第五輯 化學
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水壺裡為什麼會長出一層水垢
水壺用久了,內壁和壺底上常常會長一層灰白色的東西,這就是水垢。水垢可不是個好東西。水壺中的水垢積多了,在水垢與壺壁之間會出現一個有空氣的夾層,這樣,熱量的傳遞放慢了,煮開水就要浪費不少熱量。更可怕的是,要是工廠里的大鍋爐也長出水垢的話,那麼鍋爐加熱時,由於傳熱不均勻,還會引起爆炸呢。
自來水看上去很清澈,似乎沒有雜質,但水中還是溶解有微量的碳酸氫鈣和碳酸氫鎂等物質。自來水燒開後,其中的碳酸氫鈣和酸氫鎂等會發生分解反應,生成碳酸鈣、碳酸鎂和二氧化碳,二氧化碳隨著水蒸氣一起逸出,而碳酸鈣和碳酸鎂卻留在了水中。由於它們在水中幾乎不會溶解,就沉澱下來,形成水垢。
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工業上將含有碳酸氫鈣,碳酸氫鎂等雜質的水稱為「硬水」,由於硬水容易長水垢,造成危害,因此需要把硬水軟化,變成不含這些雜質的「軟水」。常用的辦法就是將水燒開,使碳酸氫鈣、碳酸氫鎂等發生分解,析出碳酸鈣、碳酸鎂等沉澱物。
知識點:碳酸氫鈣、碳酸氫鎂、溶解、沉澱
為什麼染髮劑能使白髮染黑
人的頭髮含有大量的蛋白質纖維。當染髮劑與白髮接觸後,染髮劑中的染料滲入纖維內部,改變了原來蛋白質纖維的組成,這樣,白髮就變成了黑髮。
現在市場上出售的染髮劑,大多是氧化型染料。這種染料在染髮前本身並無顏色,當它與另一種氧化劑相互混合併迅速塗抹在頭髮上時,就會發生一系列化學變化,滲入頭髮纖維內部,與頭髮中的蛋白質纖維結合,生成一種黑色物質。這種染髮過程所需時間較短,僅十幾分鐘,而且效果明顯,不會損傷皮膚。另外還有一種新型染髮劑,它只是一種藥液,能與空氣中的氧氣發生氧化反應,塗抹在頭髮上後,同樣能滲入頭髮纖維的內部,將白髮染成黑髮。
染髮劑雖能使白髮變黑,但新生長出來的頭髮依舊是白的,而且已經染過色的頭髮還會隨時間而慢慢褪色,所以要保持一頭烏髮,應該經常染髮。由於染髮劑中的某些成分進入人體是有害的,因此頭皮有破損時不宜進行染髮。
知識點:蛋白纖維、氧氣、頭皮
為什麼鐵會生鏽
鐵是一種容易生鏽的金屬。博物館裡陳列的古代鐵器,幾乎沒有一個不是鐵鏽斑斑的;切菜刀幾個月不用,就會滿身是鏽。每年世界上有幾千萬噸的鋼鐵變成了鐵鏽。
鐵容易生鏽,除了由於它的化學性質活潑以外,同時與外界條件也極有關係。水分是使鐵生鏽的條件之一。化學家們證明:鐵放在絕對無水的空氣中,幾年也不生鏽。然而,光有水也不會使鐵生鏽。如果把一塊鐵放在煮沸的、密閉的蒸餾水瓶里,鐵也不會生鏽。原來,只有當氧氣與水同時作用時,才會使鐵生鏽。除此之外,空氣中的二氧化碳溶在水裡,也能使鐵生鏽。鐵鏽的成分很複雜,主要是氧化鐵、氫氧化鐵與鹼式碳酸鐵等。
鐵鏽又松又軟,像塊海綿,一塊鐵完全生鏽後,體積可脹大8倍。海綿狀的鐵鏽特別容易吸收水分,這樣就使鐵爛得更快了。
還有不少因素也使鐵容易生鏽,如水中有鹽,鐵製品表面不乾淨、粗糙,鐵中含有碳等雜質。
人們想出各種各樣的辦法,來保護鋼鐵。最普通的防鏽辦法,是給鐵穿「衣服」——在鐵的表面塗上油漆或者鍍上別的不容易生鏽的金屬。例如,小轎車排氣管上塗著鋁漆;做罐頭用的馬口鐵鍍了一層錫;白鐵皮表面鍍了一層鋅。
更徹底的辦法,是給鐵注射「強心針」——加入其他金屬,製成不鏽合金。大名鼎鼎的不鏽鋼,就是在鋼中加入一點鎳和鉻後製成的合金。
知識點:鐵、鐵鏽、金屬、氧氣、二氧化碳
為什麼珍珠會閃閃發光
珍珠是水生的貝類動物孕育出來的一種天然珍寶。當水下的砂粒或寄生蟲等異物進入貝類的身體,就會被貝類分泌的殼角蛋白和碳酸鈣層層包裹起來。天長日久,就會形成光彩奪目的珍珠。珍珠一向被認為是無價之寶,就是因為它有耀眼的光澤。珍珠為什麼會閃閃發光呢?
原來,珍珠的表面包著一層光滑的膠質,那就是寶貴的珍珠層。珍珠層中所含的各種成分稱為珍珠質,珍珠質中含有百分之九十以上的碳酸鈣,另外還含少量的有機質、一些金屬元素和細微的水滴。這些固體和液體的微粒,使得光滑的珍珠層具有良好的折光性能,珍珠有了它,在光線照射下才能發出熠熠閃動的珠光,顯得晶瑩可愛。
由於珍珠質不是非常穩定,因此,珍珠是有壽命的。一顆珍珠一般只能「活」100多歲,時間久了,珍珠層里所含的水分,就會慢慢跑掉,使珍珠顯得黯淡無光,最後就衰老變色,甚至乾枯粉化。所以,古代的珍珠一般無法流傳到今天。
珍珠的色彩多種多樣,大致可分為白色、黃色、淡藍色和粉紅色4種,其中以粉紅色珍珠最為名貴。據研究,珍珠層中含有一種由蛋白色素卟啉和金屬元素結合而成的卟啉體,卟啉體中所結合的金屬元素不同,顯示出的珍珠顏色也就各不相同。例如,粉紅色珍珠中含鈉、鋅較多,黃色珍珠中則含銅和銀較多。此外,如果珍珠層中卟啉體的含量不一,珍珠色彩還會顯得有深有淺。
珍珠除了作為裝飾品以外,也是一種名貴的中藥,具有鎮心安神、解毒生肌、清熱墜疾和去翳明目等功效,因而是珍珠丸、六神丸、安宮牛黃丸、八寶眼藥等中成藥的主要成分。
知識點:珍珠、珍珠質、珍珠層、碳酸鈣
為什麼防彈玻璃能防彈
防彈玻璃,顧名思義,當然足以抵擋住飛射過來的子彈!可是防彈玻璃為什麼能防彈呢?
原來,防彈玻璃實際上不完全是玻璃,它是由玻璃(或有機玻璃)和優質塑料,經特殊加工得到的一種複合材料。
我們知道,玻璃的特點是光潔、透明,而且,它的硬度也是許多金屬望塵莫及的,通常只有用金剛鑽才能把玻璃劃開。但是,玻璃的強度及韌性卻很差,經不起一般的衝擊和摔打。與玻璃相比,有不少具有透明度的塑料卻恰恰相反,它們質地柔軟,卻有較強的韌性。能不能將這兩種物理和化學性能差異很大的材料糅合成一體,製成一種相互取長補短的複合材料呢?
20世紀初,英國一家玻璃製造公司研製出一種夾層玻璃。製成的夾層玻璃仍呈透明狀,經過測試,它的防震、耐衝擊的性能竟遠遠超過普通玻璃。於是,第一代防彈玻璃和第一家安全玻璃公司就這樣誕生了。
由於夾層玻璃具有較優異的性能,它的誕生無異給人們很大的鼓舞和啟迪,人們便進一步想到用很薄的鋼化玻璃和優質的塑料膜把它們一層夾一層地粘疊起來,製成一種全新的夾層玻璃。其中,鋼化玻璃的化學成分和普通玻璃相似,但經過特殊淬火處理後,它的耐衝擊和防震性能大大提高,將它們多層疊加後製得的夾層玻璃就格外地堅固,連槍彈也穿不過去,所以稱為防彈玻璃。
除了普通玻璃之外,還可用有機玻璃等高分子材料來製作防彈玻璃,當然這種防彈玻璃已完全沒有普通玻璃的成分了。近年來,科學家還用氧化鋁等原料製成了一種透明狀的現代陶瓷。這種陶瓷耐高溫、耐衝擊,已用作超音速飛機的擋風窗板和轎車的防彈窗。目前,各種防彈玻璃作為一種安全玻璃,已日益廣泛地應用於軍事、航天等各個領域。
知識點:防彈玻璃、複合材料、耐衝力
為什麼有些塑料製品冬天會變硬
塑料製品有個「怪脾氣」:冬天它會變成硬邦邦的,天暖以後,它又柔軟如初。這是為什麼呢?
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起來的產物,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合成大分子的反應,在化學上稱作「聚合」。氯乙烯分子聚合起來後,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。它之所以很硬,是由於分子與分子間連接的「關節」結合得很緊。如果在這個「關節」上加一些「潤滑油」,「關節」活動了,它就變成柔軟的物質了。這種「潤滑油」,就是塑料工業上所說的增塑劑。
冬天,天氣很冷,有的增塑劑不耐寒,它的「潤滑」本領降低了,塑料中的「關節」轉動不靈,所以就變硬。
有的增塑劑具有揮發性。塑料製品使用久了,使分子間的活動「關節」不靈,還有長鏈分子受到風雨、太陽光照等自然力的作用後,會斷裂成短鏈分子,塑料也就變硬了。在塑料工藝學上,把這種現象稱為「老化」。
有沒有不會變硬的塑料製品呢?現在,人們已找到了一些不易揮發、也不怕冷的增塑劑,用這些增塑劑製造的塑料製品,無論春夏秋冬,都不會改變柔軟的性格。
人們還找到一種奇妙的方法,就是在製造聚氯乙烯的時候,用適量的醋酸乙烯分子,鑲嵌到聚氯乙烯的「大分子」中去。這種塑料,不必另添增塑劑,即使到了寒冷的冬天,它也不會變硬。
知識點:增塑劑、塑料老化、聚合物、揮發性
為什麼牛皮紙十分結實
在建築工地上,你一定見到過一袋袋的水泥吧!這沉甸的水泥,用的包裝材料竟是一種紙——牛皮紙,可見,牛皮紙十分結實的材料。牛皮紙的價格並不貴,但它為什麼會十分結實?它是用什麼材做的呢?
在很早很早以前,「牛皮紙」當真是用小牛的皮做的。後來,人們學會了造紙技術,用針葉樹的木材纖維,經過化學法製漿,再放入打漿機中進行打漿,並加入膠料、染料等,最後在造紙機中製成紙張。由於這種紙的顏色為黃褐色,紙質韌,很像牛皮,所以人們把它叫做牛皮紙。
其實,牛皮紙與普通紙的製造方法並沒有多大的不同。但是製造牛皮紙所用的木材纖維比較長,而且在蒸煮木材時,是用燒鹼和硫化鹼等化學藥品來處理的,其木漿一般不作強烈的漂白處理,其中的化學作用比較緩和,木材纖維原有的強度得以較好的保留,因此用這種紙漿做出來的紙,纖維與纖維之間是緊緊相依的。另外,制牛皮紙時還添加了能增加強度的膠料,而不再加其他填料,所以牛皮紙都非常結實。
正因為牛皮紙的質地格外結實,又不容易吸水,所以被廣泛地應用於各種物品的包裝上。
知識點:牛皮紙、造紙、纖維、漂白、膠料
為什麼汽油、酒精能燒個精光,而木材、煤塊燃燒後卻留有灰燼
汽油、酒精、木材、煤塊都是常見的燃料,可奇怪的是,汽油、酒精燃燒時,總是燒個精光,什麼也不留下,而木材、煤塊燃燒以後卻會留下許多灰燼。這是什麼道理呢?
原來,汽油和酒精比起木材和煤塊來,它們的組成要單純得多。酒精是純粹的有機物,大多數有機物都是能夠燃燒的,因此只要一點火,酒精就能燒個精光——它們會完全變成二氧化碳和水蒸氣,揮發到空氣中去了。汽油雖然是由幾種碳氫化合物組成的混合物,但這幾種碳氫化合物也都是極易燃燒的,因此雖然混在一起,照樣能燒得一點不留。
可是木材和煤塊的情況就不同了,它們的組成要複雜得多。木材中的纖維素、半纖維素、木質素、樹脂等有機化合物,是可以燃「盡」的成分。可是,樹木在生活中還需要礦物質,木材中也因此含有一些礦物質。這些礦物質都是不能燃燒的,當木材中的有機物燒掉以後,這些礦物質就成為灰燼殘留下來了。
煤是由古代的樹木埋在地下而生成的,煤的成分除碳和一些複雜的有機物以外,也有一些礦物質和不少矽酸鹽,因此煤塊燒剩的灰燼要比木材多。
除此之外,茅草、稻草等草本植物燃燒後留下的灰燼,通常也比木材多。這是因為草本植物里所含的矽酸鹽和其他一些礦物質較多,所以燒後留下的灰燼也就特別多。植物生長時所吸收的鉀元素,在植物燃燒後仍存在於草木灰中,所以草木灰是一種很好的鉀肥。
知識點:燃燒、灰燼、礦物質、混合物、化合物、有機物
為什麼雷雨後空氣格外新鮮
夏天的傍晚,往往有烏雲、大雨、電閃、雷鳴相互交錯,一起降臨。潮潤的晚風,趕走了悶熱,清風習習,給人們帶來了一陣涼意。
雨後,漫步在街頭或田野,會感到空氣格外新鮮。這有兩個原因:一是傾盆大雨給空氣洗了個「淋浴」,把大部分空氣中「流浪漢」——灰塵都衝掉了;另一個原因是在閃電時,發生一場化學變化——空氣中的氧氣變成了臭氧。
臭氧也是由氧元素組成的,而且還是氧氣的「親姐妹」哩:1個氧氣分子中,含有2個氧原子,而臭氧卻含有3個氧原子。那麼,臭氧是從哪兒來的呢?
誕生臭氧的搖籃是高壓電火花,電動機、複印機及電視機等電子設備都會產生高壓火花,這些電器周圍的氧氣受到激發,就變成了臭氧。
雷雨時的臭氧,也是這樣產生的。雷,實際上就是一塊帶正電的雲,與一塊帶負電的雲遇在一起,發生放電。雲所帶的電荷很多,電位差常常高達幾億到幾十億伏特,所以常常產生巨大的電火花,把氧氣激發成臭氧。
濃的臭氧是淡藍色的,很臭,具有很強的氧化能力。臭氧具有漂白與殺菌作用。有些地方的自來水裡,常常有一股刺鼻的氣味,那是因為自來水用氯氣消毒、殺菌,殘餘的氯氣有股怪味。現在純水廠生產的飲用水已選用臭氧消毒,這可以消除用氯氣消毒的怪味,改進水質。
稀薄的臭氧一點也不臭,反而會給人以清新的感覺。雷雨後,空氣中就瀰漫著少量的臭氧,它能淨化空氣,使空氣變得清新。
另外,松林里有許多松樹脂,很容易被氧化放出臭氧。因此,有的療養院就設在松林里,那裡被稱為「天然氧吧」。
知識點:臭氧、氧氣、高壓電火花
為什麼火柴一擦就著火
火柴全身是容易著火的東西:火柴頭的主要成分是三硫化二銻和氯酸鉀,它的身子——火柴杆——是用木質鬆軟的白楊木或者松木做的,它的前端還用石蠟和松香充分浸透;火柴盒的一側,則塗著紅磷和玻璃粉。
當你拿火柴在火柴盒邊上一擦的時候,火柴頭就沾上了一些紅磷,紅磷一經摩擦受熱就著火了,火柴頭上的氯酸鉀因受熱而放出氧氣,它們很快地引燃了三硫化二銻。於是,火柴就「嗤」的一聲,爆出火苗兒來了。
火柴頭燃燒的過程進行得很快,但它已足能引起火柴杆的燃燒。火柴杆燃燒的時間要長一些,所以你有足夠的時間用它去引燃其他物質。
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麼東西哩!那時候,人們要取火可麻煩了。例如在中世紀,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」地點燃導火索,花了一兩分鐘,才能發射一發子彈或炮彈。這樣的點火槍別說是打仗了,即使用它打獵,那「嚓、嚓」的聲響,早就使野獸和鳥兒逃得無影無蹤了。
世界上第一根火柴誕生於200多年前的義大利,火柴杆用木棒製成,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,片刻後,火柴頭就激烈燃燒起來了。這種火柴價格高,攜帶不便,且帶著濃硫酸,具有危險性,所以沒能推廣。直到1834年,世界上才開始流行火柴。剛開始,火柴頭上蘸著的發火藥主要是白磷。白磷是一種非常容易燃燒的物質,它只要稍微一受熱,就會燒起來。有時候,懷裡放著這種火柴,它會忽然自己燒起來引起火災。而且,白磷很毒,生產這種火柴的工人往往會中毒,使用這種火柴當然也是很危險的。後來,人們用磷和硫的化合物——三硫化四磷——來做火柴的發火藥。這種火柴叫做摩擦火柴。它雖然沒有毒,可是也容易著火,只要在牆上一擦,甚至在衣服上一摩擦就會燃起來。用這種火柴當然也不夠安全。
直到100多年前,人們才製成了安全火柴,也就是我們現在用的火柴。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——塗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,的確是安全得多了。
知識點:火柴、磷、氯酸鉀、紅磷
為什麼彩色照片時間久了會褪色或變色
如果保管不妥,一張色彩鮮艷的照片常常會部分褪色或變色。這是為什麼呢?
原來,彩照上的各種彩色染料,大部分為結構較複雜的有機分子,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,彩照上的顏色當然就會變淺了。其次,照片如處於潮濕悶熱的環境中,那麼照片乳劑層中的部分染料,就會與水作用而發生水解反應,結果使一部分染料分解成彩色照片顯影以前的狀態(即分解為成色劑和彩色顯影劑兩者分別存在的狀態),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,時間久了竟慢慢地變成了青色或藍色,這種顏色的變化,人們稱之為偏色。偏色是怎麼引起的呢?這是因為彩照上的染料是由三種不同顏色的染料所組成的,而這三種染料在相同的光照或相同的化學試劑作用下,它們褪色的程度是不相同的,有的顏色較易褪去,有的卻較穩定。這樣,在一張彩照上,當一種顏色變淡,而另一種顏色卻變化甚微時,就會產生某些顏色發生變化的偏色現象。
因此,在保存彩照時,應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,或置於悶熱潮濕的環境中,最好是夾在影集中,並存放在乾燥、涼爽的地方。
知識點:照片、色彩、有機分子、紫外線、分解
為什麼用不粘鍋烹製食品不會粘底
當你用普通的鐵鍋或鋁鍋煎魚、煎蛋時,很容易出現食品被鍋底粘住的現象。而選用不粘鍋烹製各種食品時,就不會出現粘底的情況。不粘鍋有什麼神秘之處嗎?
原來,不粘鍋只是在普通鍋的內側表面,塗覆了一層特別的高分子材料。我們知道,大多數高分子化合物的化學性質都較穩定,通常具有耐酸、耐腐蝕等特性。而塗覆在不粘鍋上的高分子材料,是一種被稱為塑料王的碳氟樹脂—聚四乙烯,就是通常人們所說的「特富隆」。在聚四氟乙烯中,沒一般高分子材料所含有的氫元素,它只含氟和碳兩種元素,而且氟原子和碳原子之間相互抱得很緊,故而它對外界的物質都「不理不睬」,即使放在硫酸、鹽水、王水(腐蝕性最強的混合酸)、燒鹼中煮,它也不會變質,其耐酸程度遠遠超過了黃金。聚四氟乙烯塑料化學惰性的特點,使其在生產、科技、生活等各方面得到了廣泛的應用,將它塗在鍋上製成不粘鍋,僅僅是讓它「小試牛刀」而已。「特富隆」覆蓋在鍋內底上,既不會和沸水發生任何作用,也不會理睬油、鹽、醬、醋、面的親昵。即使不加食用油而直接煎魚、煎蛋等等,不粘鍋照樣自顧自地不去粘一丁一點的食物。
不粘鍋確實給我們的生活帶來了方便和樂趣,但需要提醒的是,不粘鍋切忌在爐火上空燒,因為聚四氟乙烯在250℃以上的高溫下,會開始分解,並放出有毒的物質。此外,不粘鍋在洗刷時不要接觸硬物,以免「特富隆」塗層被劃傷、劃破。無論是高溫還是劃痕,都會降低不粘鍋的性能。
知識點:不粘鍋、特富隆、聚四氟乙烯、穩定、空燒
為什麼很多人喜歡用紫砂壺來泡茶
紫砂茶壺是中國的一種傳統工藝和特產。江蘇宜興素有「陶都」之稱,宜興的紫砂陶器因質地細膩、色澤深沉、雕刻精細而深受人們喜愛。紫砂茶壺是紫砂陶器中最珍貴的工藝產品,其造型獨特、製作精巧,有極高的工藝價值,歷來為人們所讚賞。很多人喜歡用紫砂壺來泡茶,這除了美觀的因素外,還與紫砂壺在泡茶時具有的一些奇妙功能有關。
紫砂壺的里外都沒塗釉,這就使壺壁保持了微小的氣孔,能透氣,卻不滲水,這便是它與瓷器的不同之處。正是由於紫砂壺壁充滿了這些小氣孔,使得它的表面吸附力大大增強,這樣就能使茶葉中的芳香油在遇熱時,揮發的速度變慢,從而起到了收斂和殺菌的作用。所以,紫砂壺具有延緩茶水霉變發餿的功能。另外,砂質而多微孔的壺壁還能吸附茶汁,積聚「茶鏽」,蘊蓄香味,所以有時即使不放茶葉沖水,壺內也會有茶香的餘味。人們發現,在瓷杯中沏的茶,兩天之後已毫無茶香了,而紫砂壺沏的茶在五天後還有茶葉的芳香呢!
紫砂的傳熱性很弱,因此用紫砂壺泡茶,撫握不燙手。同時,它對冷熱的應變性也很好,在寒冬臘月用沸水沖泡不必擔心紫砂壺會炸裂。另外,紫砂壺使用年代越久,越顯出晶瑩光潤。這些優點都是其他類型的茶壺所不及的。
紫砂壺早在宋元時期就深受人們的喜愛,為嗜茶者所必備。今天,紫砂茶壺更是名揚天下,無論是作為工藝品還是茶具,都享有極高的聲譽,遠銷日本、歐洲、南亞、美洲等國家和地區。
知識點:紫砂茶壺、陶器、功能、霉變
為什麼衣物可以乾洗
大多數衣物都是用水來洗滌的。可是,有些貴重的衣料,如呢絨服裝,用水洗後常常會不夠挺括、失去光澤,這可怎麼辦呢?
100多年前,法國巴黎的一間油脂小工廠里,一個身穿污染油垢衣服的工人在緊張地勞動時,不慎把一桶煤油翻倒,潑了一身煤油。他一時無暇更換,待到收工時,俯首一看,衣服上的油污竟不見了。這使他悟出一個道理,衣服上的油污是給煤油洗乾淨的。
煤油是一種化學溶劑,能溶解油污而把織物洗乾淨。用化學溶劑把衣物上的污垢溶解除去的方法,就是乾洗法。不過,煤油雖然能溶解衣物上的油垢,但用它來洗滌衣物,會使衣物變硬,且留下極不好聞的味兒,還會使塑料或有機玻璃紐扣變色、失去光澤,甚至被溶解掉。煤油的缺點這麼多,當然不能充當洗滌衣物的洗滌劑了。
於是,科學家們在化學溶劑世界裡篩選,結果發現,四氯乙烯是一種極好的洗滌劑。用四氯乙烯洗滌過的衣物,不但乾乾淨淨,洗後無異臭,而且衣物柔軟舒適,能保持呢絨的光澤,不會變形、褪色,更不會損傷衣物。經過長時間考驗,現在四氯乙烯已成為世界各國洗衣店公認的標準乾洗劑。
乾洗是在乾洗機內進行的。比較大眾化的機洗型乾洗機,是把衣物放入一個密封的圓筒內,利用圓筒轉動把衣物反覆提升又落入洗滌劑中,藉助衝擊力進行洗滌而最終除去衣物上的污垢。
噴劑型乾洗機配有全自動控制的微電腦。洗衣機工作時處於全封閉狀態,電腦會指揮一台離心泵把四氯乙烯乾洗劑均勻地噴灑在衣物上,乾洗劑把污垢溶脫後,洗衣機會自動運轉甩脫已經含有污垢的洗滌劑,另換上乾淨的乾洗劑作第二次乾洗,這樣反覆進行30分鐘左右,衣物就洗乾淨了。
乾洗後的衣物要認真除去乾洗劑,把乾洗劑的殘留量降到最低,然後用熱空氣烘乾,衣物就恢復原來的狀態了。用乾洗劑處理衣服,還具有殺菌和消毒的作用,這是比水洗更優越的地方。
含有污垢的乾洗劑經過硅藻土和活性炭等吸附劑過濾後,又變成乾淨的洗滌劑,這樣可以反覆使用。
知識點:乾洗、四氯乙烯、煤油、微電腦、乾洗劑
為什麼有些衣服會縮水
衣服的縮水現象是一件令人頭痛的事。例如,當做衣服時選用的襯布或縫線縮水率較大時,做成的衣服經水洗後就會導致面布起皺、變形;而如果面布縮水率過大,則會導致衣服因縮水而變小。
衣服縮水的原因有多種,關鍵在於織物纖維的結構和性質。例如羊毛織物較易縮水,而且縮水後很難再復原,這是由於羊毛纖維的鱗片間相對運動時,正向和逆向摩擦係數不同所導致的。所以,羊毛織物可選用乾洗法作洗滌處理,平時應勤曬、勤拍。如要水洗的話,則應選用有防縮水作用的絲毛洗滌劑或羊毛織物專用洗滌劑。棉布、人造棉布的縮水,則與其本身植物纖維的親水性有關。這些纖維分子的排列較為鬆散,分子間空隙較大,水分子易鑽入。所以一旦浸入水中,纖維會從經向(垂直於纖維的方向)上發生膨脹,即纖維會變粗,但其長度反而縮短。所以,這類織物浸洗時會變厚變硬,乾燥後則會明顯發生收縮現象。這是棉布和人造棉布縮水率大於化纖布的主要原因。
衣服縮水的另一個主要原因是在織物生產過程中形成的。織物在紡絲、織布、印染等過程中,其纖維、紗線要受到一系列的機械拉伸和壓展作用,從而產生變形。這些變形在乾燥狀態時還是較為穩定的,可是在洗滌過程中,纖維和紗線受到濕、熱的作用,變形部分就會急速復原,於是就產生了織物的縮水現象。
織物纖維的種類不同,其縮水程度也不一樣。通常,人造纖維的縮水性最大,如黏膠纖維(人造棉)縮水率可達10%,棉、麻織物通常為3%-5%,而滌綸、丙綸織物的縮水率僅為0.5%-1%。由此可見,合成纖維的縮水性要比親水性纖維織物小得多。
知識點:縮水、織物纖維、生產、變形、合成纖維
為什麼麵包里會有許多小孔
麵包香松可口,是很多人都喜愛的食物。在品嘗鬆軟麵包的同時,你會發現麵包里布滿了細密的小孔,難怪它會像海綿那樣富有彈性和柔性。那麼,麵包里的這些小孔是怎樣產生的呢?這就得從麵包的製作談起了。
做麵包的主要原料是麵粉。在將麵粉揉成麵團時,麵包師要加入一定量的酵母。酵母是一類有益的微生物,在一定條件下它們能大量繁殖。當酵母菌揉入濕的麵團中後,它就開始生長繁殖。酵母體能分泌出各種酶,將澱粉分解成糊精,再進一步分解為麥芽糖、葡萄糖等,最後產生大量二氧化碳氣體。二氧化碳氣體分布在麵團的麵筋網裡,使麵筋變成如海綿狀多孔的疏鬆體。再經過揉面和烤制,麵團里的二氧化碳受熱膨脹,使製得的麵包獲得了疏鬆多孔的品質。
用於食品中的酵母通常有液體酵母、新鮮壓榨酵母、活性乾酵母3種。液體酵母發酵力強,但不宜保存;活性乾酵母雖易保存,但發酵力不強;而新鮮壓榨酵母(簡稱鮮酵母)既有較強的發酵力,又能在冰箱中保存,所以被較多地選用。鮮酵母是一種含有酵母菌體的奶黃色軟固體,其化學成分主要是水、蛋白質、脂肪、糖及少量維生素等。生產鮮酵母的工廠是將一定種類的酵母菌培養於營養液內,通入無菌空氣使酵母菌大量繁殖,然後經過高速離心機分離出酵母漿,再用壓濾機除去殘液並壓成塊狀,即成鮮酵母。
作為疏鬆劑的鮮酵母其實不僅僅用於做麵包,平時家中做各種饅頭、糕點時,也可選用鮮酵母作疏鬆劑。用酵母發酵製作麵包不僅口味好,而且營養成分也有所增加。但是含油脂和糖較多的麵團,用酵母發酵往往達不到疏鬆的要求,因為油脂和糖對酵母菌繁殖有抑制作用。另外,用酵母發酵面因需要一定的時間。為此,家庭製作麵包、饅頭時,也常選用酵母發酵粉。化學發酵粉呈白色粉狀,是幾種化學藥品的混合物,它的種類繁多,常見的是碳酸氫鈉(小蘇打)、酒石酸、酒石酸氫鉀及磷酸氫鈣等的混合物。化學發酵粉揉入麵團後,一旦受熱就會發生化學反應而產生大量二氧化碳氣體,使食品成為多孔的疏鬆體。
知識點:酵母菌、二氧化碳、麵包、化學反應
為什麼魚湯、肉湯會結成凍
冬天,溫度計里的水銀柱會縮到0℃以下。河水結冰了,家裡的魚湯、肉湯也結成了魚凍、肉凍。
然而,這卻是不同的兩回事兒:河水結冰,那是因為溫度下降到冰點,水凝固而結成冰;魚湯、肉湯結凍,卻不光是與溫度有關,而且與魚湯、肉湯中發生的一些化學變化有關。
在顯微鏡下,你可以看到,魚肉和豬肉都像一捆捆甘蔗,它們是由蛋白質纖維束組成的。在纖維束與纖維束之間有結締組織,結締組織像繩子一樣,把這些纖維束緊緊地連在一起。
結締組織主要由韌帶質與生膠質組成,它們都是蛋白質。當你用小火慢慢地燉魚湯、肉湯時,韌帶質沒什麼變化,而生膠質卻與水發生了化學作用——水解成了動物膠。
在溫度較高的時候,動物膠能夠溶解在水裡,形成膠體溶液。但是,溫度一低,甚至不一定要降到0℃,它就凝結成凍狀。動物膠的營養價值很高,如果燉得更久些,它還會繼續與水反應,進一步水解變成胺基酸。胺基酸的味道是很鮮的,這就是為什麼魚湯、肉湯燉得時間越長,味道越鮮。
在水果、蔬菜里,也有一種膠質,叫做植物膠,它具有連接各個細胞的作用。在加熱時,細胞膜破裂了,植物膠也會跑到水裡去。青菜里的植物膠不多,所以誰也沒聽說過有什麼「菜凍」。不過,有些果子裡卻有很多植物膠,最出名的要算是山楂了。山楂湯不僅在冬天會結凍,在夏天也能結凍,變成山楂糕。有些果子含膠較少,雖然不能結成成塊的凍,可是仍能結成醬,甜美的青梅醬和蘋果醬等,就是用這個原理製成的。
知識點:動物膠、植物膠、溫度、化學反應、蛋白質
為什麼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遊蕩。在汽水工廠里,人們加了很大的壓力,強迫它大量溶解在水裡。然後,裝進瓶子,緊緊扣上塞子,這就成了汽水。
當你喝汽水時,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。於是,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:溫度越低,氣體往往在水裡溶解得越多。就拿二氧化碳來說吧,在101.3千帕(1個大氣壓)、0℃時,它在水裡的溶解度為1體積水溶解1.71體積二氧化碳;而20℃時,1體積水只能溶解0.88體積二氧化碳,幾乎相差一半!冰凍汽水由於溫度低,其中的二氧化碳比較難於逃逸,所以喝起來就感覺到泡沫特別多。
人們喝進汽水以後,腸胃並不吸收二氧化碳,況且肚子裡溫度高,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,幫助消化。
為了更可口、更富有營養一些,人們還在汽水裡加進了糖、檸檬酸、橘子精與一些香料等。現在,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、香檳等飲料裡面,也加進了二氧化碳。
有趣的是,大自然也會製造「汽水」哩:火山旁,往往有地下水冒出,形成溫泉。由於地下壓力很高,使許多氣體,如硫化氫、二氧化碳等溶解在水裡。而當地下水一噴出地面,就像剛開瓶的汽水一樣,常常是白浪滾滾,大冒氣泡。
知識點:二氧化碳、汽水、消化、難溶性
為什麼罐頭食品可以長久儲藏
在超市里,人們可以看到許多食品罐頭,有水果和豆製品,也有做成各種風味的熟制肉類和魚類等。罐頭食品不但能保持口味鮮美,食用方便,而且可以長期儲藏,調節食品的供應季節。
為什麼製成了罐頭的食品就能長久儲藏呢?
雞、鴨、水果、蔬菜等各種食物都含有大量的水分和非常豐富的營養,如蛋白質、脂肪、糖和各種維生素。如果這些食物沾染了細菌,在一定的溫度下,細菌會通過吸收食物中的營養而迅速地繁殖起來,經過一段時間後,就會使食物腐敗變質。因此,在加工罐頭食品時,必須使原料在加工過程中儘量避免細菌的入侵。一般先進行原料處理、調味處理,再裝入清潔的空罐內,然後通過加熱排氣或機械抽真空的方法,把留在罐內的部分空氣趕走,這樣製成的罐頭食品,可以保持一定的真空度;經過排氣、密封后的罐頭,最後進行嚴格的滅菌處理。這樣的罐頭食品,不但達到了合格的色、香、味指標,而且能夠長久貯放。
有時,偶然也會發現一兩個罐頭的底蓋兩端凸起的現象,俗稱「胖聽」罐頭,這種罐頭在開罐時往往會放出大量氣體。造成這種「胖聽」的原因是比較複雜的:有時是由於鐵罐內的塗錫層不勻,或是錫層擦傷,使食物中的有機酸與鐵長時間地接觸,造成電化反應而放出氫氣;有時「胖聽」是由細菌引起的,如在殺菌前食物處理不當,染菌過多和殺菌不完全,造成細菌大量繁殖,並產生了碳酸氣。這樣造成的「胖聽」罐頭食品當然就不能再食用了。
由於罐頭食品是經過密封后予以嚴密殺菌而製成的,平時只要把罐頭放在陰涼乾燥的地方,不使罐頭生鏽或封口碰損,罐頭食品是完全可以長期貯放的。
近年來,隨著罐頭食品工業的發展,又出現了一種用新型的柔韌性包裝材料製成的軟罐頭,這種材料由聚酯、鋁箔、聚乙烯三層薄膜複合而成,它具有良好的柔韌性、重量輕、便於攜帶等優點。這種軟罐頭同樣具有高溫殺菌、密封性能好的特點,並能防止氧氣、水蒸氣、光線的透入,從而避免罐內食品質量的降低,可達到長期保存食品口味、香味和色澤的目的。
知識點:胖聽、罐頭食品、細菌、真空、碳酸氣
為什麼紙張放久了會發黃
你了解紙的「身世」嗎?
紙的前身是木材、蘆葦、秸杆等物質。一根根的木頭,來到造紙廠里,先用磨木機磨碎,再經過蒸煮、打漿、漂白,使它們變成紙漿,然後經過抄紙機的「手」,連拉帶壓,同時加熱以趕跑紙漿中的水分,最後就得到白色的紙張了。
紙雖然沒有生命,可是也會衰老。有時候,存放了多年的書報,往往會「悄悄地」發黃;有些紙張甚至變得「弱不禁風」,多翻幾下就會破損。這是為什麼呢?
原來,當木材變成紙張以後,木材身上的纖維素就遷移到紙里「安家落戶」了。紙之所以有韌性,完全是依靠纖維素的支持。
可是,紙張印成報紙、書籍以後,空氣中的氧氣就會和紙里的纖維素慢慢化合,雪白的纖維素和氧「要好」以後,報紙的臉色也就發黃了。紙還有一個捉摸不定的「敵人」,那就是光線。光線能和紙的纖維起光化學作用,還能使紙上已經被漂白的色素又顯露出原來的顏色。所以日子一久,報紙便會發黃變脆。
所以,圖書館裡的書柜上,往往裝飾著一些彩色玻璃,使組成光線的紅、橙、黃等各種色光被同色的玻璃「吃」掉,並且反射掉一部分光線,這樣可以減輕光線對書籍紙張的「殺傷力」,延長書報的壽命。
知識點:紙、纖維素、韌性、化合
為什麼不宜喝反覆煮沸的水
不喝生水已是人人皆知的衛生常識了。但也不是說,只要是燒開的水,就一定都能喝。其實,還有幾種「開水」也是不宜飲用的:比如在爐灶上沸騰了很長時間的水,蒸飯、蒸肉以後殘留的「蒸鍋水」,開水鍋爐里隔夜重煮或未重煮的水,裝在熱水瓶里已有幾天的溫開水等。
這些燒開過的水,為什麼不宜飲用呢?這是因為,水裡通常都含有微量的硝酸鹽和重金屬離子,比如鉛、鎘等。當水長時間加熱後,由於水分被不斷蒸發,水中的硝酸鹽和重金屬離子的濃度相對地增加了。含有較多硝酸鹽的開水,在進入人體腸胃後,其中的硝酸鹽就會被進一步還原成亞硝酸鹽。而亞硝酸鹽會破壞血液輸送氧氣的功能,使人心跳過速,呼吸困難。情況嚴重的時候,還有致命的危險。同樣,重金屬離子對人體也是有害的。
既不能喝生水,又不宜喝反覆煮沸的開水,是不是喝純淨水或蒸餾水最衛生呢?其實,一般水裡含有的鈣、鎂等元素,都是人體必需的元素,鈣大約占人體重量的1.38%,是骨骼和牙齒等的主要成分,而且它對維持心肌的正常收縮和促進血凝等都起重要作用。鎂大約占人體重量的0.04%,其中70%存在於骨骼中,每人每天大約需要0.3-0.5克鎂。這兩種元素的一部分就是從飲用水裡攝取的。可見,只飲蒸餾水或純淨水也並不一定很好。
那麼,飲用怎樣的開水才是合適的呢?燒水時,當水壺中的水開始沸騰,表明壺內水溫已達到100℃,絕大多數的細菌都被殺死了。如果自來水中氯的氣味較重,則可以適當再燒一兩分鐘。這樣的開水無論是沖茶,還是煮飯,都是很適宜的。
知識點:開水、亞硝酸鹽、離子、硝酸鹽
為什麼反覆油炸後的食油不宜再食用
在家庭烹飪中,不少人在用大量食用油炸過的食物後,常把多餘的油瀝出,下次使用時再加入新油,油炸熟食物後再瀝出。如此反覆使用,看似節約,但從食品衛生的角度而言,這種經過反覆油炸的油是不宜食用的。
食用油的化學成分是脂肪酸甘油脂,它在油炸即加熱條件下,發生了許多變化,不僅破壞了油脂的營養價值,還產生了許多對人體健康不利甚至有毒的物質。
根據研究,食用油在200℃-300℃時,至少發生了三類變化:一類是熱分解作用,脂肪酸甘油脂分解成醛、酮、醛酸、醛脂、低級蠟質等小分子,這些物質不僅有異味,還影響人的健康。另兩類變化是油層內部的缺氧聚合作用和油層表面的熱氧化聚合作用,它們使油脂中那些由熱分解作用產生的小分子漸漸聚合在一起,形成更大的分子團。其中有些分子團還可能造成人體的慢性中毒。這時,油的黏度增加,熔點提高,透明清澈的油變為濃稠液體,底部析出凝固物,這是油中有害物質越積越多的標誌,應全部棄之。
需要說明的是,一大鍋油也不必只使用一次就全部倒去,關鍵是不要反覆油炸,更不宜存放太久後重新使用。當油的黏度增加,並能感覺到其變得稠濃、流動性較差時,就必須停止食用了。一些街頭無證小攤販用於炸油餅、油條的油,往往本來就品質低下,而且幾乎從不清底換用新油,這種油炸食品是不宜食用的。
知識點:食用油、脂肪酸、甘油脂、缺氧聚合作用、慢性中毒
為什麼摩絲能固定髮型
理髮師為了固定髮型,常常在燙髮後往頭髮上噴一些泡沫一樣的東西,人們稱之為「定型摩絲」。說來真奇怪,噴上定型摩絲後,髮型就被固定了,不會再隨風飄動,而且可以保持較長的時間不變形,因此它很受人們的歡迎。那麼,摩絲為什麼能固定髮型呢?
摩絲是一種經過化學加工合成的高分子化合物,它的分子量高達幾十萬甚至上百萬。其中的碳原子數成千上萬,它們彼此拉起手來,連成一根長鏈,鏈上還連接著氫、氧、氮等其他原子。這些原子彼此靠近,互相纏繞蜷曲,就形成了有—定強度的材料。如果長鏈與長鏈之間通過某些原子或基團再彼此聯結起來,那就會形成一種網狀的高分子材料,這種材料即使加熱也不再會軟化、變形。
摩絲主要由聚乙烯毗咯烷酮(0.5%-4%)、烴乙基纖維素和烴丙基三甲胺苯鹽共聚物(0.5%)組成,再加人酒精(15%)、去離子水(60%-65%)、少量增塑劑、防水劑和香精。為了使用方便,摩絲中還加入了噴射劑(15%)。當你把摩絲塗抹在頭髮上時,其中的溶劑就會迅速揮發,高分子化合物就從中析出,附著在頭髮上。這些線狀的長鏈化合物會使頭髮的剛性大大增加,繼而使它們保持一定的形狀,水溶性的高分子化合物和其中的蛋白陽離子,在髮絲表面形成了薄薄的高分子膜,既能保持髮型,又可以隨時用水洗去。
現在,用於固定髮型的化妝品品種越來越多,除摩絲外,還有定型水、嗜喱水等,除了有固定髮型的作用,有些還具有營養發質、保持頭髮烏亮濕潤的效果。
知識點:摩絲、髮型、化合物、碳原子
為什麼防曬霜能防曬
很多人都有這樣的經驗:如果把手臂裸露在酷熱的太陽下,要不了多久,手臂上的皮膚就會發紅。時間一長,還有可能脫皮、疼痛。長期在海洋上作業的漁民、海員,臉色蒼老黝黑,皮膚粗糙多皺,皮膚的衰老程度往往超過實際的年齡。這都是由於太陽光中紫外線過度照射的結果。
紫外線雖有殺菌的能力,但也能傷害人體皮膚表面的角質細胞。輕的能使皮膚出現紅斑、灼痛,嚴重的出現水腫,甚至導致褐斑、雀斑惡化,誘發皮膚癌。防曬霜可以減緩紫外線對皮膚的傷害,為長期在室外工作的人們帶來了福音。
在防曬霜中,除含有一般膏霜製品中都有的油分和水分外,還加入一種能反射或吸收紫外線的防曬劑。最早的防曬霜中使用的防曬劑是一些固體粉末,如氧化鋅、二氧化鈦、滑石粉、高嶺土等,它們都能反射紫外線,所以有防曬的功效。以後發展的防曬霜則添加了能吸收紫外線的防曬劑。它們大多是複雜的有機物,具有很強的吸收紫外線的能力,像有一種叫對氨基苯甲酸丁酯的物質,它能吸收99%到達皮膚上的紫外線,因此具有十分理想的防曬效果。
奇妙的是,人們發現,從某些植物的莖、葉和果實中提取的物質或浸出液,也具有吸收紫外線的能力。例如,從黃瓜中提取的黃瓜油和蘆薈莖葉的汁液等,可以加在化妝品中,製成防曬霜、防曬油或防曬水。需長期在室外工作的人員,應該塗用防曬霜,以保護皮膚的健康。
知識點:防曬劑、紫外線、角質細胞
為什麼吸菸有害身體健康
菸草又稱為菸葉,是製作香菸的主要原料,其主要成分有兩類,即有機化合物和無機化合物,前者主要為糖、色素、蛋白質、纖維素、菸鹼等,後者為鉀、鈣、磷、硫等鹽類。
香菸點燃時,最熱部位的溫度可達800℃,此時有0.3%-0.6%的揮發物質被釋放出來,其主要成分為有特殊香味的萜烯類物質,「香菸」一詞由此而得。吸菸時,菸草在不完全燃燒中會發生一系列熱化學反應,從而產生大量新的化學物質,其成分非常複雜。據分析,香菸煙霧中大約有4800餘種化學物質,其中對人體有害的達1200餘種,主要為一氧化碳、二甲基亞硝胺、多環芳烴、焦油、尼古丁、酚類化合物等。
尼古丁又稱菸鹼,是香菸中有害物質的魁首,它的毒性很強,一滴純尼古丁可毒死三匹馬。不過,香菸中還有一種稱為甲醯的有毒物,它能中和掉一部分尼古丁的毒性,使抽菸者一般不會產生急性中毒的症狀。香菸煙霧中還含有多種化學致癌物質,如苯並芘、亞硝胺、芳香胺、砷、鎘等。這類物質進入呼吸道或食道後,很容易引發口腔癌、鼻癌、食道癌、胰腺癌等惡性疾病。另外,香菸中還含有少量放射性元素,這是它對人體的又一個潛在的危害。
香菸煙霧中的有害成分不僅使吸菸者的健康受到危害,而且造成不吸菸者的被動吸菸。從被動吸菸者的血液和尿液中,同樣也可檢驗出尼古丁。特別是嬰幼兒的被動吸菸危害更為嚴重,它會造成嬰幼兒智力遲鈍、肺功能下降等。據測試,一支燃燒的煙,其燃燒端直接排入空氣的煙霧量和有害成分的量,都要比吸入端多得多。
知識點:香菸成分、尼古丁、萜烯、酚類化合物
為什麼說水是生命之源
科學家們經過大量的考證得出結論:35億年前,地球上出現的最早的生物,就是在水裡產生的。所以說:水是生命的描籃,是世上萬物能夠生存的最基本物質。人們需要水,就像需要空氣一樣。醫學實驗證明,在水中分娩的嬰兒大多情緒穩定,這是因為胎兒原本就生活在母體內的羊水中。
兩個月大的胎兒身體中大約含有90%以上的水,剛出生的嬰兒體內約含80%的水,成人體內的65%也是水。每人每天平均需要補充2.5-4升的水,才能維持人體的正常需要。
為什麼水對生命體如此重要呢?原來,水有一大優點,它非常喜歡交朋友,生命體所需的各種營養物質都可以溶解在水中。水如同生命體的一列運輸貨車,將生命體外的各種營養物質運送到體內的各個組織部分,同時將生命體代謝出的廢物運送出去,水參與生命體的新陳代謝,人們可以幾天不吃飯,但不可幾天不飲水,因為人體血液中的96%是水,人體通過血液的流動,將各種營養物質輸送到所需部位。如果缺水,會造成血液黏稠,流動不暢,使人出現虛脫症狀,嚴重時可造成體內血栓,直接危及人的生命。植物缺水也會出現莖葉枯黃,甚至枯死。在地球上嚴重乾旱少雨的茫茫沙漠戈壁幾乎沒有生命的痕跡。
知識點:水、溶解、運輸、新陳代謝、血液
為什麼醫院常用酒精消毒
酒精學名叫「乙醇」,是醫院裡消毒殺菌用的常備藥品。護士給病人打針時,首先是給病人皮膚打針處消毒,而通常用的方法是,用一個或幾個棉球在打針處擦一擦,防止病菌從針眼處鑽入人的體內,這些棉球上,就蘸足了酒精。
消毒用的酒精大約含75%的乙醇,這個濃度的酒精,能力很強,遇到細菌並不急於使細菌表面的蛋白質凝固,而是透到細菌體內,然後把整個細菌體內的蛋白質統統凝固起來致細菌於死地,達到消毒殺菌的目的。
酒精抹在皮膚上,使人有涼爽舒服的感覺,能減輕打針痛感。它還有易揮發的特點,皮膚塗上酒精後,酒精不一會兒就揮發掉,不留污跡,針眼癒合快,真是消毒用的理想藥品。
學校里一些動物標本,如蛇、青蛙、魚等,都是浸泡在酒精里,就是因為細菌無法在酒精里生存、繁殖,這些標本才不會腐爛。玻璃容器和酒精都是透明的,所以我們就能直接看見這些栩栩如生的小動物了。
知識點:酒精、細菌、凝固、揮發
做豆腐為什麼要加石膏或鹽滷
鹽滷是一種喝了使人中毒甚至死亡的食鹽副產品。歇後語「滷水點豆腐——一物降一物」,就是說豆腐只有放鹽滷才能做成,鹽滷既然喝不得,為什麼做豆腐要用鹽滷呢?
點鹵時,由於鹽滷是電解質,它們在水裡會分成許多帶電的小顆粒——正離子和負離子,這些離子通過發生作用,奪取了黃豆所含蛋白質的水膜,抑制了蛋白質表面所帶電荷的斥力,使蛋白質的溶解度降低,小顆粒就相互凝聚沉澱。這時,豆漿里就出現白花花的東西,最後濾去漿水壓實,就做出鮮嫩的豆腐了。
做豆腐時點鹵是很關鍵的細活,點少了豆腐凝固不好,點多了豆腐會有苦味,人們不喜歡吃,做出的豆腐數量還少。所以要一點一點地往豆漿里滴,並且仔細地觀察著,發現豆漿里有了漿狀白花花的東西,就要立刻停止點鹵。
知識點:電解質、溶解度、沉澱、凝固
衣櫃裡的樟腦球為什麼會越來越小
打開家中的衣櫃,你會發現衣服下面大多放有幾個用紙包著的白色有異味的、比桌球小一點兒的小圓球,這就是樟腦丸,也叫樟腦球。這是為什麼呢,原來衣櫃、衣箱裡常常暗藏著一些小蟲子,這些蟲子愛吃棉被、衣服,如一件完好的羊毛衫,如果收藏不好,就會被蟲子咬上許多小洞,不能穿了。放上幾粒樟腦球後,能散發出一種怪味,這些小蟲子聞了以後就受不了,趕快逃走了,所以衣物就不會被它們蛀壞了。
樟腦球是用樟油經過提純加工製成的,它同水和酒精一樣,很容易揮發,變成蒸氣跑掉。所不同的是樟腦球不是變成液體再變氣體,而是直接變為一種樟腦蒸氣。圍繞在衣服周圍,慢慢地散發出來。正是這種易揮發的性能,樟腦球就越來越小,也正是這慢慢散發出來的氣味,把衣櫃裡的小蟲子趕跑了。
一些書籍放久了,也會出現一些破洞。這時,小心翻開書就能看到一些像毛毛蟲一樣的小蟲子,這就是咬壞你心愛書籍傢伙,所以在你放書的地方,也要注意放上幾粒樟腦球,以防書籍被它咬壞。
知識點:樟腦球、異味、揮發
香水為什麼會散發香氣
我們日常使用的花露水,習慣上叫它香水。不知你有沒有試驗過,當夏天晚上在室外乘涼時,把身體裸露的部位塗上點得水,蚊蟲就不來叮咬;有時皮膚被蚊蟲叮了以後,擦上香水,可以消腫止癢;當屋裡有了異味後噴灑一點香水,香飄滿屋,異味去除。這是為什麼呢?
原來香水是由香精、酒精和水混合製成的溶液。單一香味的香料氣味單調,把各種特點的香料,如容易揮發的、香味綿長的、有驅蟲效果的等香料配合製成香精後,香氣醇厚持久,舒適宜人。但香精大多不溶於水,卻溶於酒精,配香水用的酒精濃度約為70%,具有最強的殺菌效力,更適合配製香水,再加入適量的水,就制出了能殺菌消腫止癢、芳香宜人的香水了。
知道了香水的原料多具有易揮發的特點,就明白了噴灑後香味不僅留在了噴灑處,也自然揮發到空氣中,使周圍空間都充滿了香氣。
知識點:香水、香精、酒精、揮發
雞蛋變質了為什麼臭不可聞
為了保鮮,人們常把買回的雞蛋放進冰箱裡保存。放置時間長久的雞蛋或是沒有保存好的雞蛋,蛋清和蛋黃就會混成一團,還會出現不正常的顏色,甚至變得臭不可聞,這樣的雞蛋就不要吃了。
為什麼雞蛋變質,就臭不可聞呢?這要從雞蛋內的物質說起。雞蛋的蛋清和蛋黃,主要是由蛋白質構成的,雞蛋的蛋白質中含有好多種元素,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生變質,就是裡面的蛋白質變質了。蛋白質變質是個複雜的過程,會出現沉澱、渾濁、變色、變味、產生氣體等現象。在蛋白質變質的過程中,蛋白質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。雞蛋變質後臭不可聞的氣味主要來自硫化氫。
在教科書中敘述硫化氫的氣味時,往往就寫為「臭雞蛋的氣味」。硫化氫是一種劇毒性的氣體,當空氣中混入的硫化氫達到一定濃度時,會使人中毒致死。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,必須經過處理、淨化後,才能排放到大氣中。
要及時吃完買回的雞蛋,不要讓它變質,更不要讓它產生硫化氫,也不要讓硫化氫污染我們的空氣。
知識點:雞蛋、變質、蛋白質、硫化氫、污染
剝開熟的鹹鴨蛋,蛋黃里為什麼會流出黃色的油
鹹鴨蛋里的油是從哪裡來的呢?
原來,鴨蛋里不僅含有蛋白質,也含有不少脂肪,這些脂肪幾乎都分布在蛋黃里。在鴨蛋的蛋黃里,蛋白質約占2/3,其餘是脂肪。在鮮鴨蛋的蛋黃里,蛋白質能把脂肪均勻地分散成很多很小的油滴,使得蛋白質與脂肪融為一體,用我們的眼睛是不能把它們分辨開的,當然就更看不到有油了。用食鹽把鴨蛋醃製成鹹鴨蛋後,食鹽進入了鴨蛋裡面,食鹽能使得蛋白質發生一種叫做「鹽析」的過程。鹽析的過程,就是鹽降低蛋白質在水中的溶解度,使蛋白質沉澱集中起來。蛋黃里的脂肪原來是均勻分散在蛋白質中,現在蛋白質被沉澱集中了,脂肪就不能再分散了,它們聚集成大的油滴。在鴨蛋的蛋黃里,脂肪占到近1/3,這麼多的脂肪聚集成的大油滴,當然就會把整個蛋黃浸在裡面,並且會從蛋黃里流出來,成為我們看到的黃色的油。
知識點:油、脂肪、蛋黃、鹽析
為什麼提倡食用加碘的鹽
我們人體中至少有20多種元素,其中碘元素僅占人體總質量的0.000043%,但是碘的地位是很重要的,是人體不可缺少的元素。碘是甲狀腺組織合成甲狀腺素的一種原料,甲狀腺素是參與人體新陳代謝活動的極為重要的內分泌激素,它對生長、發育、智力和個性發展等起著重要作用。人們只能從飲食中獲得碘元素,如果飲食中缺乏碘元素,合成甲狀腺素原料不足,甲狀腺就會腫大,出現大脖子病(醫學上稱為地方性甲狀腺腫)。甲狀腺腫大影響青少年的正常發育,還會出現機能亢進、基礎代謝失調、眼球突出、心悸等,甚至會精神失常。
在海產品(如海鹽、海帶、海蝦、海魚、海藻等)中含有碘,吃海產品是獲得碘的一種好方法。在一些遠離海岸或高原的地區,人們難得吃海產品,同時這些地區的土壤以及飲用水、食鹽、蔬菜、糧食中都缺乏碘,就會造成大脖子病。要對人體進行碘元素的補償,最好的辦法是在食鹽中增加碘,因為人每天都要吃進食鹽。
現在有些人推銷補充碘的藥物,我們應該慎重對待。因為人體攝入碘的量,並不是越多越好。當人體攝入過多的碘以後,甲狀腺組織中的碘過多,使得甲狀腺組織不能正常地合成甲狀腺素,人體又會出現甲狀腺腫大及其他各種病症,這種情況在一些沿海地區常有發生。
應該根據不同地區、不同人的具體情況,決定是否要補充碘。在缺乏碘的地區提倡食用加碘的鹽,是預防甲狀腺腫大的一大舉措。
知識點:碘、甲狀腺、甲狀腺素
夏天鹽罐里為什麼會濕漉漉的
我們每天都要從食物里攝取食鹽,一般每人每天攝取10-15克左右,現在醫生要求中老年人控制在5克左右。食鹽的主要成分是氯化鈉,它由氯離子和鈉離子組成,在溶於水後,氯離子有鹹味,就是我們嘗到的食鹽的鹹味。食鹽不僅是食物的調味品,還能醃製各種食品,使食品不容易腐爛變質。醫院裡給病人輸液用的生理鹽水,就是含氯化鈉0.9%的水溶液,為的是保證人體的正常生理活動。食鹽還能向人體提供氯元素,以產生胃液中的鹽酸。
人們從大自然中獲取食鹽,沿海地區用蒸發海水的方法曬出食鹽;內陸地區用熬煮鹽湖水或鹽井水的方法得到食鹽;還有的地區開採食鹽礦得到岩鹽等。在人們獲得的食鹽中常混有氯化鎂、氯化鈣等物質,它們的含量大了會使食鹽帶有苦澀味。氯化鈉本身不易吸水,而氯化鎂和氯化鈣容易吸收水分,並且溶解在其中,在表面形成水溶液,這種性質在化學上稱為潮解。
夏天,空氣的濕度大,食鹽中的氯化鎂和氯化鈣就會吸收空氣中的水分發生潮解,在食鹽表面形成水溶液,使鹽罐里濕漉漉的。
如果把食鹽中的氯化鎂和氯化鈣設法除去,得到純度很高的氯化鈉,就不會發生以上現象了。同時,人們利用氯化鎂或氯化鈣容易潮解的性質,在實驗室里用它們做為物質、特別是氣體的乾燥劑。
知識點:食鹽、鹽酸、氯化鎂、氯化鈣、潮解
夏天出汗過多,為什麼要喝些鹽開水
炎熱的夏天,有時氣溫會接近或高於人的體溫,不論你是否在活動,身上都會汗水淋漓。人出汗的時候,會隨著汗水的蒸髮帶走身體內的一些熱量,使體溫保持在正常的範圍,使人能正常地工作、學習和生活。
人體的汗液里除了98%左右的水分,還有一些鹽分,所以人的汗水是鹹的。當汗水流到眼裡,眼會感到有些刺痛;流到嘴裡,就會嘗出它是鹹的了。人出汗是為了調節體溫,但是當人流出很多汗的時候,就不僅要消耗人體內不少的水分,也要消耗人體內不少的鹽分。補充水的方法很簡單,只要喝些水就行了。鹽分用不用補充呢?醫學證明,如果人體內含鹽量不足,就不能保持體內的酸鹼平衡和水的平衡,同時神經與肌肉的機能也會受到影響,常伴隨出現的症狀有嘔吐、肌肉抽搐等,患者會疼痛難忍,嚴重的甚至休克。因此,在流出很多汗以後,不僅要補充水分,還要補充一些食鹽。如果只靠從食物中攝取食鹽,顯然是不夠的,因為人們每天從食物中攝取的食鹽,是維持正常生理活動所必需的。夏天出汗過多的時候,喝些加少量食鹽的淡鹽開水,既補充了水又補充了食鹽,是有益於健康的一舉兩得的好事情。
你一定能判斷出來;用牛奶、果汁、糖水等是不能代替鹽開水的,因為它們幾乎不含食鹽,無法補充人體缺少的鹽分。
知識點:汗液、鹽分、平衡
為什麼蚊香能驅趕蚊子
夏秋之交蚊子最多,一陣又一陣的嗡嗡聲令人心煩意亂,這樣還不算,這些「吸血鬼」還會通過血液傳播腦炎等疾病,真是可恨到了極點。為了驅蚊,人們採用了很多方法,其中,使用蚊香是常用的辦法之一。蚊香為什麼會驅蚊呢?
只要我們看一下蚊香的主要成分,就一目了然了。蚊香的主要成分是殺蟲劑,通常是除蟲菊酯,其毒性相對較小。除殺蟲劑外,裡面還含有黏合劑、防腐劑、助燃劑等。蚊香燃燒時,助燃劑使蚊香燃燒更旺,蚊香中約92%的部分在較高的溫度下揮發,燃燒生成的蒸氣便散發到空氣中,除蟲菊酯對蚊子有致命的殺傷,可以破壞蚊子的神經系統和呼吸系統。另外,有些蚊香為了增加驅蚊效果,往往還要添加一定量的農藥,這些農藥主要是有機氯農藥、有機磷農藥或氨基甲酸酯類農藥。這些農藥在燃燒時會產生蒸氣,蒸氣中含有苯酚、對甲苯、苯、二甲苯及少量的鉛、鎘等物質也可以驅蚊、殺蚊。
應該說,在蚊蟲肆虐的季節,使用蚊香驅趕那些討厭的蚊子不失為較好的辦法,但是,由於蚊香中含有的一些化學成分。在殺蚊的同時也會使人受到相當的毒害,因此使用蚊香時一定要慎重。選用蚊香時,一定要注意選用未變質的。另外,一間15m2的房間內點一盤蚊香為好,千萬不要為了驅蚊效果好而同時燃幾盤蚊香。晚上如果大量點蚊香,往往使人休息不好,感到頭痛和渾身不適,嚴重的甚至會中毒,對那些蚊香過敏的人則不能使用。
目前,在市場上出現了一種新型蚊香,它主要選用脂做殺蟲劑。這種蚊香滅蚊高效、微煙微害,方便安全,已開始大範圍推廣。為防止蚊香對人的副作用,應儘量改用其他方法防蚊,如選用低毒、高效的蚊香產品。
知識點:蚊香、殺蟲劑、助燃劑
為什麼乾草堆有時會自行燃燒
在農村,經常出現一些怪事:農民們堆放在院內或田頭的稻草堆,有時會莫名其妙地燃燒起來,由於缺乏科學知識,農民們便迷信地認為得罪了老天,老天發「天火」來懲罰他們。
這是怎麼回事呢?乾草自行燃燒起來是由於發生了化學反應,這種現象在化學上叫做自燃。
乾草堆為什麼會自行燃燒呢?讓我們來看—看燃燒。燃燒的發生需要有兩個條件:一是溫度要達到該物質的著火點,二是要有充分的空氣。乾草長期堆放,底部的透氣性較差。時間久了,乾草會慢慢地發生化學反應,底部的乾草被氧化了,乾草在被氧化的同時,放出了大量的熱,由於透氣性不好,反應產生的熱量就很難擴散出去,使得乾草堆內的溫度越來越高,終於達到了乾草的著火點。由於乾草堆底部原來便存有一部分氧氣,乾草堆便燃燒了起來。
由此,我們就不難解釋農民的柴草堆為什麼會自行燃燒了。這只是一種化學現象,根本就不是什麼「天火」。
知識點:自燃、著火點、氧氣、透氣性
濃硫酸為什麼會燒傷皮膚
濃硫酸是一種腐蝕性極強的酸。人的皮膚上濺上少量的濃硫酸,就會使人發痛,要是不小心濺上了大量的濃硫酸,更會引起皮膚灼傷。原來,濃硫酸具有極強的吸水性,硫酸分子容易與水分子結合,生成水合物,同時放出大量的熱量。而人體皮膚中最主要的成分就是水分,它在細胞里所占的比例高達70%。因此,當濃硫酸碰到皮膚後,就會吸收細胞中的水分,同時放出熱量,灼傷皮膚,使皮膚感到劇烈的疼痛。
濃硫酸不僅會灼傷皮膚,如果濺到衣服上,還會腐蝕衣物。這是因為衣服的原料是纖維素,而纖維素是由碳、氫、氧等元素所組成的化合物。當它遇到濃硫酸時,濃硫酸能將纖維素中的氫元素和氧元素按「二氫一氧」的比例「搶走」,只留下黑色的碳,衣服就這樣被腐蝕掉了。水中氫元素和氧元素的比例是「二氫一氧」,濃硫酸的這種特性叫脫水性。
要是我們的皮膚不小心濺上了濃硫酸,就要立刻先用布擦淨,然後用大量稀的小蘇打水溶液來沖洗。因為小蘇打水溶液具有弱鹼性,可以把硫酸中和掉。如果沒有小蘇打水溶液,也可以用大量的水沖洗皮膚。要是皮膚灼傷太嚴重,應該立刻去醫院治療。
知識點:灼傷、吸水性、濃硫酸、脫水性
為什麼應該回收廢舊電池
隨著經濟的發展和人民生活水平的提高,電池的生產量和使用量越來越大。我國是電池生產和消費大國,去年電池的產量和消費量高達140億隻,占世界總量的1/3。
在我們的日常生活中離不開電池,收音機、錄音機、電視搖控器、手機等等都需要藉助電池來工作。可是電池都有一定的壽命,當一節電池結束自己的使命後就成了廢舊電池。為什麼不能將廢舊電池作為生活垃圾丟棄而應該進行回收呢?
首先我們看一下電池的組成:乾電池、充電電池的組成是鋅皮(鐵皮)、汞、硫酸化物、銅帽;蓄電池以鉛的化合物為主。如果將廢電池作為生活垃圾處理,廢舊電池中的重金屬(如鉛、汞、鎘、錳)會污染水源和土壤,並且會通過各種途徑進入人的食物鏈中,這些重金屬進入人體內,長期積蓄難以排除,會損害神經系統、造血功能和骨骼,甚至可以致癌。而將廢舊電池回收,可以變廢為「寶」,電池中含有大量的有色金屬,有色金屬是地球上不可再生的寶貴資源,將廢舊電池再生利用,提取其中的有用成分,將廢物變為資源。
為了我們自己的生存環境,我們應該將廢舊電池收集起來,千萬不能亂扔。
知識點:舊電池、污染、土壤、有色金屬、不可再生
為什麼城市的垃圾要處理
我們在日常生活中都要產生很多的垃圾,比如廢紙、廢棄物、爛菜葉、破舊家具、糞便等等。工業生產同樣也會產生許多的工業垃圾,如廢料、廢機器、廢舊物品等等。根據有人計算,我國城市現已有60多億噸的工業垃圾和5億多噸的生活垃圾。這麼多的垃圾堆積在地上不是件好事,既不美觀還破壞環境,那你清楚這麼多的垃圾是怎樣處理的嗎?
我們已經清楚了,垃圾也是一種可以利用的資源。城市垃圾大多數是日常生活中的垃圾和工業垃圾構成的。但在大多數人們還沒有徹底的認識到垃圾的利用價值之前,對垃圾的處理是進行簡單的填埋,尋找一些離城市的居民區較遠的低洼地區,將垃圾填埋,然後用泥土覆蓋在垃圾的上面。這種方法已經使用了很長的時間。但是後來人們慢慢的發現:把垃圾填埋在地下雖然很簡單又方便,但日久天長經地下水和雨水的沖刷滲透的過程中垃圾不僅污染了地下水和土壤,特別是垃圾中含有許多有害物質在滲入水和土壤後,通過食物對人類和牲畜造成了危害。
後來人們逐漸認識到垃圾是一種可利用的資源,人們就在收集時將垃圾進行各種的分類和處理。將可再利用的垃圾如廢紙、廢金屬、碎玻璃、廢塑料等來進行回收和加工,經過一系列的加工和處理後再利用資源。其餘的不可利用的垃圾,大部分進行了封閉式焚燒。封閉燃燒指的是為了防止廢物燃燒對大氣造成嚴重的污染,並把垃圾廢物進行高溫燃燒的同時使大量的廢物體積變小,減少了廢物的數量。還有一部分經過科學地填埋和處理,過幾年後,可利用填埋的垃圾製造沼氣,製造財富,一舉兩得。
當前,很多發達國家如德國、美國、日本等等大都採用這種方法來處理垃圾。我們國家在許多大城市中的公共場所也設有很多的分類垃圾箱,大部分地區都進行了分類垃圾的方法,效果很不錯。
知識點:垃圾、污染、土壤、食物、再利用資源
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