世界上每一种物质都是由化学元素构成的。如岩石、土壤、房屋、桥梁、汽车、植物和动物等等,都是由化学元素构成的。化学就是研究物质变化的科学,化学无所不及,具有超群的魅力,它使人们的日常生活中出现了各种各样的奇迹。吃饭穿衣少不了化学、清洁洗涤更离不开化学,在实验游戏中,化学更是让人拍案叫绝……甚至在风马牛不相及的爱情世界,还可找到化学的影子,化学真是太神奇了。下面就顺着我们的航线去漫游这神秘的天地吧。这里讲的有历史上的奇迹化学、现代的超群化学、有日常生活中的平凡化学、实际生活中的趣味化学。
舞厅里飘起了雪花
雪花,严冬的象征。它是一种自然降水现象,然而也有不是来自云层的雪花。你相信舞厅里会飘起雪花吗?
在200多年前俄国首都圣彼得堡的一个舞厅里,有一天晚上舞厅里正举行着舞会,由于当时还没有电灯,舞厅四周点燃着上百支蜡烛。为了怕风吹灭蜡烛火焰,舞厅门窗紧闭。当时室外温度已是-30℃,但舞厅里的气温却在20℃左右。随着时间的推移,室内空气越来越少,人们开始感到空气沉闷,并有窒息感觉。
这时有人急中生智,猛地打开了窗户,室外空气一下子全涌了进来,人们一个个从闷热感觉中苏醒过来,深深地吸着新鲜的空气,就在这时奇迹出现了,舞厅里竟然雪花漫舞,许多人头发和衣服上都挂上了一层白白的霜。
开始有的人以为雪花是从窗外飘进来的,但抬头望窗外,晴空万里,满天星斗。那么雪花是怎么来的呢?
其实这是一个无意的人工降雪过程。原来,点燃的上百支蜡烛不仅产生了大量的二氧化碳,而且还向空气中散发了大量的烟粒和水蒸气,这些烟粒成为形成雪花的凝结核。成百个跳舞者不断地呼吸,也向空气中呼出了大量的水汽,这些水汽和烟粒,在门窗紧闭的舞厅里既不会散失,也看不出有什么变化,但当冷空气大量涌进来时,急剧的降温,使水汽大量地、迅速地在烟粒这种凝结核上凝结,于是形成了雪花。所以这次舞厅里的雪花是最早的一次人工降雪过程。
石灰石的妙用
石灰石是自然界中分布很广的一种矿物,相当坚硬,它的主要成分是碳酸钙。它却永不怕火,这是为什么?
石灰石在高温下煅烧,显得十分“镇静”,有“烈火焚烧若等闲”之感,石灰石在煅烧的熊熊烈火中最后化为生石灰和大量的二氧化碳气体:CaCO3煅烧CaO+CO2↑
生石灰与水的反应十分激烈,“吱”的一声,块状的生石灰就成为粉末状,真是“粉骨碎身全不怕”,最后生成了氢氧化钙(俗称熟石灰或消石灰),同时放出大量的热:CaO+H2OCa(OH)2+热
熟石灰微溶于水,用熟石灰的浊液涂刷墙壁后,熟石灰与空气中的二氧化碳反应又会重新生成坚固的碳酸钙:Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O这样,用熟石灰涂刷过的墙壁会变得既洁白又光亮。
杀人湖的秘密
1984年某一天的清晨,在喀麦隆的莫农湖畔,人们发现了30多具尸体,在死者的鼻腔和口腔中,分别有血迹和粘液,在他们的身上,有轻度的灼伤。是谁杀害了这些人呢?
经过调查,警方获悉在案发的前一天晚上,莫农湖曾发出了一声强烈的爆炸声,因此科学家断言,莫农湖是造成30多人死亡的元凶,那么原因何在呢?
原来莫农湖位于火山附近,由于火山喷发,在湖底深处充满了高浓度的二氧化碳和碳酸氢盐,这种二氧化碳会使人窒息,甚至引起死亡。由于地壳运动的结果,当湖底部的火山口出现滑坡时,湖底压力突然发生变化,这种变化导致了湖底的二氧化碳气体大量溢出湖面,这个时候,恰巧有30多人正经过高浓度二氧化碳的湖畔,因此发生了窒息死亡。由于当时有晨雾,二氧化碳气体遇水生成碳酸,因而死者的身上和衣服上均有轻度的化学灼伤现象,由于法医对尸体进行解剖证实了上述现象,从而揭开了杀人湖的秘密。
白色的“墨水”
这里有一瓶既不是蓝色,也不是红色,又不是黑色,而是像清水一样的墨水。这样的墨水能写出字来吗?
准备一支洗净的毛笔,用毛笔蘸取药用碘酒,涂在一张白纸上,结果白纸就变成了紫褐色的纸。
把毛笔洗净,然后蘸取这种墨水,在晾干的紫褐色的纸上写字或绘画,你一定会惊奇地发现,紫褐色的纸上留下十分清晰的白色的字或画。
这是什么道理呢?原来,这种墨水是一种叫硫化硫酸钠(俗称“大苏打”或“海波”)的物质溶解到水里的浓溶液,看上去像普通清水一样,硫化硫酸钠能与溶解在酒精里的紫褐色的碘起化学反应,结果紫褐色的碘消失得无影无踪,这样自然在棕褐色的纸上会留下白色的字迹。
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蓝色+黄色=绿色
当你把同样多的黄色颜料和蓝色颜料调在一起时,会看到什么颜色呢?绿色!不信你试一下。因为这时黄色颜料吸收蓝光,而蓝色颜料吸收黄光,当然它们还吸收其他颜色的光,但它们都不吸收绿光,绿光被反射出来了,所以我们看到了绿色。
不使用水的造纸方法
造纸需要大量的水,并伴有废气、废渣及废水产生,其中相当数量是污水,易造成环境污染。能否造纸不用水呢?
现在设想变成了现实,前苏联俄罗斯工业研究所的专家们研究出了一种无水造纸新工艺。该工艺是先将木材变成碎木片,在碎木片中注入带有催化剂的醋酸,再加入过氧化氢,在不需要形成压力、温度只有80℃的条件下煮半小时后就可得到雪白的纸浆。由于纸浆不需要进行漂白,这样溶液可以回收到锅内,用来煮下一批碎木片。这种新工艺用化学试剂代替传统的水,所以不用建立污水净化设施和漂白车间,实现了无水造纸新方法。
尿不湿尿布
随着科学技术的发展,科学家已发明了尿不湿尿布。婴儿用上这种尿布,一个晚上不用调换,婴儿和父母均可以安稳地睡觉。那么这种尿布是由什么材料组成的呢?
原来这种尿布是由高吸水性聚合物组成的,这种聚合物本身不溶于水,但能吸收水分,其吸水量可达到自身重量的数十倍,甚至数百倍。所以一块尿布可以容纳婴儿几次尿出的尿液,而且还具有吸收的水分不易失去的特性,因此不会尿湿床垫及被子,深受年轻父母的欢迎。
这类材料,除了用作婴儿尿布、妇女卫生纸、香料担体、擦手纸外,还可在工业上用作油水分离剂、溶剂脱水剂等;在农业上用作保水材料、农药担体、土壤改良剂等;在医药上用作血液吸附剂、绷带、外科手术衬垫等;在环保方面用作污泥固定剂等;在体育比赛中还可用作制造人造雪花和人造滑雪场所呢!
能自动消失的划粉
裁剪服装需要用划粉。然而令人遗憾的是,裁剪后划粉的粉迹或多或少总要留在服装上,影响服装的美观和整洁。要消除服装上的粉迹,就需耗费人力、物力。能否有一种粉迹能自动消失的划粉呢?
我们知道,单质碘具有升华的特性,即由固态不经熔化就直接气化。在一定温度下,使固态单质碘片溶解在熔点低、无腐蚀性的石蜡中,不就可以制得隐迹划粉了吗?让我们自己动手制一块吧!
在蒸发皿中加入10克白色石蜡,然后放在铁架台的铁圈上,用酒精灯小火加热(如用旧铁罐,可放在煤气灶或煤炉上用小火加热)。当石蜡开始熔化时,逐渐加入0.05~0.1克的紫褐色碘片。用玻璃棒不断搅拌,使碘片溶解在石蜡中,这时白色的石蜡略显浅棕红色。等石蜡全部熔化时,立即停止加热。在室温下,石蜡渐渐冷却并凝成浅棕红色固体。用小刀在成型的石蜡四周轻刮一周,然后把蒸发皿口朝下,用手拍打,一块简易隐迹划粉就可以从蒸发皿中取出。
划线后的衣料(服装)只要放置几天,或用熨斗轻轻一熨,石蜡中的少量碘便会自然升华或受热升华,划线处的粉迹就自动消失,对衣料不会有任何损害。
缓解感冒的葡萄糖锌片
一般来说,白种人不易得感冒,但一旦得了感冒,就不容易痊愈,还会威胁到生命;黑色人种不易得感冒;黄种人很容易得感冒,但多数人是不会置于死命的,也就是说人人都会得感冒。那么,感冒的克星是什么?
现在科学家已证明了葡萄糖锌片可以缩短和缓解感冒的发病过程。他们进行了试验,在流行性感冒盛行季节,凡是在接触传染前24小时曾服用过葡萄糖锌片的人,可以使发病率降低1/3。这就证明葡萄糖锌片有利于机体抗御感冒的感染。
为什么葡萄糖锌片能缓解感冒的症状呢?
锌是人体必需的十几种微量元素中重要的一种,素有“生命元素”之称。人体中约有100余种酶与锌有关,缺少锌后这些酶的活性会降低,而且会直接或间接地影响到某种营养要素的吸收。因此,适当增加一些锌元素,无疑能增强人体的抵抗力。
那么,是不是补锌越多越好呢?那也不是,因为锌制剂本身是一种低毒性物质,摄入太多会损害白细胞和引起胆固醇增加。因此,科学家主张不能大量补锌,而应恰到好处。
能除毛的光亮剂
有些姑娘的脸上、腿上汗毛甚浓,嘴唇上方细毛浓密,这种多毛症,使姑娘的美容受到影响。
那么能否有一种药物,一搽毛就除掉了呢?
科学家们经过长期研究终于制得了这种药物,称为“光亮剂”,原来光亮剂的主要成分是巯基乙酸铵和氨水,当把这种药液涂敷到皮肤上时,药液渗透到毛发内部,首先进行膨胀,然后将所有毛发内S-S键全部切断,这时毛发就变得十分柔软嫩弱,最后导致从毛囊中脱落,达到了去毛的效果。优质的脱毛剂在涂敷后3~8分钟,即可显示效果,脱去的体毛呈螺旋状,可用软布擦去,使皮肤变得很光亮。去毛后,用肥皂清洗,然后用化妆水中和或擦少量油膏,补充油分,使皮肤不至于太干燥。
用番茄酿成的酒
啤酒、黄酒、白酒等是以粮食为主酿成的酒,果子酒则是用水果作原料酿成的酒。但你是否知道作为蔬菜的番茄也可酿酒?
番茄果实酸甜多汁,含有丰富的营养物质,具有一定量的适于酿酒的成分。番茄中的糖分含量为2.2%~2.9%,且大部分为葡萄糖。番茄的酸度为0.4%~0.5%,其中大部分为柠檬酸。糖、酸比例为1∶5~6。此外还含有钙、铁、磷、钾等无机物质及各种氨基酸等成分。
那么怎样来酿制番茄酒呢?
首先将原料番茄打浆,然后榨汁,滤去渣及杂物,取出番茄汁,调整到一定浓度,加入酵母菌进行前发酵,放置一段时间,然后倒入池内进行后发酵,最后,上层的清液成了番茄酒。
番茄酒酒色微黄,无沉淀物和悬浮物,透明清亮,酒精含量低,含有多种矿物质、芳香物质和氨基酸,并具有独特的风味。
美丽的溶洞
如果你到过广西桂林的七星岩、江苏宜兴的善卷洞、浙江金华的双龙洞等溶洞,你一定会被那些壮观的奇景所吸引。是谁用灵巧的双手,建造了这些瑰丽奇妙的溶洞呢?
也许你不会相信,溶洞的“建筑师”竟是普普通通的水和二氧化碳。
溶洞所处地层的岩石为石灰岩,其主要成分是碳酸钙,当包含二氧化碳的地下水或雨水在岩石缝隙流过时,原来不溶于水的碳酸钙摇身一变,成为可溶于水的碳酸氢钙,被地下水带走。在地下水长年累月的作用下,裂缝会越来越大,经过几千年、几万年,甚至几百万年的作用,裂缝变成小洞,小洞变成大洞,大洞间又相互连接形成了弯弯曲曲的洞穴,这就是溶洞。
从溶洞顶渗出的地下水一滴一滴落下来,二氧化碳悄悄地溜走,一部分水蒸发了,析出的碳酸钙沉积下来,附在洞顶的石壁上。年长日久,洞顶就垂下乳状石条,这就是钟乳石。滴落在洞底的水,也发生同样的变化,析出的碳酸钙逐渐积累,形成向上生长的石笋。这些钟乳石和石笋都会慢慢伸展,最后连在一起,形成了石柱。这些钟乳石、石笋、石柱等千姿百态、五彩缤纷,有的如龙宫少女,有的似奔月的嫦娥,有的像英俊的王子,还有的像孔雀、大象、雪莲和飞瀑,真是应有尽有,美不胜收。
当你漫步于这些溶洞中,欣赏着大自然的美景时,可别忘了溶洞的“建筑师”噢!
使人发笑的笑气
世界上有一种能使人发笑的气体——笑气,它的学名叫“一氧化二氮”。笑气在空气中很少很少,大约只占空气体积的二百万分之一,笑气怎样使人发笑?
开始,人们以为笑气能使人致病。到1798年,英国化学家汉弗莱·戴维做了一个使他一举成名的试验:一边吸入笑气,一边记录他自己所产生的生理效应。他发现,笑气对神经有奇异作用,吸入少量就会使人兴奋不已而大笑起来。试验中,戴维还发现这种气体减轻了他的一颗病齿的疼痛,后来进一步研究证实,吸入适量的笑气,可以使人进入麻醉状态,减轻病人的疼痛,从此,笑气被用作牙科麻醉剂。
笑气还有一个有趣的特性,就是能够像氧气一样助燃。当你将一块吹熄的木条,放到充满笑气的瓶中,木条会立刻燃烧起来,比在空气中燃烧得更猛烈、光亮,这是因为笑气在高温下能分解成氮气和氧气的缘故。
笑气有个怪脾气,一个笑气分子会和六个水分子结合在一起。所以当水中溶解大量的笑气后,再把水冷却,就会有含笑气的晶体出现。把晶体加热,笑气又会重新逃出。人们利用笑气这种性质,来制得纯净的笑气。
海水也能燃烧
在自然界中,可以燃烧的物质很多,你听说过海水燃烧吗?
1973年的某一天,在印度东南部孟加拉湾附近的海域,突然刮起猛烈的飓风,顿时海浪咆哮,刹那间高达30~40米的浪峰上竟燃起熊熊大火,红彤彤的火焰与碧蓝的海水交相辉映,照耀着几十公里的海面,景色颇为壮观,目击者无不目瞪口呆。
原来这场大火的纵火犯就是飓风。在海洋上形成的飓风风速有时可高达70米/秒,飓风所到之处,掀起巨浪,由于飓风与海水摩擦,产生了巨大的能量,使海水分解,产生了大量易燃、易爆的氢气和能助燃的氧气,所以在某一瞬间引起了氢气的燃烧和爆炸,因而在汪洋大海上燃起了一场大火。
据科学家测定,这次大火释放的能量相当于200颗氢弹爆炸时产生的能量,难怪其燃烧时是那样惊心动魄、令人胆寒。在能源紧张的未来,如果人类能征服大自然,充分利用大自然中的风能、水中的化学能以及太阳光的光能,那该多好啊!
巧克力的神奇作用
巧克力被称为情绪稳定剂,小王失恋后,医生让她吃巧克力,果然奏效,这是为什么?
原来,人在正常情况下,体内的一种化学物质——苯乙胺的量处于相当稳定的状态。热恋时,人的大脑活动使体内苯乙胺的含量急剧增加使人处于非常明显的兴奋状态,一旦失恋,人体内的苯乙胺明显减少,人就会一蹶不振,颓丧失态。如果在心理调节的基础上,补充一定量的苯乙胺,可以有效地缓解失恋现象,而巧克力中含有大量的苯乙胺,完全可以弥补人体内苯乙胺的不足,使情绪趋于稳定。
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热恋中心速加快,一般地说,一天跳动5万次。