化学元素在生活中的应用

2017-01-20 16:15:06

文/董玉英

化学是一门很有趣的学科，很多东西都离不开化学。化学在日常生活中有哪些应用？让我们一起来看看高吧。

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“民以食为天”。我们先来看看食物中的化学成分。

油条是中国传统的早餐食品之一，有着非常悠久的历史。当你吃着香脆可口的油条时，你是否想到了油条制作过程中的化学知识？

先来看一下油条的制作过程:先用鲜酵母或老面(发酵面)和面粉和面，揉至一定程度，再加入适量的纯碱、盐、明矾和面，然后切成厚1cm、长10cm的长条，每两个长条上下叠放，中间用窄木条压住，旋转后拉伸。

在发酵过程中，一小部分淀粉转化为葡萄糖，再由葡萄糖转化为乙醇，产生二氧化碳气体是因为酵母在面团中繁殖和分泌酶(主要是糖化酶和醇化酶)。同时会产生一些有机酸，这些有机酸会与乙醇反应生成芳香酯。反应产生的二氧化碳气体使面团产生许多小孔并膨胀。有机酸的存在会使面团变酸。加入纯碱是为了中和多余的有机酸，产生二氧化碳气体，使面团进一步膨胀。同时，将纯碱溶于水并水解，然后在热油锅中油炸。因为二氧化碳的产生，炸出来的油条更松。

从上面的反应，可能大家会担心，做油条的时候不是用了氢氧化钠吗？含有这么强碱性的油条怎么吃起来好吃？然而它的匠心就在于此。当面团中出现游离氢氧化钠时，原料中的明矾立即与之反应，使游离氢氧化钠变成氢氧化铝。氢氧化铝的凝胶溶液或干凝胶在医学上用作抗酸剂，可中和胃酸，保护溃疡面，用于治疗胃酸过多、胃溃疡和十二指肠溃疡。常见胃药“胃舒平”的主要成分是氢氧化铝。所以有些中医药方上说油条对胃酸有抑制作用，对某些胃病有一定疗效。

比如盐是咸的，常用来调味，或者腌制鱼、蛋、蔬菜等。它是应用最广泛的调味品，被誉为“各种风味之王”。人每天要吃一定量的盐:成年人每天吃6克到15克盐就够了。原因一是增加口感，二是人体机能的需要。Na+主要存在于细胞外液中，是维持细胞外液渗透压和容量的重要成分。动物血液中的盐浓度是恒定的。盐的过度丢失或补充不足会使兴奋性增加，从而导致虚弱和颤抖，最后导致动物后腿瘫痪直至死亡。美国科学家泰勒亲身体验了食用无盐食物的过程。刚开始出汗增多，食欲消失。5天后，他觉得很累。第8-9天，他感到肌肉疼痛和僵硬，然后出现失眠和肌肉抽搐。后来因为情况更严重，他被迫终止了实验。当然，摄入过多的盐会将细胞中的水分吸收回体液中，使身体因缺水而发烧。

从上面的例子可以看出，化学与人们的生活密切相关。如果我们掌握并正确应用它，我们可以利用化学知识带来更好、更健康的生活。

有了化学知识，我们不仅可以了解物质的化学性质并加以利用，还可以通过化学方法分析疾病的成因。

高血压是最常见的慢性病之一。它能引起体内三种病变:心脏增大、肾动脉病变和动脉硬化加速发展。患有肾脏疾病的人经常会得高血压。人们从下面的实验中发现，镉与高血压的发病有关。

科学家曾用以下金属化合物喂养100只老鼠:钒、铬、镍、锗、砷、硒、锆、铌、钼、镉、锡、碲、锑和铅。结果，只有那些被给予镉的动物表现出与人类高血压完全相同的症状，如心脏增大和血压升高。镉在人和小鼠的肾脏、动脉和肝脏中积累，干扰一些需要吸收锌的酶系统。镉对肾脏组织的亲和力比锌大，所以可以替代锌，从而改变那些依赖锌的反应。

经过大量研究，得出以下结论:肾脏中镉含量与锌含量的对比关系的改变是高血压的一个原因。锌镉比低的地区，高血压发病率高，反之亦然。

人体内镉的天然来源是食物、水和空气。由于现代工业生产活动，燃烧工业烟尘、煤和石油产品。空气是人体重要的镉源，食物在加工和储存过程中可能被镉污染，使人体肾脏中积累的镉随年龄增长而增加，这也是高血压患病人数随年龄增长而增加的原因。

我们身边的物质是取之不尽，用之不竭的，尤其是与现实生活息息相关的化学。

材料方面，化学知识更明显。不知道大家有没有注意到，我们平时用的塑料袋大部分都标有“02”。“02”是聚乙烯在化学中的代号。塑料袋的材质多为高级聚乙烯，也简称HDPE。一般不容易分解，建议少用甚至不用。其实木头也可以做衣服。木材富含纤维素。木材经亚硫酸盐和烧碱水解、蒸煮和漂白，除去树脂和木质素，得到白色纤维素，然后制成纸浆，再送到纤维厂作原料，用烧碱和二硫化碳磺化，形成纤维素磺酸盐，再溶于乙烯基碱液制成浓粘液，最后纺成丝。随着科技的发展，新的化学材料在生活中变得越来越普遍。比如不粘锅是聚四氟乙烯做的，吸水性强的纸尿裤是聚乙烯醇聚氧乙烯做的。

生活中有很多有趣的俗语和俚语也透露了一些化学知识:

酒越陈越香。普通的酒，为什么埋藏几年后就成了精品酒？酒的主要成分是乙醇。白酒埋在地下储存数年后，乙醇与白酒中较少的成分乙酸发生反应，生成的CH3COOC2H5(乙酸乙酯)有果香。虽然上述反应是可逆的，反应速度较慢，但时间越长，产生的乙酸乙酯越多，所以酒越老越香。

还有一句老话:“良药苦口”。这有什么依据？其实很多中药都含有一些苦味的有效成分，比如黄连含黄连碱，麻黄含麻黄碱，所以有“良药苦口”之说。

老人们常说，“霜菜更好吃”。蔬菜中含有淀粉，不仅不甜，而且不易溶于水。但到了初霜后，大白菜中的淀粉在植物体内淀粉酶的作用下由水解变成麦芽糖酶，再在麦芽糖的作用下变成葡萄糖。葡萄糖易溶于水，味甘，所以青菜有甜味。那么，为什么冬天会出现这种变化呢？那是因为青菜植株中的淀粉变成葡萄糖溶于水，细胞液中加了糖，所以细胞液不容易被破坏，青菜也不容易被冻坏。可见，冬季蔬菜的甜味是蔬菜自身适应环境变化，防止冻害的现象。初霜的季节，其他的蔬菜，比如菠菜、白菜、萝卜，味道都是甜的，也是这样。

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