生活中的科技 - 化学

"生活中的化学奥秘无处不在！从三大化石燃料（煤、石油、天然气）到常见气体（氧气、氯气、氢气），能源按生成周期和产生方式分类，绿色能源如太阳能、风能正改变世界文学中藏着化学密码：'烈火焚烧若等闲'描述石灰石分解，'蜡炬成灰'是燃烧反应环境污染需警惕水污染来自工业三废，空气污染引发酸雨温室效应牙膏含二氧化硫防腐，陈酒酯化更香醇读懂这些，你会发现科学与生活早已密不可分" 。

生活中的科技 - 化学

• 空气污染
  • 目前计入空气污染指数的项目：CO、SO2、NO2和可吸入颗粒物（PM10、PM2.5）等
  • 目前空气污染问题主要有：臭氧层破坏（氟利昂、氮的氧化物等），温室效应（CO2、CH4等），酸雨（NO2、SO2等）
• 水污染
  • 水污染物：工业“三废”（废渣、废液、废气）；农药、化肥的不合理施用；生活污水的任意排放
• 常见的气体
  • 二氧化碳（CO2）
    • 灭火，不支持燃烧，不能供给呼吸
    • 干冰（二氧化碳的固体形态），可用作制冷剂和用于人工降雨——干冰升华吸热，空气中的水蒸气迅速冷凝变成水滴，就可形成降雨，会引起温室效应，但不是大气污染物
  • 一氧化碳（CO）
    • 在冶金工业中作还原剂，人工煤气的主要成分
    • 在标准状况下，一氧化碳纯品为无色、无臭、无刺激性气体，在水中溶解度甚低，不溶或仅微溶于水，所以在煤灶上放水不能防止煤气中毒，煤气的味道来自加臭剂，泄露容易被发现
    • 煤气吸进肺里与血液中的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失携氧的能力和作用，造成组织窒息，严重时死亡，一氧化碳对全身的组织细胞均有毒性作用，尤其对大脑皮质的影响最为严重
  • 氮气
    • 惰性保护气（化学性质不活泼）、制造硝酸和化肥的重要原料、液氮冷冻
  • 稀有气体（He、Ne、Ar等总称）：保护气、电光源（通电发不同颜色的光）、激光技术
  • 甲烷（CH4）
    • 天然气和沼气的主要成分就是甲烷，甲烷无毒，但有窒息作用，当其在空气中浓度达到10%时，可使人窒息死亡，空气中天然气（甲烷）含量达到5% - 15%时，遇着火源会发生爆炸
  • 氧气（O2）
    • 供呼吸，支持燃烧，燃烧条件：达到着火点、有助燃剂、物质本身可燃；灭火热水比冷水效果好
  • 氢气（H2）
    • 无色、无味气体，具有还原性，在空气中燃烧火焰呈浅蓝色，生成物只有水，航天工业用液氢做燃料
  • 氯气（Cl2）
    • 黄绿色、有刺激性气味，溶于水，有漂白性和强氧化性，自来水消毒（氯气与水生成次氯酸，能够杀菌消毒）
• 三大化石燃料（富煤缺油少气）
  • 煤
    • “工业的粮食”，主要含碳元素；燃烧排放的污染物：CO、SO2、NO2、烟尘等
  • 石油
    • “工业的血液”，主要含碳、氢元素；汽车尾气中污染物：CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘
  • 天然气
    • 天然气的气体矿物燃料（主要成分：甲烷），是较清洁的能源
• 文学中的化学变化
  • 火上浇油
    • 增加燃料使其燃烧更为充分
  • 春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干
    • 石蜡（饱和烃）的燃烧
  • 爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏
    • 硫磺等物质发生化学反应生成二氧化硫等新物质
  • 何意百炼钢，化为绕指柔
    • 金属冶炼提纯
  • 炉火照天地，红星乱紫烟
    • 金属冶炼提纯
  • 千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲
    • 煅烧石灰石生成氧化钙和二氧化碳
  • 爝火燃回春浩浩，洪炉照破夜沉沉
    • 煤炭燃烧生成二氧化碳等物质
• 其他常识
  • 食物保存
    • 食品袋内充入二氧化碳或氮气；或在袋内放干燥剂（主要成分为生石灰、氧化钙）；或采取真空包装
  • 雨后天晴
    • 闪电时，空气中有极少量氧气转变成臭氧，臭氧具有氧化能力，能够漂白与杀菌，稀薄的臭氧会给人以清新的感觉，因此，雷雨后人们会感到空气清新
  • 陈酒更香
    • 白酒的主要成分是乙醇，保存好的酒，放置几年后，乙醇就和白酒中极少的 成分乙酸发生化学反应，生成的乙酸乙酯具有果香味，时间越长，也就有越多的乙酸乙酯生成，因此酒越陈越香
  • 食物中的二氧化硫
    • 二氧化硫是无机化学防腐剂中很重要的一位成员，它被广泛地应用于食品中，如制造果干、果脯时的熏硫
  • 生抽、老抽
    • 生抽以大豆、面粉为主要原料，人工接入种曲，经天然露晒，发酵而成；老抽是在生抽酱油的基础上，把榨制的酱油再晒制2-3个月，经沉淀过滤即为老抽
  • 牙膏
    • 牙膏是复杂的混合物，通常由摩擦剂、保湿剂、表面活性剂、增稠剂、甜味剂、活性添加物、色素、香精等混合而成
• 能源的分类
  • 按能源的产生方式
    • 一次能源
      • 煤炭、石油、天然气、水能、太阳能等
    • 二次能源
      • 电能、煤气、蒸汽及各种石油制品能
  • 按生成周期的长短
    • 可再生能源
      • 风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等
    • 不可再生能源
      • 化石能源、核能
  • 核能
    • 核能是质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时释放出的能量，核能来源于核裂变和核聚变两种方式，裂变反应指铀-2335、钚-239、铀-233等重元素原子在中子作用下分裂为两个较轻的原子核，同时发生质能转换，放出巨大的能量，并产生2个或3个中子，核聚变又叫“热核反应”，是由两个较轻原子核结合在一起释放出的能量，迄今为止只有核裂变能达到了工业应用规模
  • 太阳能
    • 太阳能一般是指太阳光的辐射能量，它是一种洁净能源，对其开发和利用时几乎不产生任何污染，加之其储量的无限性，是人类理想的替代能源，太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源，同时太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用，因此，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换
  • 地热能
    • 地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引至火山爆发及地震的能量，地热能大部分是来自地球深处的可再生性热能，它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变，还有一小部分能量来自太阳，大约占总的地热能的5%，表面地热能大部分来自太阳（例如：温泉的使用）
  • 风能
    • 风能是地球表面大量空气流动所产生的动能，风能资源决定于风能密度和可利用的风能年积累小时数，风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿、交通不便的边远山区、地广人稀的草原牧场、以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆地区，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义
  • 水能
    • 水能是清洁能源，是绿色能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源，水能是一种可再生能源，水能主要用于水力发电，水力发电将水的势能和动能转换呈电能，水力发电的优点是成本低、可连续再生、无污染，缺点分布受人文、气候、地貌等自然条件的限度大
  • 两种绿色能源
    • 沼气，主要成分为甲烷
    • 乙醇，俗称究竟，化学式：C2H5OH