第10章 不可思議的化學(xué),可怕而又混亂(2)
- 可怕的科學(xué)(大全集)
- 雅瑟 洪潔
- 3066字
- 2014-01-21 11:03:39
人們有了火柴,拿它去引火是非常方便的,只要一擦就行。可是在幾百年前,人們還不知道火柴是什么東西哩!那時候,人們要取火較麻煩。例如在中世紀(jì),士兵們打仗必須隨身帶著打火石。要射擊了,連忙用打火石“嚓嚓”地點燃導(dǎo)火索,花了一兩分鐘,才能發(fā)射一發(fā)子彈或炮彈。這樣的點火槍別說是打仗了,即使用它打獵,那“嚓嚓”的聲響,也會使野獸和鳥兒受到驚擾而逃得無影無蹤。
世界上第一根火柴誕生于二百多年前的意大利,火柴桿用木棒制成,火柴頭的主要成分是氯酸鉀和蔗糖。使用時將火柴頭接觸一下濃硫酸片刻后,火柴頭就激烈燃燒起來了。這種火柴價格高、攜帶不便且?guī)е鴿饬蛩幔哂形kU性,所以沒能推廣。直到1834年,世界上才開始流行火柴。剛開始,火柴頭上蘸著的發(fā)火藥主要是白磷。白磷是一種非常容易燃燒的物質(zhì),它只要稍微一受熱,就會燒起來。有時候,懷里放著這種火柴,它會忽然自己燒起來引起火災(zāi)。而且,白磷很毒,生產(chǎn)這種火柴的工人往往會中毒,使用這種火柴當(dāng)然也是很危險的。后來,人們用磷和硫的化合物——三硫化四磷——來做火柴的發(fā)火藥,這種火柴叫做摩擦火柴。它雖然沒有毒,可是也容易著火,只要在墻上一擦,甚至在衣服上一摩擦就會燃起來。用這種火柴當(dāng)然也不夠安全。
直到一百多年前,人們才制成了安全火柴,也就是我們現(xiàn)在用的火柴。這種火柴光靠摩擦是燒不起來的,它一定得在它自己的外套一側(cè)——涂著紅磷的火柴盒上摩擦才行。這種火柴比起它的前輩白磷火柴和摩擦火柴來,的確是安全很多了。
塑料制品冬天變硬是大分子聚合反應(yīng)塑料制品有個“怪脾氣”:冬天它會變成硬邦邦的,天暖以后它又柔軟如初。
這是為什么呢?
塑料是一種高分子的聚合物。例如,聚乙烯是由很多乙烯分子手拉手連結(jié)起來的產(chǎn)物,聚氯乙烯則是由很多氯乙烯的分子連接在一起組成的。像這樣由很多較小分子彼此結(jié)合成大分子的反應(yīng),在化學(xué)上稱為“聚合”。氯乙烯分子聚合起來后,就形成一個鏈狀的聚氯乙烯大分子,很多這樣的大分子集合起來,就成了白色粉末狀的聚氯乙烯樹脂。
聚氯乙烯是一種能剛能柔的物質(zhì)。它之所以很硬,是由于分子與分子間連接的“關(guān)節(jié)”結(jié)合得很緊。如果在這個“關(guān)節(jié)”上加一些“潤滑油”,“關(guān)節(jié)”活動了,它就變成柔軟的物質(zhì)了。這種“潤滑油”,就是塑料工業(yè)上所說的增塑劑。
冬天,天氣很冷,有的增塑劑不耐寒,它的“潤滑”本領(lǐng)降低了,塑料中的“關(guān)節(jié)”轉(zhuǎn)動不靈,所以就變硬了。
有的增塑劑具有揮發(fā)性。塑料制品使用久了,使分子間的活動“關(guān)節(jié)”不靈,還有長鏈分子受到風(fēng)雨、太陽光照等自然力的作用后,會斷裂成短鏈分子,塑料也就變硬了。在塑料工藝學(xué)上,把這種現(xiàn)象稱為“老化”。
有沒有不會變硬的塑料制品呢?現(xiàn)在,人們已找到了一些不易揮發(fā)也不怕冷的增塑劑,用這些增塑劑制造的塑料制品,無論春夏秋冬,都不會改變?nèi)彳浶浴?
人們還找到一種奇妙的方法,就是在制造聚氯乙烯的時候,用適量的醋酸乙烯分子鑲嵌到聚氯乙烯的“大分子”中去。這種工藝制造出的塑料,不必另添增塑劑,即使到了寒冷的冬天,它也不會變硬。
雞蛋變質(zhì)了會很臭
為了保鮮,人們常把買回的雞蛋放進(jìn)冰箱里保存。放置時間長久的雞蛋或是沒有保存好的雞蛋,其蛋清和蛋黃就會混成一團(tuán),還會出現(xiàn)不正常的顏色,甚至變得臭不可聞,這樣的雞蛋就不能食用了。
為什么雞蛋變質(zhì)就臭不可聞了呢?這要從雞蛋內(nèi)的物質(zhì)說起。雞蛋的蛋清和蛋黃主要是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的,雞蛋的蛋白質(zhì)中含有多種元素,如碳、氫、氧、氮、硫、磷等。放置時間長久的雞蛋或是沒有保存好的雞蛋發(fā)生變質(zhì),就是里面的蛋白質(zhì)變質(zhì)了。蛋白質(zhì)變質(zhì)是個復(fù)雜的過程,會出現(xiàn)沉淀、渾濁、變色、變味、產(chǎn)生氣體等現(xiàn)象。在蛋白質(zhì)變質(zhì)的過程中,蛋白質(zhì)里的硫元素會形成一種叫做硫化氫的氣體。硫化氫氣體是無色的,它有很臭的氣味。雞蛋變質(zhì)后臭不可聞的氣味主要來自硫化氫。
在教科書中表述硫化氫的氣味時,往往就寫為“臭雞蛋的氣味”。硫化氫是一種劇毒性的氣體,當(dāng)空氣中混入的硫化氫氣體達(dá)到一定濃度時,會使人中毒甚至致死。不僅臭雞蛋里有硫化氫,在污水溝、廢棄的礦井和化工廠等都有可能產(chǎn)生硫化氫。硫化氫逸散到大氣中,會造成對大氣的污染。工廠的廢氣如果含有硫化氫,必須經(jīng)過處理、凈化后,才能排放到大氣中。
要及時吃完買回的雞蛋,不要讓它變質(zhì),更不要讓它產(chǎn)生硫化氫,也不要讓硫化氫污染我們的空氣。
彩色照片時間久了會褪色或變色
如果保管不善,一張色彩鮮艷的照片常常會部分褪色或變色。這是為什么呢?
原來,彩照上的各種彩色染料,大部分為結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的有機(jī)分子,它們和一些普通的顏料相比,顯得不很安分。首先,彩照上的彩色染料經(jīng)不起強烈的陽光照射。這是因為彩照上的部分染料分子,在太陽光中的紫外線作用下被分解了,彩照上的顏色當(dāng)然就會變淺了。其次,照片若處于潮濕悶熱的環(huán)境中,照片乳劑層中的部分染料就會與水作用而發(fā)生水解反應(yīng),結(jié)果使一部分染料分解成彩色照片顯影以前的狀態(tài)(即分解為成色劑和彩色顯影劑兩者分別存在的狀態(tài)),其分解出來的成色劑又會被空氣中的氧氣所氧化,造成彩色照片褪色。另外,一些具有強氧化性的化學(xué)試劑,也會促使彩照的顏色起變化。
有些彩照除了會褪色外,還會部分變色。例如照片上本來是綠色的樹葉,時間久了竟會慢慢地變成了青色或藍(lán)色,這種顏色的變化被稱之為偏色。偏色是怎么引起的呢?這是因為彩照上的染料是由三種不同顏色的染料組成的,而這三種染料在相同的光照或相同的化學(xué)試劑作用下,它們褪色的程度是不相同的,有的顏色較易褪去,有的卻較穩(wěn)定。這樣,在一張彩照上,當(dāng)一種顏色變淡而另一種顏色卻變化甚微時,就會產(chǎn)生某些顏色發(fā)生變化的偏色現(xiàn)象。
因此,在保存彩照時,應(yīng)該注意不要讓照片的正面受到較強陽光的直接照射,也不宜將照片長久地壓在玻璃板下,或置于悶熱潮濕的環(huán)境中,最好是夾在影集中并存放在干燥、涼爽的地方。
汽水瓶一打開會冒出很多氣泡
在回答這個問題之前,先得向你介紹一下汽水的“身世”。
說實在的,汽水與糖水沒有多大的不同,它只不過是多含了一些“氣”——二氧化碳罷了。
二氧化碳是一種氣體,它喜歡自由自在地在空氣中游蕩。在汽水工廠里,人們加了很大的壓力,強迫它大量溶解在各種口味的飲料里。然后,裝進(jìn)瓶子,緊緊扣上塞子,這就成了汽水。
當(dāng)你喝汽水時,一打開塞子,外面的壓力小,二氧化碳頓時像出籠的小鳥,拼命掙脫出來,跑到自由的王國——空氣里去。于是,水中就冒出了大量氣泡。
夏天,人們常愛喝冰凍汽水。冰凍汽水不光能清涼解熱,而且與一條物理定律有關(guān):溫度越低,氣體往往在水里溶解得越多。就拿二氧化碳來說吧,在101.3千帕(1個大氣壓)、0℃C時,它在水里的溶解度為1體積水溶解1.71體積二氧化碳;而20C時,1體積水只能溶解0.88體積二氧化碳,幾乎相差一半。冰凍汽水由于溫度低,其中的二氧化碳較難于逃逸,所以喝起來就感覺到泡沫特別多。
人們喝進(jìn)汽水以后,腸胃并不吸收二氧化碳,況且肚子里溫度高,二氧化碳很快地通過口腔排出來,這樣就能帶走熱量,使人有清涼的感覺。另外,二氧化碳對胃壁還有輕微的刺激作用,能加速胃液的分泌而幫助消化。
為了更可口、更富有營養(yǎng)一些,人們還在汽水里加進(jìn)了糖、檸檬酸、橘子精和一些香料等。現(xiàn)在,含有二氧化碳的飲料品種已越來越豐富,有瓶裝的,也有罐裝的,有無色透明的“雪碧”,也有棕黑色的“可樂”……另外,像啤酒、香檳等飲料里面,也加進(jìn)了二氧化碳。
有趣的是,大自然也會制造“汽水”。火山旁,往往有地下水冒出,形成溫泉。由于地下壓力很高,使許多氣體如硫化氫、二氧化碳等溶解在水里。而當(dāng)?shù)叵滤粐姵龅孛妫拖駝傞_瓶的汽水一樣,常常是白浪滾滾地大冒氣泡。