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高中化学知识在生活中的应用

2017-01-15王奕雯

西部论丛 2017年11期
关键词:衣食住行高中化学生活

王奕雯

摘 要:作为自然科学的一门基础学科,化学主要研究物质构成的原理和物质间的相互作用。日常生活存在于现实的物质世界中,因此化学知识能够应用到我们生活中的方方面面。本文将分别介绍高中化学知识在生活中的衣食住行等方面的实际应用,以帮助读者对书本中的化学知识有更深入的认识,并在生活中应用化学知识解决实际问题。

关键词:高中化学 生活 衣食住行 应用

引 言

世间万物都是由化学元素构成,化学作为自然科学的基础学科与我们的实际生活有着非常密切的联系。化学知识虽然不像其他学科一样通俗易懂,但这改变不了其来源于生活的本质。化学领域的研究问题并非凭空产生,研究者们关注的问题都是生产生活中亟待解决的问题,我们作为高中生虽然目前尚未接触高精尖的化学技术,但是我们学习的高中化学知识是日后进一步学习的基础。了解化学知识在我们生活中的应用对我们实现更高效的学习效率、更透彻的知识理解至关重要。接下来将首先对高中化学知识进行概要介绍,然后从衣食住行等多个方面举例说明我们高中课本中的化学知识在生活中的实际应用。

一、高中化学知识概要

根据研究对象的类别可以将高中化学知识分为有机化学、无机化学和分析化学三大块。其中有机化学主要介绍有机物的化学性质,例如有机物的溶解性、有机物间的化学反應、烃类及其衍生物的结构特性等等,这一部分知识是高中化学知识的基础,是连接现实世界与化学世界的桥梁。无机化学则以无机物为主要研究对象,例如元素周期律、各类化学键、电解反应等等,这一部分知识在实际生产生活中的应用最为广泛。分析化学相对则更加高深,这部分知识以实验为主,帮助我们根据实验室数据对化学物质进行推测与分析,这部分内容为实现更高层次的教育打下基础。以前的学者也从两个角度对高中化学知识进行了总结,第一个角度是宏观化学知识,这类知识涵盖了不同物质的结构及性质;第二个角度是微观化学知识,这类知识则从原子、分子、离子等微观层面展开研究[1]。不论是以何种方法进行分类,读者都应该能够对高中化学知识的内容有一个完整的了解。

二、高中化学知识在生活中的应用

(一)高中化学知识在衣服中的应用

衣服作为生活中的必需品,充分体现了化学中的知识[2]。我们身上穿的衣服的材料除了常见的棉,还有所谓的尼龙材料,也叫锦纶材料,这种材料并非自然界本身就存在的。尼龙这种材料具有机械强度高、韧性好、耐疲劳性能突出、表面光滑、耐腐蚀等优良特性。这是一种合成纤维,在其分子中含有酰胺键,所以其学名叫聚酰胺纤维。工业中常常通过在涤纶中加入乙二醇和对苯二甲酸二甲酯等化学物质在催化剂催化的条件下聚合而成。这种材料的出现为纺织业和人们的生活带来了巨大的变化,人们的衣服相比以前更加耐用了[3]。还有一种常见的衣服材料,其价格相对昂贵许多,那就是羊毛。在我们的印象中,羊毛是通过养殖专门的绵羊来生产,实际上不尽其然。因为人们日益增长的需求已经无法通过传统的天然材料满足了,所以科学家们通过化学反应合成了一种类似于羊毛的毛线,那就是腈纶。腈纶的学名叫聚丙烯腈,它具有羊毛的一些特点,例如弹性及蓬松度能够媲美天然羊毛、耐热性能好、轻便鲜艳等,也因此拥有合成羊毛的美誉。在制造方面,腈纶是由纯度百分之八十五以上的丙烯腈与第二、第三单体的共聚物通过纺丝制得。其中丙烯腈是从石油中提取的一种有刺激性气味的液体,容易爆炸,所以腈纶也具有易燃的性质,在生活中这种材料应该避免与明火接触。

(二) 高中化学知识在食品中的应用

在日常的饮食中,我们可能会忽略化学知识的存在,实际上就在我们每天喝的饮料中就隐藏着诸多的化学知识。例如有些小孩喜欢喝甜的牛奶,所以家长喜欢在热牛奶时加入适量的糖,其实这种做法是错误的。因为牛奶中有一种物质叫做赖氨酸,这种氨基酸能够促进人体的生长发育,但是在高温下赖氨酸能够和糖发生梅拉德反应,产生有毒物质果糖基氨酸。所以加糖煮沸的牛奶营养成分不仅大打折扣,还会对人体的健康不利。此外,牛奶还不能和酸性饮料一起饮用,因为牛奶中丰富的蛋白质会在酸性物质的作用下凝结成块,从而导致人体无法吸收。除此之外,有些人可能会好奇为什么厨师在做菜时会最后才加盐,原因其实与化学知识紧密相关。我们知道为帮助人体补充微量元素碘,市面上的盐以碘盐为主,其主要成分是KIO3,从物质的稳定性来看这种物质是非常不稳定的,在受热状态会分解,同时碘是一种极易挥发的元素,所以如果很早加入碘盐会导致KIO3分解,丢失补充碘元素的作用。

(三) 高中化学知识在建筑中的应用

对新装修的房子不能立即入住,这是有原因的。装修板材中含有的甲醛和油漆中含有的苯乙烯等物质都是容易致癌的化学物质,同时也容易引起白血病和再生障碍性贫血,长期处于这样的环境中对人体伤害巨大。所以,一般情况下新装修的房子需要经过专业的除甲醛等污染物处理,还要通风保证空气流通来加快这些有毒物质的挥发。在高中化学课本中我们知道铝是一种相对容易被氧化的物质,被氧化后的铝生成了氧化铝,这是一种密度较高耐腐蚀性较强的物质,所以早期的建筑工人会通过在容易生锈的铁表面喷涂铝水来防止腐蚀。另外,物质的化学性质在建筑中的另外一个重要应用体现在文物的修缮中,传统古建筑体现了古代劳动人民的聪明与智慧,但随着时间的流逝其中的一部分发生了损坏,这就需要进行修缮。化学家们合成了各种具有良好特性的化学材料来帮助完成文物的修缮,不仅美观有效,还达到了防火防潮等修缮目的[4]。

(四)高中化学知识在交通中的应用

化学在交通中的应用可以说是十分广泛,因为化学反应是提供能量最基础的前提。不论是汽油车、柴油车、天然气车还是电动车,其前进的动力都来自于化学反应产生的能量。对以石油为燃料的交通工具来说,通过烯烃等物质的燃烧反应产生能量推动发动机转动,对以电池为动力的交通工具来说,则是通过电池内部发生的氧化反应和还原反应提供的能量。更高端的例如航天飞行器,则是使用了热值更大的液氢、肼类等燃料。与燃料相对应的,物质由于燃烧不充分产生的有害气体例如一氧化碳、二氧化硫等会对环境造成破坏,同时也会对人体造成伤害。二氧化硫等有害气体会造成酸雨,酸雨会腐蚀森林,酸化土壤,影响生产生活。一氧化碳会导致人体缺氧,甚至中毒,氮氧化物容易导致人体肺部组织受到破坏,甚至危害全身组织。

结 语

本文简单介绍了高中化学知识在人们生活的方方面面的应用,当然这只是一些小小的例子,生活中还有许许多多的应用等待我们去发现和探索。随着社会的快速发展,科学技术突飞猛进,化学这一学科已经不再仅仅局限在物质这一单方面了,在与其他学科相互渗透的过程中形成了一些新兴的研究领域。环境保护、能源开发、功能材料等各方面的探索已然成为科学家们重点关注的社会发展问题。作为高中生,我们首先要学好课本知识,掌握各类化学物质的特性和各类化学反应的原理,在此基础上我们才能创造新的知识,并将知识应用在日常生活中。

参考文献

[1] 成垒. 高中化学知识在生活中的应用探讨[J]. 科技风, 2017(3):42-42.

[2] 曹思远. 日常生活中的化学知识[J]. 学园:学者的精神家园, 2016, 8(10):66-66.

[3] 陆蔚华. 论高中化学教学的生活化策略[J]. 数理化学习(高三版), 2014(12):83-83.

[4] 张吉, 黄希, 胡东波. 文物保护领域中的化学[J]. 大学化学, 2017(9):35-40.

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