书城教材教辅中学化学课程资源丛书-化学新视角
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第7章 化学与生活(2)

肌肉中的第三类叫心肌,是组成心脏的肌肉,也是最勤劳的肌肉,它带动着心脏有节奏地跳动,永不停顿。普通人每分钟心脏跳动75次,一天要跳54000多次。假如一个人活到70岁,心脏肌肉就要连续收缩28亿次。

用水点燃蜡烛

水火是不相融的。我们能用水去灭火,但用水去点火岂不耸人听闻吗?

在蜡烛的烛心旁,放上一粒米饭大小的金属钾(最好用一小块塑料纸垫着),然后,用滴管吸些水,对着放置金属钾的地方,滴下1~2滴水,立刻就会听到“嗤”的一声,产生一团火焰,这火就把烛心点燃了。这不是用水点火吗?这是什么道理呢?

钾是一种化学性质很活泼的轻金属,当它同水接触时会发生剧焰,点燃了蜡烛的烛心,用水点燃蜡烛的秘密就在这里。

由于钾的化学性质很活泼,除了与水反应外,在空气中还会氧化,所以金属钾平时储存在煤油中,以隔绝空气及空气中的水汽。

为了防止金属钾的氧化,做水点燃蜡烛的实验时,动作要迅速。

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小水滴变成雨。

空中的小水滴越来越多,慢慢地小水滴聚成了大水滴,身体重量越来越大,当上升的气流再也托不住它们时,水滴们纷纷落到地面,下起了雨。

搅拌的奥妙

冲奶粉、炖鸡蛋时用调羹、筷子搅拌,奶粉不会结块、炖的蛋糊也嫩滑,而且搅拌时间越长,效果越好。

搅拌在化学中有什么作用?

在化学实验和现代化工业生产中,普遍使用搅拌这种操作,既可节省时间,又可提高产品质量。可是,早期人们并不知道这个道理。在光学玻璃的生产发展史上,还有过这么一段趣事:第一次世界大战期间,世界上的光学玻璃生产质量很低,惟独法国的产品除外。1916年,俄国向法国提出,愿意出100万法郎的高价购买制造光学玻璃的秘密,但是,遭到法国资本家的拒绝,其实这个秘密不过两个字——搅拌,它和冲奶粉、炖鸡蛋采用的搅拌一样。原来,在熔炼玻璃的时候,不断地进行搅拌,就容易使原料混合均匀,气体也停留不住,正是这样,没有气泡和疵斑的光学玻璃才能制造出来。

由于当时搅拌是用一种棒状物进行的,这种简单的物品有如此奇效,因而对不了解其真情的人来说,简直价值连城,因此,人们称它为化学家手中的“魔棒”。现在,化学家已经采用机械式和电磁式两类“魔棒”了。拿机械式搅拌器来说,形式多种多样,有的像轮船上的桨叶,有的像锚,有的像涡轮。它们分别适用于各种不同的场合,但功能都比早先采用的简单“棒”优越多了。

疲倦与人的生理

人为什么会疲倦?心理作用是产生疲倦的原因之一。剧烈运动以后,情绪松弛下来,疲倦的感觉会立即出现。人疲倦的化学原理是什么?

从化学的角度来看,疲倦与碳水化合物的代谢有密切关系。

人体里的细胞为了完成肌肉的收缩、神经冲动的传递等任务,需要高能量的化合物,如三磷酸腺苷(ATP)。这种高能量化合物的水解,是一种大量放热的反应。而在运动时,肌肉纤维收缩,加速细胞里的吸热反应。如果人体肌肉里所储存的ATP很快消耗掉,又来不及补充,人就感到疲倦。

再说,在激烈运动时,血液对肌肉所需要的氧气会供应不足,那么,肌肉细胞就必须调动葡萄糖的分解来产生能量。可是,葡萄糖分解的同时会形成乳酸,而乳酸会妨碍肌肉的运动,引起肌肉的疲劳。乳酸的积累会造成轻度的酸中毒,引起恶心、头痛等,增加疲倦的感觉。

肝脏对保持体力有重要作用。当人体内葡萄糖分解后,血液中的葡萄糖减少,肝脏里糖原发生分解,释放出葡萄糖,使血液保持一定的含糖量。同时,肝脏里一部分乳酸被氧化,产生二氧化碳排出体外,其余的转化为糖原,所以,在紧张运动后做深呼吸,增加供氧,促使乳酸氧化,可以减少疲倦。

碘对“聪明”的作用

据统计,在我国的1000万智残人中,有18%以上是因为缺碘造成的。因此,我国政府十分重视补碘,尤其是青少年和婴幼儿的补碘。

那么,缺碘为什么会造成少年儿童智力低下呢?

这是因为在人的脖子前端有一个内分泌腺,叫作甲状腺,它的功能是合成甲状腺素。

甲状腺素是人体内非常重要的内分泌激素,它的作用是促进人体的新陈代谢和生长发育,而碘恰恰是人体合成甲状腺素所必需的原料。一个正常人每天必须摄取100~200微克的碘才能满足生理的需要,若每天碘摄取量低于60微克,甲状腺的合成就会受到障碍,这时人的脖子就会肿胀起来,我们就称他患了大脖子病,而正在生长发育的青少年如果缺碘,甲状腺功能低下,就会导致智力低下,骨骼发育不全,甚至成为侏儒。

同学们,为了聪明起见,别忘了补碘哟!

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怎样才能保证体内有足够的碘呢?

我国政府采取的主要措施是把碘以碘酸钾的形式加到食盐中,也就是商店中卖的加碘盐。我们天天都要吃食盐,于是就能经常摄取碘。

除此之外,还可以多吃含碘丰富的海带、紫菜,以及海鱼等海产品。当然,如果已经患上了碘缺乏症,那可以服用一些含碘丰富的保健品,以及从富含碘的海藻中提取的药剂。

氟对抵挡龋齿的作用

科学家们通过调查研究后发现一个有趣的现象:在饮水中含氟量达到百万分之一的地区,居民中患龋齿病的极少。于是,人们就开始利用氟化物来预防龋齿。

我们的牙齿洁白光亮,是由于牙冠上覆盖着一层乳白色的釉质保护层,而它的主要成分是钙。

釉质层是人体最坚硬的组织,但对酸性物质缺乏抵抗力,会被口腔中的酸(如乳酸、醋酸)侵蚀。

如果平时不注意护齿,一旦不可再生的釉质层遭破坏,细菌将长驱直入,这时就会发生龋齿。而氟能与钙离子结合,生成不溶于酸的物质,从而增强牙齿对口腔微生物形成的酸的抵抗力,保护釉质层免受损害。

因此对饮水中含氟量低的地区应增加适量的氟化物,如使饮水氟化,或使用添加了氟化物的牙膏,来预防龋齿。

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氟对人体并非多多益善。

饮水中氟的含量超过这一水平后,氟就会破坏人体的钙、磷代谢平衡,它会与人体体液中的钙离子结合,生成溶解度很小的氟化钙,沉积在骨骼中,形成氟骨病。此外,氟离子即使在低浓度下,也能抑制或促进酶的生化过程。而大剂量的氟则能使人急性中毒,造成人体的代谢系统和细胞呼吸系统、内分泌系统的紊乱,甚至会置人于死地。所以饮水中氟的含量必须严格控制,太少了不行,多了则也有害。

神奇的生物酶

酶是一种生物催化剂。当人体内患有某种疾病时,一些组织或器官就会发生病变而引起细胞破损,许多酶就会随之进入体液,使体液中某种酶的含量和活性明显升高。

所以通过对人体体液内某些酶活性的测定,可判断人是否得病。比如,当患肝脏疾病时,血液中酶的活性发生了改变,其中最有临床诊断价值的便是谷丙转氨酶(GPT)的变化。目前血液中转氨酶的测定已普遍用于肝病的诊断中。催化剂是一种在化学反应前后,本身质量和化学性质都不变,只是改变化学反应速度的物质。说起催化剂的发现,还有一个有趣的故事呢。

100多年前的一天,瑞典化学家贝采里乌斯在化学实验室忙碌地进行着实验,忽然想起今天是他的生日,妻子在家里已准备了酒菜宴请宾客,于是他匆忙赶回家。一进门,客人们纷纷举杯向他祝贺,他顾不上洗手就接过一杯酒一饮而尽,忽然他发现杯中的酒是酸的。客人们纷纷凑近,猜测着酒变酸的原因。贝采里乌斯仔细观察发现酒杯里有少量黑色粉末,这正是在做实验时粘在手上的铂黑。原来铂黑使乙醇和空气中的氧气发生化学反应,生成了酸溜溜的醋酸。后来,善于观察的贝采里乌斯通过进一步研究,发现了使化学工业发生革命的催化剂。

第一次出现的塑料

19世纪60年代,美国南北战争结束以后,玩室内象牙台球成了一种时尚,结果造成了生产台球的原料——象牙的短缺,象牙的价格也越来越贵。为此,美国制造商费朗和克拉登宣布,无论什么人,只要发明一种能替代象牙制造台球的材料,他们就将奖赏他1万美金。

在纽约有一位名叫海厄特的印刷工人,他是一个业余化学爱好者,对寻找象牙的代用品产生了兴趣。经过反复试验,1869年他终于以硝酸和纤维素为原料制得了硝酸纤维素,再用酒精使硝酸纤维素胶化,然后与樟脑共热制成了一种崭新的材料。这种新材料有受热变软、遇冷变硬的特性,不但外观上很像象牙,而且价廉、无毒,有良好的弹性、韧性和机械强度,可制成透明与不透明的制品,易于加工和染成各种颜色,十分适合制作台球。开始人们称这种材料为“人造象牙”,后来又叫它“赛璐珞”,意为“来自纤维素的塑料”。

赛璐珞是人类历史上第一次出现的塑料,它的问世开创了人类利用高分子材料的先河。赛璐珞刚一问世,就受到人们的欢迎,被制成纽扣、梳子、铅笔盒、刀柄、眼镜架等众多的日用品,我们熟悉的乒乓球就是用赛璐珞制造的。

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随着科学技术的发展,塑料的种类越来越多,不污染环境的自毁性塑料、制作胶卷的感光性塑料、能储存热能的塑料、轻如鸿毛的泡沫塑料、性能优异的工程塑料等相继面世,塑料在人们的日常生活中正扮演着越来越重要的角色。

负离子的保健作用

负离子具有保健作用,医学专家通过研究认为有以下三方面的原因。

首先,在生物体内,每一个细胞都像一个微型电池,它的膜内外有50~90毫伏的电位差,正是依靠这些电池的不断充电放电作用,机体神经系统才能把视觉、听觉等信号输送到大脑,或将大脑的指令传送给身体的各个器官。机体组织的电活动需要通过负离子的不断补充来维持,一旦生物体得不到负离子的补充,就会影响正常的生理活动,产生胸闷、头昏,甚至患病。

其次,由于攻击人体细胞的病毒通常都带有负电荷,因此如果人体细胞也带上负电荷,就会由于同性相斥的作用,使病毒失去对活细胞的攻击能力。

最后,负离子还能通过呼吸进入肺部,并能穿透肺泡皮层,由血液循环到达全身的组织器官,通过对人体各组织直接刺激,以及与神经反射和体液的相互作用,对人体产生综合的生理保健作用。

用于消毒的伽马射线

一箱箱包装好的柑桔、苹果,以及各种新鲜水果、蔬菜,不需要拆开包装箱就能消毒处理,并且能保鲜一年左右,这就是辐射保鲜的好处。

辐照消毒,不需要药液、器具,只要揿动控制器上的按钮,把一箱箱水果、蔬菜送入钴源室的通道,经过辐射处理,就能保存一年多的时间。

辐射消毒的奥秘,全在于放射性同位素钴-60。因为它会放射出一种伽马射线,这种射线有穿透墙壁的本领,一般的包装容器,不管是木箱还是塑料纸盒,都阻挡不了它。而躲藏在水果、蔬菜里的微生物、害虫、细菌受到射线的照射后,生理功能紊乱,以致不能生长发育,直到死亡。

辐照食品时,让钴-60只放射出低能量的伽马射线,不会把食品变成有放射性的东西。同时,在辐照时,食品根本碰不到钴—60的放射性物质,所以也不会带有放射性的残留物。

焰火是怎样产生的