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第7章 化学与其他(3)

生活中有许多废旧无用的东西:旧书报、牙膏皮、旧电池、废钢铁、碎玻璃、骨头……积攒起来交给废品收购站,还是一笔巨大的物质财富呢!废钢铁制品可以回炉炼钢,十吨废钢铁可以炼出九吨好钢。有趣的是,炼优质钢还必须在原料里掺一点废钢铁呢!纸上写满了字,撕碎了,纸里的植物纤维仍然存在。送进造纸厂,打成纸浆,经过化学漂白,雪白的、平展展的纸又出现在你的面前。十吨废纸,能造出八吨新纸。各种碎玻璃投入玻璃熔融池熔化后,可以重新吹制成各式各样的玻璃制品。

塑料凉鞋老化后,变硬,开裂,不能再穿了。可是,塑料并没有消失。把各种废塑料按照化学成分分门别类以后,只要是热塑性的塑料,如聚乙烯、聚氯乙烯等,加些增塑剂、抗氧化剂和颜料,再熔化均匀,崭新的塑料制品又生产出来了。十吨废塑料,可以生产塑料凉鞋两万双。牙膏皮是铝做的,连同废铝壳、破铝锅,一股脑儿送进熔铝炉窑里,能回收大量的铝,损耗极少,而且所需的能量只有炼铝的5%。吃肉剩下的骨头,也有它的用处。在骨胶工厂里,用大锅熬炼骨头,飘在水面上的是骨油——可以做油脂和肥皂。熬稠了的汤水里有骨胶——做墨汁、粘接木板都用得着。最后剩余的残渣,粉碎以后是优质的磷肥(骨头的主要成分是磷酸钙),撒在田里,庄稼会多结穗,果树将硕果累累。

有的废品站还上门为工厂、商店从废液、废渣里回收贵重金属。照相馆、电影制片厂排放的废定影液里,含有宝贵的银。怎样才能拿到它呢?加进硫化钠饱和溶液,废水里的银离子变成黑色的硫化银粉未,沉淀下来成为“银泥”。这黑漆漆的银泥经过的烧,加硝酸溶解,得到银结晶,再在电解池里还原为银。近来,国外涌现出一批垃圾工厂。它的原料是垃圾,产品是纸张、塑料、各种金属。生活中越来越多的垃圾占用土地,污染环境,着实令人恼火。垃圾工厂首先用扬风机把废纸、塑料薄膜等轻质垃圾吹送出来,浸泡在水池里,废纸变成纸浆,流进造纸机;塑料薄膜筛滤下来,送往塑料回收熔炉。

垃圾经过强大的电磁铁,废钢铁被吸引住,玻璃和铝通过去……

无法利用的垃圾最后作为燃料,贡献出热量,化为高压蒸汽和电力,烧剩的废渣用来填整洼地,而且有较大的肥力。

现今,西方的垃圾处理事业日益发达。垃圾公司一个接一个建立起来,和银行、汽车公司、石油企业差不多同等重要。

在化学面前,没有废物可言。

化学灭火

家里煮饭、取暖,工厂里烧锅炉,都少不了火。人离了火是不行的。但是,如果用火时不小心,就会造成火灾。因此,我们必须注意防火,在发生火灾时,要会使用灭火机,及时把火扑灭。

新建住宅的门框边,往往挂着一个密封的玻璃球,那是四氯化碳灭火弹。

学校、商店、工厂里,在显眼的地方,墙上都挂着刷红漆的钢筒,那是泡沫灭火机。油漆店、汽油站、化学实验室的灭火机常常连着一个喇叭口的圆筒。发生火灾时,在报告消防队的同时,要迅速从墙上摘下灭火机,赶到现场。只要把灭火机倒立过来,马上就会有一股强大的气流从喷嘴里喷射出来,对准火焰扫射,熊熊烈火就可以很快扑灭了。这股强大的气流是二氧化碳。它既不能燃烧,又不帮助燃烧,还比空气重得多。二氧化碳盖在燃烧物质的上面,就像盖了一层棉被,使燃烧物质和空气隔绝开来。燃烧得不到氧气,无法再继续下去。于是,火被扑灭了。

灭火机里这么多二氧化碳气是从什么物质变化来的呢?

原来,钢筒里贮藏着两种化学物质(对初中生说):碳酸氢钠和硫酸。平时,这两种物质用玻璃瓶隔开分放两处,各不相扰。当灭火机头倒过来时,它俩混到一块儿,发生化学反应,产生大量二氧化碳。把硫酸换成硫酸铝,再配上点发泡剂,就成为泡沫式灭火机。它也同样产生二氧化碳气流,同时带有大量泡沫,可以飘在油面上帮助灭火。

喇叭口的灭火机,里头不装化学药品,直接装着二氧化碳,那是用强大的压力把二氧化碳压进钢瓶,使它变成液体。二氧化碳变成液体以后,体积缩小很多。这样,一个不大的钢瓶内的液体二氧化碳,再变成气体时,就可以充满好几个房间。像液化石油气罐一样,灭火机平时紧闭阀门。救火时一拧开阀门,强大的二氧化碳气流就通过连接着的喇叭口向火焰喷去。这带喇叭的圆筒,就是二氧化碳灭火机。

前面说过的灭火弹里装的是四氯化碳。四氯化碳灭火的道理和二氧化碳一样。平时四氯化碳是液体,在火焰附近遇热,很容易变成气体。它比同体积的空气重得多,也能紧紧地包围住火焰,隔断氧气的来路。四氯化碳灭火效果很好,由于它不导电,尤其适用于电线、电器着火时的扑救。居民住宅备上它,有点小火用它来扑灭,见效快,还不污损室内陈设。

铝锅会变黑吗

有时候会碰到这样的怪事:一个新买回来的银光闪闪的铝锅,只用来煮了几次开水,铝锅中凡是有水浸到的地方,竟都变成了灰黑色。

乍一看来,事情的确有些奇怪,铝锅是新的,除水以外还没有煮过其他东西,难道水会使铝锅变黑吗?

通常的水,表面看来挺干净,实际上,它里面已溶解了不少东西,最常见的是钙盐、镁盐,其次是铁盐。不同来源的水所含的铁盐有多有少,这些铁盐就是使铝锅变黑的“祸首”。

由于铝比铁更活泼,铝锅碰上了含有铁盐的水,铝就能替换出铁,替换出来的铁附属在铝锅上,铝锅就变黑了。

不过,这场化学戏法要变得成功必须有三个条件:第一,水中含有的铁盐较多,第二,煮水的时间要较长,第三,铝锅必须是新的,因为旧的铝锅表面,有一层薄薄的氧化铝,这层氧化铝使得里面的铝没有机会“抛头露面”,戏法当然变不成了。

既然黑色的物质是铁,因此用已变黑的铝锅来煮东西,并没有关系。用醋可以将这些黑色除去,有时煮几次番茄等酸性食物,也能使铁溶解,使铝锅重新回复光亮。不过这层黑色的物质可以不必除去,因为除掉后再烧开水又会发黑了,而且每除去一次,会使铝锅壁变薄一些,减少铝锅的使用寿命。

毛发里的“化学秘密”

头发与汗毛是我们人体不可缺少的一部分,没有了头发,我们就与科幻中的外星人相差无几了。随着人们对美的追求的进步,人们越来越重视发型了,头发成了人体美的一部分,但是,你了解头发里的“化学秘密”吗?知道它可对我们维护身体健康大有好处呢!

我们人体中的毛发分为硬毛和汗毛两类,硬毛则又分为长毛(如头发和胡须)和短毛(如眉毛和睫毛)两种。汗毛也称为软毛,除体表的柔毛外还包括耳毛及呼吸道上的纤毛。体毛分布不匀,头部多,且粗细有别,如头发直径约0.05~0.125mm(平均0.08mm),其他则要细得多。说起人体毛的这些差别特征,还是人类进化的结果呢,在人类的祖先猿类那里是不存在的。在进化过程中,人的体毛大都退化,只有头发数量多(占体毛的绝大部分),生长最快(每日长0.16~0.4mm)。小小的毛发的生长还有周期性呢!头发生长期约2~6年,休止两三个月之后新发再生。人的头发最长可以长到1.5m(个别人可达到3m以至7m),总数的85%处于生长期,通常每天落100根。

说到毛发的化学成分,主要是角质蛋白,不酵解。无直接营养价值,且性质稳定。它包含有两种主要蛋白:一种为含硫元素较多的细胞间质蛋白,另一种为含硫较少的纤维质蛋白,前者通过含量高达16%~18%的眺氨酸\[HOOC·CH(NH2)-CH2-S-S-CH2-CH(NH2)·COOH\]中央的-S-S-健似楼梯横梯连接后者,形成巨大的皮质细胞,构成毛发纤维的骨架和集体。毛母细胞分泌的黑色素系由酪氨酸经过多步合成、聚合而得,各步均受酪氨酸酶催化,毛皮质中色素颗粒集中,是毛发的显著特点。

我们可别小看了这些细小的毛发,它们在人体中可有着大贡献呢!

这些经过了进化和自然选择形成的体毛,总有其显示本领之处:例如鼻毛用来过滤空气,使灰尘沉积;眉毛及睫毛可阻挡汗水、风沙以保护眼球;耳毛及呼吸道纤毛与信息传递及异物处理有关。

头发的功能有下面四种:

1.保护作用:头发可缓冲外力如机械撞击,防晒以减少皮癌,保暖(导热系数小,含气率高,鳞片状结构增大水的接触角),吸收某些药物进行营养和治疗。

2.排泄功能:头发的汗腺可排出汗液,可由头发帮助蒸发;皮脂腺分泌皮脂,在毛干上成膜,有助于维持体温;头发上积累各种矿物质和代谢产物然后脱落,成为机体排泄重要途径。

3.指示:可指示人种如白种(黑色素少,发呈金黄色)、黄种(黑色素适中,发呈黑色)、黑种(黑色素多,发呈深黑色且卷曲);可指示性状,如皮肤及头发的油性、中性及干性;可指示健康状况,头发的生长与脱落、颜色与光泽关系到身体的整体健康,也涉及特定的微量元素的积累(黑发中含铜和铁,金黄色为钛,红棕色者含铜和钴,绿发中铜量常高出正常发的几千倍)等。

4.记录功能:由于角质蛋白的双硫键及-SH基的作用,许多过渡金属易被发固定,并且不易再被机体吸收。角质蛋白这种代谢缓慢的特点使头发具备记录微量元素以及某些药物在体内蓄积的功能。例如对多个城市学龄儿童发中的As、Cd、Cu、Pb、Zn的分析表明,头发中As、Cd、Pb的含量可反映环境污染的影响;此外发中微量元素含量与体内某些器官特别是骨中元素水平成正比相关。看来,头发还是记录环境监测数据的书记员和人体中微量元素的计数器呢!

现在人们已研究出了许多通过人头发的微量元素分析来诊断疾病的新方法。如在对侏儒症的病理诊断中,发现其头发中含锌量只有70ppm,远低于美国人155ppm平均值。人们发现,不同的病症,其微量元素的含量都有不同的特征,这就为病理学诊断提供了科学的依据。此外,头发中微量元素的分析还可用于一些特殊的检测呢!如人们可用它来鉴定吸毒者,因为发中的海洛因量可检出,比血、尿的检验方便。还有人们曾用中子衍射法鉴定了拿破仑的几根头发,发现其砷含量比正常值高出40倍,从而证实了拿破仑死于砷中毒;人们还由发分析确定了马王堆汉墓古尸的血型;还有报道说儿童学习成绩优良者其发锌、钙量高,铝、锅量低,而弱智者发锰、铅、镉量高,铬锂量低。看来,头发的分析可望用于对人才智力的评估和优选以及对某些疑难病症、案件的甄鉴和古物的考证等作出确定。

从上面我们可看出,头发对我们是多么的重要啊!谁都想有一头健康美丽的头发,那我让我们来看看头发的“疾病”及护理吧!。

在日常生活中我们已经接触了很多头发的护理知识。头发的疾患常见病有脱发和失色。脱发又分为生理性脱发和病理性脱发两种。生理性脱发又称早秃,原因是代谢加快,生长周期缩短,化学上则与雄激素分泌不足、供血欠缺有关,这并非病态,元须用药,应改善营养,并需补充蛋白质;而病理性脱发则种类较多,需要进行身体全面检查、查明病因,对症下药。

失色是指头发失去光泽及过早白化,常见的有少白头,有遗传或精神刺激引起(伍子胥过昭关一夜白头,就是精神紧张导致发变色的夸张)。它主要是因为毛母细胞不再制造黑色素。饮食中蛋白质不足,酪氨酸酶功能障碍以及某些化学物质如苦味酸、三硝基甲苯、钻及靛蓝等的经皮吸收或污染使发着色不正常,出现黄、棕、红、蓝色等,宜对症施治。

现在我们的生活中面临着铺天盖地的护发产品的广告轰炸,我们可不要被它的广告词迷惑了眼睛,首先我们先得对我们的头发有一个全面的了解,然后我们再来从容选择护发品,那一定会将我们的头发“建设”得健康美丽。

煤燃烧后到哪儿去啦

火车、汽车和轮船,每天都把成千吨、上万吨的煤,源源不绝地运到炼钢厂、发电厂以至于每一户人家去。一天天、一月月、一年年,城市和工厂早该被煤掩埋起来了,可是事实上,城市和工厂不仅没有被煤埋起来,却是胃口越来越大。十万吨,不够;一百万吨,还是不够;一千万吨……

这许多煤到哪儿去了呢?烧掉啦。如果是好煤,燃烧以后灰烬也很少。难道煤一燃烧,就化为乌有了吗?不是的,原来它化为一个“隐身人”溜掉了,因为煤的主要成分是碳。它燃烧时,与空气中的氧化合,放出热能,变成了无色的气体——二氧化碳,从烟囱里跑到空气中去了。

怎么知道煤燃烧后,就变成了二氧化碳呢?

这问题不难解决,我们可以用化学方法把这位“隐身人”逮住:把煤燃烧后产生的气体,通到石灰水里去,没多久,本来碧清透明的石灰水,变成一片乳白色混浊液体,像牛奶似的。

原来,这又是一场化学反应:二氧化碳与石灰水(化学成分为氢氧化钙)作用,生成了碳酸钙白色沉淀。碳酸钙并不稀罕,白垩、大理石、石灰石都是碳酸钙。

金刚石、石墨的化学成分也是碳。如果把它们加热,与煤一样,都会不翼而飞——燃烧变成了二氧化碳。

如果煤在燃烧时,氧气供应不充足,那会产生另一个“隐身人”——一氧化碳,俗称“煤气”。一氧化碳是一种会燃烧的气体。平常,煤炉里煤塞得太多了,或者炉灰很久没掏,积满炉膛,空气进去不多,煤层上就会看见有浅蓝色的火苗在舞蹈,那就是一氧化碳在燃烧。

美丽的玻璃色

在玻璃这个种类繁多的大家族中,除了我们日常生活中经常看到的无色透明的玻璃,还有许许多多的彩色玻璃,有黑色的玻璃,如小汽车的车窗玻璃就是紫黑色的,有蓝色的建筑玻璃等。在交通十字路口,交通信号灯要有红、黄、绿三种颜色的玻璃作灯罩;节日欢庆的夜晚处处张灯结彩,现在人们多用彩色灯泡(多是用各种颜色的玻璃制造的)来装饰节日盛貌;拍一张艺术照片得在照相机镜头上套上一定颜色的滤色镜片,它具有不同深浅的黄、红、蓝、绿等颜色;驾驶员、野外工作人员、炼钢工人、电焊工人要戴不同颜色的保护目镜,一台感人肺腑的戏剧,如果没有五光十色的灯光配合,演出的效果将大为逊色;在音乐强劲的舞厅中,如果没有激光乱转的各种色调,就会使音乐动感的氛围减弱。

这些美丽的玻璃色是怎么来的呢?

普通的玻璃是用石英砂、纯碱和石灰石一起熔炼而成的。它是一种组成不固定的硅酸盐的混合物。人们最先制造出来的玻璃是一些透明度差,带有一些颜色的小玻璃片。它的颜色并不是人们有意识地加进去的,而是所用的原料不纯,混进了杂质的结果。那时的颜色玻璃只是用来做装饰品,要求不高,人们只是偶然生产出了颜色玻璃。但是我们今天要求的颜色玻璃都有很高科学要求,这只有在揭开了玻璃带色的秘密后,才能够制造出来。

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