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第10章 不可思议的化学,可怕而又混乱(2)

人们有了火柴,拿它去引火是非常方便的,只要一擦就行。可是在几百年前,人们还不知道火柴是什么东西哩!那时候,人们要取火较麻烦。例如在中世纪,士兵们打仗必须随身带着打火石。要射击了,连忙用打火石“嚓嚓”地点燃导火索,花了一两分钟,才能发射一发子弹或炮弹。这样的点火枪别说是打仗了,即使用它打猎,那“嚓嚓”的声响,也会使野兽和鸟儿受到惊扰而逃得无影无踪。

世界上第一根火柴诞生于二百多年前的意大利,火柴杆用木棒制成,火柴头的主要成分是氯酸钾和蔗糖。使用时将火柴头接触一下浓硫酸片刻后,火柴头就激烈燃烧起来了。这种火柴价格高、携带不便且带着浓硫酸,具有危险性,所以没能推广。直到1834年,世界上才开始流行火柴。刚开始,火柴头上蘸着的发火药主要是白磷。白磷是一种非常容易燃烧的物质,它只要稍微一受热,就会烧起来。有时候,怀里放着这种火柴,它会忽然自己烧起来引起火灾。而且,白磷很毒,生产这种火柴的工人往往会中毒,使用这种火柴当然也是很危险的。后来,人们用磷和硫的化合物——三硫化四磷——来做火柴的发火药,这种火柴叫做摩擦火柴。它虽然没有毒,可是也容易着火,只要在墙上一擦,甚至在衣服上一摩擦就会燃起来。用这种火柴当然也不够安全。

直到一百多年前,人们才制成了安全火柴,也就是我们现在用的火柴。这种火柴光靠摩擦是烧不起来的,它一定得在它自己的外套一侧——涂着红磷的火柴盒上摩擦才行。这种火柴比起它的前辈白磷火柴和摩擦火柴来,的确是安全很多了。

塑料制品冬天变硬是大分子聚合反应塑料制品有个“怪脾气”:冬天它会变成硬邦邦的,天暖以后它又柔软如初。

这是为什么呢?

塑料是一种高分子的聚合物。例如,聚乙烯是由很多乙烯分子手拉手连结起来的产物,聚氯乙烯则是由很多氯乙烯的分子连接在一起组成的。像这样由很多较小分子彼此结合成大分子的反应,在化学上称为“聚合”。氯乙烯分子聚合起来后,就形成一个链状的聚氯乙烯大分子,很多这样的大分子集合起来,就成了白色粉末状的聚氯乙烯树脂。

聚氯乙烯是一种能刚能柔的物质。它之所以很硬,是由于分子与分子间连接的“关节”结合得很紧。如果在这个“关节”上加一些“润滑油”,“关节”活动了,它就变成柔软的物质了。这种“润滑油”,就是塑料工业上所说的增塑剂。

冬天,天气很冷,有的增塑剂不耐寒,它的“润滑”本领降低了,塑料中的“关节”转动不灵,所以就变硬了。

有的增塑剂具有挥发性。塑料制品使用久了,使分子间的活动“关节”不灵,还有长链分子受到风雨、太阳光照等自然力的作用后,会断裂成短链分子,塑料也就变硬了。在塑料工艺学上,把这种现象称为“老化”。

有没有不会变硬的塑料制品呢?现在,人们已找到了一些不易挥发也不怕冷的增塑剂,用这些增塑剂制造的塑料制品,无论春夏秋冬,都不会改变柔软性。

人们还找到一种奇妙的方法,就是在制造聚氯乙烯的时候,用适量的醋酸乙烯分子镶嵌到聚氯乙烯的“大分子”中去。这种工艺制造出的塑料,不必另添增塑剂,即使到了寒冷的冬天,它也不会变硬。

鸡蛋变质了会很臭

为了保鲜,人们常把买回的鸡蛋放进冰箱里保存。放置时间长久的鸡蛋或是没有保存好的鸡蛋,其蛋清和蛋黄就会混成一团,还会出现不正常的颜色,甚至变得臭不可闻,这样的鸡蛋就不能食用了。

为什么鸡蛋变质就臭不可闻了呢?这要从鸡蛋内的物质说起。鸡蛋的蛋清和蛋黄主要是由蛋白质构成的,鸡蛋的蛋白质中含有多种元素,如碳、氢、氧、氮、硫、磷等。放置时间长久的鸡蛋或是没有保存好的鸡蛋发生变质,就是里面的蛋白质变质了。蛋白质变质是个复杂的过程,会出现沉淀、浑浊、变色、变味、产生气体等现象。在蛋白质变质的过程中,蛋白质里的硫元素会形成一种叫做硫化氢的气体。硫化氢气体是无色的,它有很臭的气味。鸡蛋变质后臭不可闻的气味主要来自硫化氢。

在教科书中表述硫化氢的气味时,往往就写为“臭鸡蛋的气味”。硫化氢是一种剧毒性的气体,当空气中混入的硫化氢气体达到一定浓度时,会使人中毒甚至致死。不仅臭鸡蛋里有硫化氢,在污水沟、废弃的矿井和化工厂等都有可能产生硫化氢。硫化氢逸散到大气中,会造成对大气的污染。工厂的废气如果含有硫化氢,必须经过处理、净化后,才能排放到大气中。

要及时吃完买回的鸡蛋,不要让它变质,更不要让它产生硫化氢,也不要让硫化氢污染我们的空气。

彩色照片时间久了会褪色或变色

如果保管不善,一张色彩鲜艳的照片常常会部分褪色或变色。这是为什么呢?

原来,彩照上的各种彩色染料,大部分为结构较复杂的有机分子,它们和一些普通的颜料相比,显得不很安分。首先,彩照上的彩色染料经不起强烈的阳光照射。这是因为彩照上的部分染料分子,在太阳光中的紫外线作用下被分解了,彩照上的颜色当然就会变浅了。其次,照片若处于潮湿闷热的环境中,照片乳剂层中的部分染料就会与水作用而发生水解反应,结果使一部分染料分解成彩色照片显影以前的状态(即分解为成色剂和彩色显影剂两者分别存在的状态),其分解出来的成色剂又会被空气中的氧气所氧化,造成彩色照片褪色。另外,一些具有强氧化性的化学试剂,也会促使彩照的颜色起变化。

有些彩照除了会褪色外,还会部分变色。例如照片上本来是绿色的树叶,时间久了竟会慢慢地变成了青色或蓝色,这种颜色的变化被称之为偏色。偏色是怎么引起的呢?这是因为彩照上的染料是由三种不同颜色的染料组成的,而这三种染料在相同的光照或相同的化学试剂作用下,它们褪色的程度是不相同的,有的颜色较易褪去,有的却较稳定。这样,在一张彩照上,当一种颜色变淡而另一种颜色却变化甚微时,就会产生某些颜色发生变化的偏色现象。

因此,在保存彩照时,应该注意不要让照片的正面受到较强阳光的直接照射,也不宜将照片长久地压在玻璃板下,或置于闷热潮湿的环境中,最好是夹在影集中并存放在干燥、凉爽的地方。

汽水瓶一打开会冒出很多气泡

在回答这个问题之前,先得向你介绍一下汽水的“身世”。

说实在的,汽水与糖水没有多大的不同,它只不过是多含了一些“气”——二氧化碳罢了。

二氧化碳是一种气体,它喜欢自由自在地在空气中游荡。在汽水工厂里,人们加了很大的压力,强迫它大量溶解在各种口味的饮料里。然后,装进瓶子,紧紧扣上塞子,这就成了汽水。

当你喝汽水时,一打开塞子,外面的压力小,二氧化碳顿时像出笼的小鸟,拼命挣脱出来,跑到自由的王国——空气里去。于是,水中就冒出了大量气泡。

夏天,人们常爱喝冰冻汽水。冰冻汽水不光能清凉解热,而且与一条物理定律有关:温度越低,气体往往在水里溶解得越多。就拿二氧化碳来说吧,在101.3千帕(1个大气压)、0℃C时,它在水里的溶解度为1体积水溶解1.71体积二氧化碳;而20C时,1体积水只能溶解0.88体积二氧化碳,几乎相差一半。冰冻汽水由于温度低,其中的二氧化碳较难于逃逸,所以喝起来就感觉到泡沫特别多。

人们喝进汽水以后,肠胃并不吸收二氧化碳,况且肚子里温度高,二氧化碳很快地通过口腔排出来,这样就能带走热量,使人有清凉的感觉。另外,二氧化碳对胃壁还有轻微的刺激作用,能加速胃液的分泌而帮助消化。

为了更可口、更富有营养一些,人们还在汽水里加进了糖、柠檬酸、橘子精和一些香料等。现在,含有二氧化碳的饮料品种已越来越丰富,有瓶装的,也有罐装的,有无色透明的“雪碧”,也有棕黑色的“可乐”……另外,像啤酒、香槟等饮料里面,也加进了二氧化碳。

有趣的是,大自然也会制造“汽水”。火山旁,往往有地下水冒出,形成温泉。由于地下压力很高,使许多气体如硫化氢、二氧化碳等溶解在水里。而当地下水一喷出地面,就像刚开瓶的汽水一样,常常是白浪滚滚地大冒气泡。

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