从早到晚,你的⼀天是如何度过的呢?你是否察觉,其实化学如影随形?接下来让我们⼀起探寻⼀天中化学的痕迹吧。清晨起床,让早餐开启美好的⼀天!从我们进⾷的那⼀刻起,⼜腔中就开始了⼀系列化学反应。例如,在⽛齿表⾯覆盖着保护⽛齿的⽛釉质,其主要成分是羟基磷酸钙 Ca5(PO4)3OH,它存在以下化学平衡:Ca5(PO4)3OH(固) ? 5Ca2+(液)+3PO43-(液)+OH-(液)。
当我们品尝甜⾷时,残留在⼜腔中的糖会包裹住⽛齿。糖发酵会产⽣氢离⼦(H+),氢离⼦与氢氧根离⼦(OH-)结合,促使上⾯的化学反应正向移动,羟基磷酸钙被溶解,进⽽⽛釉质被破坏。但这个问题也不是⽆解,氟化物就能够降低⽛釉质溶解度,促进⽛釉质再矿化。因此,饭后要及时漱⼜或使⽤含氟⽛膏刷⽛。吃完早餐,背上书包乘公交⻋去上学啦!马路上,传统燃油汽车与新能源汽车并肩⽽⾏。
传统燃油汽车会产⽣⼀氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、碳氢化合物、细颗粒物等污染物。发展新能源汽车(包括纯电动汽车、混合动⼒汽车、燃料电池电动汽车等)是减少汽车尾⽓排放、改善⼤⽓环境的重要举措之⼀。以燃料电池电动汽车为例,作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中,与⼤⽓中的氧发⽣化学反应,产⽣电能并通过电动机驱动汽车。
原理看起来复杂,但其实就是我们已经学习或者以后会学到的原电池原理——原电池借助氧化还原反应产⽣电流,将化学能转化为电能。⽽这⼀氧化还原过程的反应物是氢⽓——真正意义上的⾼效、清洁能源。炎热的下午或许会让你觉得有些乏⼒,此时掏出⼀块薄荷味的⼜⾹糖嚼⼀嚼,凉意直冲⼤脑。但你有没有思考过,为什么⼜⾹糖不是⼊⼜即化呢?这与它的主要成分——橡胶有关。
橡胶⼀词最早来源于印第安语,意为“哭泣的⽊头”——割开橡胶树⽪便可以得到液体橡胶。液体橡胶暴露在空⽓中,不久就会变硬且有弹性。当我们拆开⼜⾹糖包装时,它是硬的;放在嘴⾥它就变软了。在这个过程中,⽛齿有⼀定功劳,但更重要的是温度——橡胶对温度较敏感,温度升⾼它会变黏,温度降低它会变得又硬又脆。如果要降低橡胶对温度的敏感程度呢?这就需要化学来帮忙了!
将⽣胶(从种植园或⼯⼚⽣产出来的未经配合加⼯的天然橡胶或合成橡胶)与硫磺按⽐例⼀起加热进⽽得到硫化橡胶。天然橡胶的主要成分是聚异戊⼆烯,硫化过程使分⼦间形成了⼆硫键(-s-s-),从⽽使其具有良好弹性的同时,热稳定性也有所提⾼。
放学回家,揭开锅盖,扑⾯⽽来的⾹味让你垂涎欲滴。制作美⾷离不开专业的器具。⼈们普遍认为铁锅炒出来的菜更⾹,但是在有氧⽓和⽔的条件下,单质铁容易锈蚀;有酸、碱、盐时,铁氧化得更快。那么,⽤铁锅炒菜岂不是会吃到很多铁锈?这铁锅可还⽤得?不必担⼼,铁锅表⾯有⼀层油膜,可以隔绝氧⽓,从⽽阻断化学反应。研究⼈员还在铁锅上加了不锈层,制成了不锈铁锅,因此我们较少看到红褐⾊锈⾐。
迎着晚风、伴着晚霞,结束了⼀天的学习,疲劳的⼤脑似乎要“关机”了,那就通过运动给⾝体充充电吧!不过,运动也需要循序渐进,否则就会出现肌⾁酸痛。这是因为短时间的剧烈运动,⼈体处于缺氧状态,体内的葡萄糖⽆法被完全氧化,腺嘌呤核苷三磷酸(ATP,⽣物体内最直接的能量来源)不⾜,不得不依靠“⽆氧供能”,导致体内产⽣了过多的乳酸。
睡前喝⼀杯热⽜奶是很多⼈的习惯,但单纯喝⽜奶似乎有些寡味,要不要悄悄进厨房加点糖或者巧克⼒呢?确实,加了糖的⽜奶更好喝。但是,在加热条件下(80~100摄⽒度),⽜奶中的赖氨酸会与糖发⽣反应,导致赖氨酸“中毒”,变成糖基赖氨酸——⼈体吸收不了,还会危害健康。晾凉的⽜奶(40摄⽒度以下)由于温度降低,难以构成反应条件,糖就可以顺利地溶解到⽜奶中了。不过,加糖要适量,太嗜甜,⽛釉质可要“受难”了。
如果把糖改成巧克⼒呢?把巧克⼒加⼊⽜奶后,你会发现⽜奶⾥好像有⼀些固体颗粒,这些固体颗粒可不是没有融化的巧克⼒,⽽是草酸钙!巧克⼒中含有草酸,⽽⽜奶中的钙会与草酸反应⽣成草酸钙。草酸钙⽆法被⼈体吸收利⽤,⼤量聚集在体内,容易出现结⽯。所以,是美味佳肴还是“⿊暗料理”,全在认识之间。