涂改液在学生中很受欢迎,过去使用的橡皮擦已经慢慢开始被其取而代之。另外,涂改液不像橡皮那样对钢笔和圆珠笔的字迹束手无策,并且方便、快捷、干净、覆盖力强。然而,涂改液在给学生们带来帮助的同时,也给他们的身体带来了危害。

涂改液中,除了含有铅、苯、钡等对人体有害的化学元素外,还含有三氯乙烷(化学式为C2H3Cl3)、甲基环己烷(化学式为C7H14)及环己烷(化学式为C6H12)等有机物,其毒性的强弱和浓度成正比。

涂改液里面不少组成部分都是具有挥发性气味的物质,因此在使用的过程中,一打开涂改液的瓶盖,就能立刻闻到一股刺鼻的味,而这种气味对身体是有害的。在使用的过程中,如果涂改液溅到人体的皮肤上,会粘在上面,引起慢性中毒,进而危害健康。如果长期使用此类产品,将有可能破坏人体的免疫功能,甚至会导致白血病等并发症。

现在,有些文具企业推出了环保型的涂改液,并强调其无毒、无挥发性气体,对人体没有危害。其实,这并不正确,再环保的涂改液,它里面的有毒成分也还是存在的。所以说,即便是环保型涂改液,同学们也需要提高警惕、小心防范。

奇奇在了解了这些之后,说:“妈妈,涂改液是不是不能用啊?”

妈妈回答说:“对!使用涂改液还容易引起依赖性,因此为了身体健康,应该尽量使用传统的橡皮。”

奇奇听后点了点头。

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如果迫不得已,一定要用到涂改液时,那么千万不要去嗅它的气味。如果将涂改液溅到皮肤上,不要慌张,也不要用手去擦,而要用风油精把手上粘有涂改液的地方浸湿,然后用纸巾反复擦拭,这样就可以擦掉皮肤上的涂改液了。

干燥剂是什么

一天,奇奇打开一包食品后,发现里面有一个小袋子。

奇奇问:“妈妈,这个小袋子里面是什么啊?是不是好吃的东西?”

妈妈赶紧回答说:“那是干燥剂,不能吃。”

奇奇不解地问:“干燥剂是什么啊?它是用来做什么的?”

在很多袋装食品中,经常会有一小包白色的东西,这就是干燥剂。干燥剂也叫吸附剂,是为了防止食品发霉、变质,起干燥作用。干燥剂通过化学方式吸收水分子并改变自身的化学结构,生成另外一种物质。在一般情况下,食品中的干燥剂均无毒、无味、无接触腐蚀性、无环境污染,其主要有硅胶干燥剂、生石灰干燥剂以及纤维干燥剂等。

硅胶干燥剂的主要成分是二氧化硅,化学式为SiO2,是一种高活性吸附材料,一般用天然矿物经过提纯加工而成粒状或珠状。作为干燥剂,它对水分子具有良好的吸附能力。硅胶干燥剂最适合的吸湿环境为室温(20~32℃)、高湿60%~90%,它能使环境的相对湿度降低至40%左右,因此其应用范围非常广泛。同时,由于硅胶,因此它具有其他同类材料难以取代的特点。

生石灰干燥剂的主要成分是氧化钙,化学式为CaO,其吸水能力是通过化学反应来实现的,因此其吸水过程具有不可逆性。不管外界环境湿度高低,它能保持大于自重35%的吸湿能力。同时,生石灰干燥剂适合于低温度保存,具有极好的吸湿效果,而且价格较低。生石灰干燥剂可广泛用于食品、服装、茶叶、皮革、制鞋、电器等行业。

纤维干燥剂是由纯天然植物纤维经特殊工艺精制而成。其中,尤其是覆膜纤维干燥剂片,方便实用,不占用空间。它的吸湿能力可达到100%的自身重量,是普通干燥剂所无法比拟的。另外,由于纤维干燥剂安全卫生、价格适中,因此是很多生物、保健食品及药品的理想选择。

奇奇了解了这些知识之后,惊奇地说:“如果水洒在了桌子上,是不是也可以用这些干燥剂来吸水啊?”

妈妈笑着回答:“当然可以。只是比较麻烦,不如用抹布随手一擦。干燥剂主要是用在食品、服装、皮革等行业,用来防止产品发霉、变质。”

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有的家庭会在冰箱中放置一包竹炭,就是利用其吸附能力去除冰箱里面的异味。竹炭之所以能除异味,是由于它的多微孔结构,它的比表面积是任何其他物品所无法比拟的,因此能把大量的异味和细菌吸附到里面,使整个冰箱空间变得清洁,并且还可以起到保鲜的效果。

孪生兄弟——同位素

奇奇在一本课外读物中,看到了三个不认识的字——氕、氘、氚。于是,他赶忙去找爸爸帮忙。爸爸看了看,说:“这三个字分别念pie、dao、chuan。”

奇奇听后又看了看这三个字,说:“这三个字真有意思,一个比一个多一笔。”

爸爸继续说:“它们三个在化学中是孪生兄弟,同位素。”

同位素是指具有相同质子数,不同中子数或不同质量数,同一元素的不同核素。

在元素周期表的第一个住户里,户主是氢,但却不是住了氢一个,而是住着三个“兄弟”,它们分别是氕、氘、氚。它们都只含有一个质子,所不同的是,氚带有两个中子,氘只有一个中子,而氕则没有中子。

其实,不仅仅是氢,如果你细心地检查元素周期表中的其他位置,可以发现也有类似的情况。比如,50号元素锡,有十个“兄弟”。另外,有的同位素是安分守己的,叫做稳定同位素。比如,6号房间的碳,它的同位素碳12与碳13都比较稳定。

一种元素的几个同位素“兄弟”的重量是不相同的,有的重,有的轻。比如,氢的三个同位素,“老大”氚最重,人们称它为“超重氢”;“老二”氘次之,人们称为“重氢”;“老三”最轻,通常被人们称为“氢”。这是由于它们各自带的中子数不同的缘故。其他元素的同位素也一样,谁带的中子数多,谁就重些。

元素的同位素之间,由于所带的中子数不同,他们的特征在一定范围内表现得也不同。比如,氢的同位素氕,能燃烧,由于没有中子数,可以与许多非金属、金属直接化合,是合成氨、氯化氢以及有机合成中的氢化反应的原料。氘与氕比起来,化学活泼性差些,但只要人工加速氘原子核,就能使其参与许多核反应,这种反应能放出巨大的能量,因此氘是一种未来的能源。

其他各种元素的同位素,都有自己独特的本领。特别是那些放射性同位素,能不断地释放出能量。科学家们利用了这些放射性同位素的这一特点,使它们可以为人类服务。比如,随着医疗科技的发展,全国不少医院都建立起了一百多项同位素治疗方法,包括体外照射治疗和体内药物照射治疗。与此同时,同位素在免疫学、分子生物学、遗传工程研究以及基础核医学中,也发挥了重要的作用。

随着科学技术的发展,人类必然会认识越来越多的同位素,并能够充分认识它们的特点,使之对人类社会的进步发挥重大的作用。

科学小链接:

科学技术的不断发展,让同位素发挥着越来越重要的作用。比如,碳12被作为确定原子量标准的原子;氘、氚是制造氢弹的主要原料;铀235是制造原子弹和核反应堆的主要原料。 VsKfgRm+Pi5bsFkjBMFNxCm9KAlU/vi9zp1WBJo7kSAwgXnc/sup7D7o7rKp6fJM

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