【化学校本课程】《让化学走进生活》校本课程

校本课程校本课程让化学走进生活让化学走进生活中学化学校本课程小组编写中学化学校本课程小组编写目录是什么让可乐如此躁动…………1有关于补钙的广告一化学魅力无穷……………6醉汉怎么就成了马路杀手……10维生素C和铁完美的搭档………………17是什么让咸蛋如此诱人………21是感冒药还是毒药……………27是什么让花儿姹紫嫣红………31洗衣服，学问大着呢…………38加油站里的危险电话…………41自制简易净水器………………48您会鉴别衣料吗………………50饼干筒里的干燥剂…………53试验（两首）化学课里他们说有一种试剂在水里放进遇酸变红一颗小小的明矾遇见变蓝就能沉淀出所有的我多希望渣滓人生里那么如果能有一种试剂在我们的心中放进可以先来替我试出一首诗那交缠在我眼前的是不是也可以种种悲欢沉淀出所有的昨日以此两首席慕蓉的诗，带领亲爱的同学们一同进入化学世界，共同呼吸科学的空气吧。是什么让可乐如此躁动

大家听说过“沸腾可乐”的游戏吗?

就是让几位爱喝可乐的朋友先大把大把地吃曼妥思薄荷糖，而后迅速地畅饮可乐，此时在他们的肚子里就会发生非常剧烈的反应，甚至有可能导致可乐从嘴里喷涌而出，当然也有传闻说人的胃甚至可能都会被胀破！真的会有这么猛烈的反应吗?这里的可乐为什么会“沸腾"?化学能否解释其中的秘密呢?

其实想知道可乐为什么沸腾并不难，首先要对可乐和所加入的薄荷糖的具体化学成分有一个基本认识。找到让可乐沸腾现象的那种化学物质往往是化学研究的核心问题题。所以，我们一定要先去搜集可乐和薄荷糖的食品标签，从标签的成分表中分析沸腾的可能原因。从配科表中我们不难发现:可乐沸腾时喷出的是里面添加的二氧化碳(CO2)气体。平时可乐中的CO2气体是通过加压的方法溶解在水中的，所以我们喝可乐这样的碳酸饮料才会有那种麻麻的口感!顾便提一句:最早的碳酸饮料就是源于我们化学家的伟大发现。

化学史上非常著名的氧气的发现者英国人普里斯特利最早将CO2气体溶解于水制备碳酸，这件事发生在1776年，而随后不久，碳酸饮科就被用于商业生产了。碳酸饮科之所以得名，是因为CO2气体溶解于水时会发生下面的反应:

反应物和生成物中间的那个符号表示可逆反应，就是说生成碳酸的同时，也会重新生成CO2气体，这就是碳酸饮料会向外释放CO2气体的原因了。

言归正传，我们假设:促使CO2体猛烈喷出的东西是在薄荷糖的成分中。这是因为不加薄荷糖时可乐并不会非常剧烈地喷涌(其实CO2,气体也在逸出，只不过是比较缓慢而不易被我们察觉，不信的话，你可以买一杯可乐之类的碳酸饮料，仔细观察液面上缓缓冒出的气泡)。那么，薄荷糖的最主要成分应当是化学上被称为“蔗糖”的东西，这种化学物质的分子式为C12H22O11。当然大家也有可能会怀疑薄荷糖里的一些添加剂起到了关键作用，例如香精、果胶或者甜味剂，等等。是不是蔗糖令可乐中的CO2气体大量逸出而导致喷涌现象呢?

如果不加薄荷糖，而是加入其他物质，可乐是否也有沸腾的可能呢？其实，有人在实验中发现不用薄荷糖而用白砂糖或者食盐也会出现相同的现象！真实山重水复疑无路，柳暗花明又一村啊！原来，还有很多物质也会引起可乐的沸腾，包括盐、沙子、碎玻璃片，等等，甚至在我们喝可乐的时候摇晃瓶子或者加入冰块时，也会出现气泡明增多的现象。上述实验非常清楚地表明:引起沸腾必要的条件并不是这里面的化学物质，其原因更可能是物理作用！强调一个重要的科学概念了。如果是由于不同的化学物质之间发生化学反应生成了新的物质，我们就可以说这里的主要原因是化学作用；而如果引起可乐沸腾的主要原因不是化学物质之间的反应，换句话说，跟物质的化学成分关系不大时，我们就可以说这里面主要是物理作用的结果。

对可乐沸腾问题的研究就已经有突破了。真正起作用的不是糖本身和其中添加的化学成分，因为换成其他成分的化学物质也一样会有沸腾的可能。那么到底是什么因素促使了可乐的沸腾呢?

能在互联网上找到关于“过热水”和“暴沸”等方面的视频或讲解，对于我下面的分析可能会有很大帮助。其实，当液体中溶解有气体或者产生气体时，都需要一种固体的表面来促进液体中气体的逸出，我们把这样的固体表面称为气化中心。反之，如果液体中缺乏这样的固体表面即气化中心，液体中的气体就无法逸出，也就是说液体将无法正常地沸腾或气化。这样就会产生高于液体沸点的过热液体，而这种过热的液体是相当危险的，只要遇到了任何细小的杂质或固体表面，过热液体中的气体就会喷涌而出，溢出的气体会夹带着温度超高的液体一起向周围发动袭击，这对于缺少防范的我们来说是非常危险的！！！从化学科学角度，我们把过热液体遇到固杂质而导致的剧烈沸腾现象称为“暴沸现象”。注意这里的“暴”字代表剧烈的意思，跟爆炸的“爆”不是一个意思。

液体在沸腾的时候可以利用产生的蒸气来带走自身多余的热量而使液体的温度保持在这种液体的沸点上。例如在烧开水的过程中，水蒸气带走了热量而使水的温度保持在100C(常压时)，理论上讲，只要水没有烧干，它的温度就会恒定在100℃而不会继续升温。安全提示:对我们来说应该得到一个重大的教训:绝对不要用微波炉来烧开水！因为如果你家的水杯超级干净，水也超级干净的话，用微波炉烧水将极有可能产生上面我们提到的过热水，而这样的水潜伏着极端的危险!

于是我们终于可以揭开可乐沸腾的秘密了一表面粗糙的固体物质

(曼妥思薄荷糖、盐、沙子，等等)起到了气化中心的作用，使可乐中的CO2气体产生了迅速逸出的“暴沸现象”。说得更具体些，就是因为可乐中的CO2气体是在加压条件下溶解进去的，回到了正常的压强条件下，本来CO2气体就特别想从可乐中逸出，可是苦于没有固体表面形成的气化中心，只得很不情愿地待在可乐里面。糖或者沙子恰好满足了气化中心的条件，所以就导致了可乐中CO2气体迅速喷涌的现象，即“暴沸现象”。几乎所有气体的溶解能力都会随着压强的增大而增大，所以当压强减小的时候，气体都会从溶解了它的液体中逸出。

弄清楚了可乐暴沸的来龙去脉，我们不禁会问：这么有趣的现象是否只能作为一种科学游戏而无所作为呢？气化中心难道只能引起这具有潜在危险性的暴沸现象吗？其实，气化中心在化学和我们的生活中都有很多特别重要的用途呢！只是以前我们不了解其中的道理，所以会对它熟视无睹。

先看看我们化学实验中的气化中心吧。请大家仔细观察镁条和盐酸发生反应的实验图片，要特别注意观察其中的细节现象哦!

镁条和盐酸的反应是中学化学里面的一个非常基础的化学反应，其产生的氢气会从溶液中逸出，我们会看到气泡。反应的方程式如下:

Mg+2HCl=MgCl+H2(氢气)↑

可以非常清楚地观察到所有的气泡都是从镁条固体表面产生和逸出的，在电解水的实验中也可以看到类似的现象，气体都是从电极的表面逸出的。这就说明有了气化中心的存在也不一定会暴沸，反而气体更容易比较平缓地逸出，也就是说，预先加人圆体，可以充当气化中心，不仅不会引起暴沸，反而可以防患于未然，起到防止暴沸的作用。所以实验室里总是在加热和蒸馏液体的时候加入沸石成碎瓷片来防止暴沸的发生。。蒸馏装置再看看我们的生活中，气化中心也无处不在。不仅科学研究需要防暴沸，在生活中煮牛奶时，也可以利用玻璃弹子来防止暴沸，避免牛奶加热过程中溢出来的问题。化学实验室里加热液体也吸取了这个教训，除了加入沸石外，加热的液体必须少于容器体积的1/3，也是为了防止液体喷出导致危险!这里有必要解释一下家中烧水的问题。为什么我们烧开水时很少见到暴沸的玩象呢?其实，那是因为咱们的水壶很不“干净”，里面有大量水垢。水垢[化学成分为碳酸钙(

CaCO3)]是一种不溶于水的固体，恰好起到了气化中心的作用，使水蒸气可以比较平稳地逸出，从而防止了暴沸。没想到一个有趣的沸腾可乐原理居然还有么多用处啊!

大家可能觉得这个问题研究完了，但其实才刚刚开始。你们有没有想过：难道只有液体变气体才需要气化中心吗?在液化(气体变液体)和凝固(液体变固体)等过程中是否也有液化中心和固化中心呢?你完全可以毫不犹豫地接受这两个概念，只要物质的状态发生改变，往往需要这样的类似气化中心的固体表面！而液化中心的概念会让你很轻松地理解人工降雨和降雪的主要原理，飞机撒播的干冰和碘化银就是充当了这个液化中心的角色，促进了降水也就是液化过程的实现，这和防止暴沸的原理其实是一样的!如果你还想了解固化中心的有趣实验，请上网检索“点水成冰”这个实验的视频，看完之后你所有的问题自然会迎刃而解，我就不再赘述了。到这里，沸腾可乐问题的研究就要告一段落了。各位是否仍然有些意犹未尽呢?那就让我给大家留个相关的引申作业吧，感兴趣的朋友可以进一步去感受化学研究的更多乐趣。

作业:再次回到可乐沸圈的游戏中来，大家可以登录相关网站查阅可乐沸腾的世界纪录，通过视频看到几千瓶可乐暴沸的壮观景象，让暴沸和气化中心这些科学名词永远活在你的脑海中!

有关于补钙的广告一化学魅力无究

在这个信息技术飞速发展的社会，无论你打开电视、坐上公交车还是走在大厦林立的街道上，关于补钙的保健品广告常常会映入眼帘。“补钙关键是吸收”“离子钙，好吸收”“纳米钙，螯合技术”“维生素D促进钙质的吸收”等说法随处可见。那么从科学性上来分析，这些说法是否正确呢?是商家在故弄玄虚吗？咱们就从右图展示的广告信息中一一来揭秘。含钙物质的种类:从化学物质分类的观点来看，可以给人体补充钙质的物质应该是含钙元素的盐类，包括无机钙盐和有机钙盐。无机钙盐主要指碳酸钙(CaCO3)和磷酸钙[Ca3(PO4)]2，有机钙盐包括葡萄糖酸钙、乳酸钙、柠檬酸钙、L一苏糖酸钙等。从吸收的角度来看，可溶性的钙盐比不溶性的钙盐要容易吸收一些，无机钙盐(碳酸钙和磷酸钙)很多都不溶于水，有机的钙盐大多都属于可溶性的钙盐，最常见的两种就是葡萄糖酸钙和乳酸钙，所以补钙保健品中常常选择它们。不过有一点是大家在吃补钙食品时特别需要注意的，就是不能和草酸(H2C2O3)含量高的食物一起服用，容易产生沉淀。需要强调的是，有机钙盐中最难溶解的物质就是草酸钙(CaC203)，它甚至比常见的无机钙盐还要难溶于水，在分析化学上常常用钙盐容易和草酸产生沉淀这一性质来检验钙离子。生活中我们吃一些富含钙质的食物时也要注意这一点，老话常说“不适合用菠菜炖豆腐”就是表明钙质会发生损失。所以说，补钙用可溶性的离子钙是完全符合科学的，而且这是钙质能够被吸收的前提条件。

关于钙质的吸收关于补钙，最经典的一句话就是“补钙关键是吸收”，缺不缺钙，不是看我们每天摄入多少钙，而是身体究竟吸收了多少钙。影响身体对钙质的吸收和利用的因素很多，我们主要从促进钙离子吸收的方法谈起。首先，酸性的环境有利于钙离子的吸收。我们在烹饪鱼类食物的时候，可以多加入一些醋酸(CH3COOH)并烧炖一段时间，不仅能出去腥味，醋还能与鱼骨中的含钙物质形成可溶性的醋酸钙而易于被人体吸收。另外，我们还可以养成喝酸奶的好习惯，因为乳酸可以调节人体肠道的酸碱性达到适合钙离子吸收的程度，多吃些含乳酸、柠檬酸、维生来C等酸性物质的食品有利于钙的吸收。其次，多运动和多晒太阳也有利于钙的吸收。很多研究发现，运动员的骨密度大于静坐较多的人群，大多数人右臂的骨密度大于左侧，这说明运动可加骨骼的密度和强度。倘若运动量不足，骨髓中的钙质也会被分解吸收，井随着尿排出体外，引起骨质疏松的发生，而晒太阳的功效跟我们后面要讲的维生来D的作用有关，下文中我们再做讨论。最后，还要注意身体中的钙、磷元素的比例，如果比例失调，则会引起体内钙质的流失。人体骨骼中正常的磷、钙之比为0.6，如果磷的摄入量太低，骨钙就会随尿液排出而流失。现代人对磷合量高的食物(肉、肝、蛋黄)有恐惧心理，所以很有可能导致磷的缺乏。之所以大多数专家都强调用喝牛奶来补钙的方法是最佳的，就是因为奶类中的磷，钙之比最符合人体的需要。当然，牛奶的优势还有一个重要原因，就是它含有大量维生家D。

维生素D3对钙质吸收的重大意文

维生来D和钙一样，本身就是人体不可成缺的一种营养来。缺少它的儿童容易上一种很痛苦的病，表现为夜啼、多汗、骨骼软化(也即新形成的骨质钙化障碍)，这会严重影响儿童的生长发育，所以维生来D又被称为抗佝偻病维生素。与上节谈到的维生来C不同的是，维生家D是一种脂溶性维生素，对健康关系较密切的是维生素D2和维生素D3。这一点倒是和维生素A比较相似，所以这两种维生素只存在于动物性食物中，如肉、重、鱼、奶等，尤其是动物的肝脏，可以说是各种脂溶性维生素的仓库，有人会问了:既然植物不含维生素D，那素食主义者岂不是都会受到佝偻病的困扰?其实人体还有一种获得维生来D的方式—晒太阳。受紫外线的照射后，人体内的一种胆固醇能转化为维生素D3(化学反应如下图所示）。所以有句俗话说“孩子多晒太阳就相当于吃了不要钱的鱼肝油”，因为鱼肝油是富含维生素D3的食物。维生素D有这么重要的生理作用，它又对于人体钙离子的吸收有何作用呢？通过下面的这张人体内生物化学反应相关的示意图，我们简要介绍一下维生素D促进钙吸收的化学机理。由于这里所涉及的化学知识或者说生物化学知识非常深奥，需要很多相关领域内容的铺垫，因此只能类比性地做个非常简明扼要的介绍，要知道即使是大学化学专业的学生也很难接触到这么专业的化学内容。上图可以简单地理解为上下两部分，上半部分描述的是人体对维生素D的获取和储存，比较简单：而下半部分则讲述了维生素D的生物作用形式对人体吸收和利用钙离子的影响，非常晦涩难懂。首先，我们先来看图的上半部分。食物中储存的维生来D，在人体胆计的帮助在小肠内被吸收。吸收的维生素D可以与乳糜微粒相结合，由淋巴系统运输：也可以变为维生素D结合蛋白(DBP)在血浆中运输。而右上部分表示的是皮肤在紫外线的照射下，其中的胆固醇转化为维生素D3的过程。这两种方式获得的维生素D都将在肝脏中储存起来。(这里也证明了人和动物一样，肝脏是维生素的宝库。)下面，我们再来看看图的下半部分表示的意思。当维生素被运到肝脏中，在线粒体中经单氧酶系统作用，将其25位羟基化用成25(OH)D3。25(OH)D3到了肾脏后，在肾线粒体单氧酶作用下1位再次羟基化，转变为1,25(OH)2D3这种物质就用维生来D的生物作用形式，现在科学将其作为一种激素。这种激素可以在人的小肠、骨和肾脏中发挥重要的作用：第一，它可以维持血清钙，磷浓度的稳定。当血液中的钙离子浓度低时，它会诱导甲状旁腺素(以下以PTH化替)的分泌，控制将其释放至肾脏及骨细胞中。在骨中PTH还能促使磷元素从尿中排出和钙元素在肾小管中再吸收。第二，在骨中PTH与1,25(OH)2D3,发挥协同作用，将钙从骨中动员出来。第三，在小肠中1,25(OH)2D3,促进钙元素的吸收。这就是我们所说的维生素D促进钙质吸收的本质意义了。人体可以通过这3条途径使血液中的钙浓度恢复到正常水平，同时又反馈控制PTH的分泌及1,25(OH)2D3的合成。在血钙高时刺激甲状腺C细胞，产生降钙素，阻止钙从骨中动员出来，并促使钙及磷从尿中排出。

醉汉怎么就成了马路杀手

你是否注意过，在马路边上的标语牌或者电视的公益广告中常常能看到这样的宣传语:“司机一滴酒，亲人两行泪”以及“感情牌好不好，不在酒上拼；开车不喝酒，亲人都放心”。这些劝诚广大司机朋友莫酒驾的宣传语写得煽情且中肯，警示着每一个抱有侥幸心理的司机。有人会问了:酒驾有那么危险吗？是不是交管局拿来吓唬人的呢?酒驾的危害:酒驾可以分为酒后驾车和醉酒驾车两种。统计表明，超过30%的道路交通事故是由酒后开车、醉酒驾车引起的。而且在驾驶员的死亡档案中有59%与酒后驾车有关，触目惊心的数字是无争议地说明:酒后驾车真的是害人又害己啊!既然事实已经很明确了，我们倒更想探究一下其中的原因。酒精对驾驶员的不利影响究竟是什么？酒后事故多发的主要原因又是什么?也就是说，从科学角度能否回答:到定是什么让醉汉成了马路杀手?

一般认为，酒后事故多发的原因有4个方面：饮酒后驾车，反应迟钝，操作能力降低；饮酒后人视野会减小，视像不稳，色觉功能下降；喝酒后，在酒精刺激下，人易冲动和焦躁，具有冒险倾向，往往易超速，易开赌气车；酒后易疲劳和打盹，进入睡眠状态导致盲驾。酒精的服收和代谢要想了解酒后的这些行为和症状是如何产生的，必须先明白酒精在人体中的吸收和代谢过程。只有知道喝下去的酒都去哪儿了，都变成什么了，才能真正解释酒对人体的影响。酒精的化学名称是乙醇”，我们喝的酒是水果、粮食作物经由酵母菌发酵而形成的。水果、粮食作物中的葡萄糖在酵母菌的作用下，发生反应生成了乙醇和二化碳。从基本化学成分而言，再珍贵的美酒佳酿也是以乙醇为主要成分的，差别主要在于其他一些非常微量的杂质和香味酯类。由于分子极性产生的氢键作用，酒精可以和水以任意比例互溶。这一点使得它在人体内不需要经过消化，就可以直接扩散到血液中，并随着血液在各种含有水的组织比如脑部、肌肉等处积蓄。我们喝酒的时候会觉得一两杯下肚，头就有点轻飘飘的了，就是因为酒精吸收和扩散得很快的原因。吸收酒精的器官主要是胃和小肠。

从基本化学常识可知，酒精是一种燃料，可以用作酒精灯、酒精炉的燃料，甚至可以加到汽油中得到乙醇汽油(在有些省份，E93号就是乙醇汽油的标号)，这就说明乙醇可以被氧气氧化，而且最终会生成CO2。其实，酒精在体内的代谢也是逐步被氧化的过程，只是在体内无法创造燃烧酒精那么高的温度，所以只能在一些酶(生物催化剂)的作用下慢慢氧化，其代谢的主要场所是肝脏。具体过程是这样的:酒精进入人体后，大部分在肝脏中迅速与乙醇脱氢酶作用，生成乙醛，这一步是比较快的，而且任何人体内都含有较多的乙醇脱氢酶。所得的乙醛与建筑装修材料中的污染物甲醛是同类物质，对人体也有害，而且乙醛是导致宿醉的主要原因。不过它还可以继续在乙醛脱氢酶(经常被简写为ALDH)的作用下转化成无害的乙酸，最终氧化成CO2和水。这一步就很有戏剧性了，有的人体内有大量的乙醛脱氢酶且活性很高，表象上看是所谓的“酒逢知己千杯少”的那种海量达人；还有些人体内这种酶较少，且活性一般，表象上就是那种不胜酒力的“红验汉子”；有极少数的人体内基本不含这种乙醛脱氢酶，表象上就成了乙醇过敏或者容易乙醇中毒的人了。现在有很多用来解酒的药物在做广告宣传，其实很多解酒药的成分就含有活性的乙醛脱氢酶制剂，据说这种酶制剂可以有效缓解面红耳赤的醉酒症状。科学研究发现，人喝酒后面部泛红是乙醛直接引起的，乙醛具有刺激人体肥大细胞并且让皮下毛细血管暂时性扩张的功能，会引起脸色泛红甚至身上皮肤潮红等现象，也就是我们平时所说的“上脸”。如果体内的乙醛被逐步代谢掉了，红脸的症状就会自然消失。其实，从本质上说喝酒不会醉的人是没有的。因为酒精在人体内的代谢速率是有限度的，如果饮酒过量，酒精就会在体内器官，特别是在肝脏和大脑中积蓄，从而出现中毒症状。酗酒的人往往有酒精肝、服肪肝、肝硬化等疾病，就是因为肝脏在代谢酒精时起到中流砥柱的作用，一旦醉酒，首先被损害的就是肝脏，但从现代基因学的研究成果中可以知道，不同人种的酒量是差别很大的，亚洲人由于基因方面的一点“缺陷”(乙醛脱氢酶基因的单碱基突变基因翻译出的酶中，残基487的谷氨酸变为赖氨酸，造成催化活性基本丧失)，导致身体对于乙醛的代谢能力低于白种人，所以和欧美壮汉去拼酒绝对不是一个明智的选择！酒精对神经系统及行为的影响:通过体内吸收和代谢的过程，我们明白了酒精会损伤人的肝脏和大脑。那么，酒对人的神经系统具体又有什么影响呢?很多酒后驾驶车辆的“马路杀手’曾经都是经验非常老到、技术非常纯熟的老司机，是什么让他们的行为失控的呢?

众所周知，人的行为是由大脑来控制的，所以，要研究酒精对于行为的影响，首先应该从酒精对于大脑的影响开始。下面就从神经细胞的结构谈起，看看酒精是如何影响它们的正常工作的。生物课上我们学过神经细胞一神经元的结构。大脑中有无数的神经元，虽然形态多种多样，但都可分为细胞体和突起两部分。突起又分为树突和轴突。树突多呈树状分之，它可接受刺激并将冲动传向细胞体；轴突呈细索状，末端常有分支，称神经末梢。轴突将冲动从细胞体传向末梢，通常一个神经元有一个至多个树突，但轴突只有一条(如下左图所示)。尽管两个神经元之间靠得非常近，但它们并不接触。神经元之间的微小空隙被称为突触。神经冲动以微电流的形式在神经元内部传送，到达突触部，使激发了一些小分子—神经递质的释放。神经递质作用于受体细胞(指接受神经冲动的神经元),对它产生激发或者抑制的作用(如下右图所示)。要想进一步解释酒精对大脑的影响，还需要了解一个神经生物学的重要概念一多巴胺“奖赏回路”。“奖赏回路”(英文是reward

pathway)是人体大脑中产生快乐满足、幸福等感受的神经传导回路，而多巴胺是大脑中的一种关键神经递质，中枢神经系统中多巴胺的浓度受精神因素的支配，它影响着人们对事物的快乐感受，也按称为“快感神经递质”。当相关信号在多巴胺物质的传送下，由腹侧被盖区传向伏隔核，再传至前额叶皮质，就会在大脑中形成愉快的感觉。由于回路中传递信号的关键物质是多巴胺，所以整个神经回路也被称为“多巴胺系统”。各种快乐，从获得食物的满足感到赢得财富的兴奋感等，所有美好感觉的产生都归结为多巴胺系统的功能。当人们在享受某种东西时，不管是美食、音

乐、美景甚至是鸦片，多巴胺系统都会表现活跃。无论你享受何种快乐，整个神经回路都会出现大量的多巴胺物质(多巴胺

的分子结构见右图)。酒精对于大脑的作用就是通过影响大脑的“奖赏回路”进行的。酒精通过脑中神经冲动的传送发挥抑制或者促进作用，从以下几方面影响大脑的活动。

首先，酒精可以促进多巴胺的分泌。因为多巴胺的作用就是传递亢奋和愉快的信息，所以少量饮酒后，人会感到快乐和满足。古人常说的“借酒浇愁”恐怕就是这个意思。当然，酒鬼对酒上瘾也是因为多巴胺的存在。

第二，酒精可以促进下丘脑部β-内啡肽的产生。β-内啡肽的作用和吗啡很相似。β-内 A啡肽在自我镇痛方面起到关键性的作用，所以中等剂量的酒精可造成麻醉作用，古代的一些外科手术就是用这种最古老的方法来进行麻醉进而减少痛感的。我们发现司机喝酒后会困，容易进入睡眠状态，就跟麻醉作用有直接关系，其实还有很多药品，例如一些感冒药，会让人嗜睡，也不适合在开车或者进行高空作业前服用。第三，抑制乙酰胆碱的传播。乙酰胆碱也是神经递质的一种主要成分。神经冲动在神经细胞之间的传播就是依靠乙酰胆碱完成的。当大脑中的酒精浓度上升时，乙酰胆碱的合成与传播受到抑制，从而影响到神经冲动的传送。酒后信息在大脑中的传播比原来慢了，人会感到反应变慢、感知麻木、说话含混等。司机本来应是眼疾手快、眼观六路、耳听八方的反应机敏的人，可是酒精让他们变作出现偏差和失误，进而导致事故。第四，酒精会促进脑中位伽玛氨基丁酸

(GABA)的传播。GABA是中枢神经系统中最主要的神经抑制传递素，它在控制情绪上有着重要作用。当人大量饮酒后，GABA的量会明显上升，人们通常表现得更容易焦虑、冲动、抑郁、狂躁。如果这个时候驾驶车辆，则容易出现超速、跟其他车辆竞速、恶意超车、开赌气车等交通行为，极易导致事故的发生。

最后，我们来说说酒精成瘾性问题。神经系统的“奖赏回路”往往也会产生反面效果。酒精促进了大脑中“奖赏回路”的作用，导致大量多巴服的分泌，如果一旦停止酒精的摄入，大脑就极易产生焦虑感，强烈的焦虑感促使酗酒者去寻找酒精来重新获得快乐的感觉。尽管酗酒者知道喝酒会上瘾，但为了避免没有酒时的那种痛苦的感觉，他们还是会去不断找酒喝，这也就是酒精会上瘾的原因所在。

饮酒后，人脑中几乎所有的部位都会受到酒精的影响，包括控制运动和平衡的小脑、控制记忆的海马体、“奖赏回路”相关的腹侧被盖区，甚至控制呼级，平滑肌运动的脑干都会受到损伤，相应地人的各种能力都会明显下降。所以，奉劝各位司机和广大读者朋友，酒后不适合做任何工作，尤其是需要思维和行为控制柜的精细工作，绝对不适合驾驶任何车辆!

酒驾的监督和执法既然明白了酒后驾车的危险性，我们就需要更好地监督那些不守规矩的司机。要知道，这样的监督和执法对他们本人的生命安全也至关重要的。那么，怎么判判断驾驶员是否饮酒呢？严格来说，能够证明司机喝酒的参数应当是血液酒精浓度(也常用被简写成BAC)。经研究，BAC的浓度值只要超过0.3，人的呼吸系统就会受到严重影响，饮酒者就有死亡的危险。届然血液酒精含量准确且毫无争议，但在违法行为处理或者公路交通例行检查中，要现场抽取血液往往是不现实的，最简单可行的方法是现场检测驾驶人员呼气中的酒精含量。呼吸式酒精检测仪是检测驾驶人员呼气中酒精含量的仪器。检测时，要求被测者口含吹管以中等力度呼气（见左图），只需3秒，结果就显示出来了。呼气中的酒精含量与血液中的酒精含量一般有如下换算关系:血液酒精浓度=呼气酒精浓度x2200。现在我们国家规定：酒精含量大于或等于20mg/100mL就表示酒后驾车，而如果达到或超过80mg/100mL就是醉酒驾车了。前者大致相当于喝了一杯啤酒，而醉酒驾车相当于喝了150ml低度白酒或者2瓶啤酒。酒精检测仪相当准确且敏感，很少会出现误差，所以提醒一些司机朋友千万别抱侥幸心理，自作聪明地以为少喝点仪器会查不出来。酒精测试仪是怎样快速而又准确地测出呼气中的酒精含量呢?分析其原理可知，现在交警查酒驾常用的酒精检测仪(下图分别展示了仪器的电路图和实物图)实际上是由酒精气体传感器（相当于随酒精气体浓度变化的变阻器）与一个定值电阻及一个电压表或电流表组成。图中R2为定值电阻，酒精气体传感器R1的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，如果驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，那么测试仪的电压表示数就越大。酒精气体传感器为什么可以测得气体中酒精的浓度呢?它的阻值为何会相应地发生变化呢？其实，这样的酒精含量检测设备有5种基本类型，即:燃料电池型、半导体型、红外线型、气体色谱分析型、比色型。常用的只有燃料电池型和半导体型两种。由于价格原因，一般交警在路上使用的酒精气体传感器都是半导体型的(前页图中显示的就是这一种)。基本原理是:当具有N型导电性的氧化物暴露在大气中时，会由于氧气的吸附而减少其内部的电子数量而使其电阻增大。其后如果大气中存在某种特定的还原性气体(例如酒精就是典型的还原性气体)，它将与吸附的氧气反应，从而使氧化物内的电子数增加，导致氧化物电阻减小。半导体-氧化物传感器就是通过该阻值的变化来认识气体浓度的。另一种更加先进且环保的酒精传感器是燃料电池型的，先简单认识一下氢氧燃料电池吧。燃料电池是当前全世界都在广泛研究的环保型能源，它可以直接把可燃性气体例如氢气、甲烷、酒精、甲醇等）氧化的能量转变为电能，而不产生污染。酒精传感器知识燃料电池的一个分支。燃料电池酒精传感器采用贵金属铂作为电极，在燃烧室内充满特种催化剂，使进入燃烧室内的酒情充分氧化转变为燃料电池，也就是在两个电极上产生电压，电能消耗在外接负载上，此电压与进入燃烧室内气体的酒精浓度成正比(基本原理和电极反应如下图所示)。与半导体型相比，燃料电池型呼气酒精测试仪稳定性更好，精度高，抗干扰性也很好。但是由于燃料电池酒精传感器的结构非常精密，制造难度相当大，加上材料成本高，价格相当于半导体酒精传感器的几十倍。最后，我们再补充介绍一个大家容易忽略的细节，看看酒精测试仪的吹管，它的设计也是独具匠心的。别看吹管小，对保证检测的精度是非常重要。被测者必须口含吹管呼出气体，这样进入吹管的气体才能保证全部是被测者呼出的气体。如果被测者不接触喇叭口而对喇叭口吹气的话，根据流体力学的原理，你对着一个大的喇叭口送出气体，气体流动时压力减小，这就把周围的空气一起带进喇叭口连接的仪器内，相当于把呼气中的酒精浓度稀释了，检测到的酒精浓度就会比被测者实际呼气酒精浓度低，产生不必要的误差。所以大家今后可以注意一下，交警在让司机接受检测的时候，一定会强调你“口含吹管的喇叭口吹气”，明白科学原理的你该注意这个问题。

“酒要少吃，事要多知。”经过如此详尽的研究，你应该明白了是什么让醉汉司身不由己地成为了“马路杀手”，其中真有很多难言之隐。那既然喝醉之后无法自控，不如在清醒的时候想想可能的不良后果吧！

维生素C和铁完美的搭档有一位小朋友不爱吃水果,而且平时吃饭也很挑食,总感觉四肢乏力,头昏脑胀。于是有一天他到药物补铁吃富含铁的食品医院去看病,被诊断出得了典型的如何补铁“缺铁性贫血症”。大夫要求他按时吃药,平时还要注意补铁。为了让他尽快康复起来,你能想出哪些补铁方案呢?如何证实这些方案有效铁钢炒菜使用生锈餐具呢?这就是一个生活中常常遇到的健康保健问题,如果没有充足的化学知识、方法和实验手段是很难给出完美的方案的。也许有些朋友善于利用网络学习和获取信息,可能会看到下面4种常见的补铁方案,如何找到其中合理的方案呢?要想判断这些方案的正伪,首先要弄清楚一个关鍵的问题:“是不是所有含铁元素的物质都能补铁?到底什么价态的铁才有补铁作用呢?”前一个问题非常清楚,不是所有含铁的物质都有效,至少应该是可溶性的铁盐才可以被人体吸收利用。化学上,可溶性的铁盐包括二价铁(Fe2+)和三价铁(Fe3+),那么到底哪种铁盐有效果?还是都有效呢?通过互联网很轻松就能找到有关不同价态铁的作用的信息。二价铁(Fe2+)既是人体血红蛋白的组成部分,又对人体有重要的补铁作用。三价铁(Fe3+)不仅没有这种作用,还会损害人的身体健康。那么,在确定了(Fe2+)的补铁作用之后,大家一定会想到要用实验来探究到底哪种方案可以提供具有补铁作用的(Fe2+)，于是Fe2+，Fe3+的检验方法就成了这些实验的重中之重了。一般来说,Fe3+的检验需要用硫氰化钾(KSCN)溶液,出现特征的血红色表示存在Fe3+;而Fe2+的检验需要用铁氰化钾KsFe(CN)溶液,出现特征的蓝色沉淀表示Fe2+的存在。有了明确的方法后,我们就可以用补铁药品“维铁缓释片”、代替铁锅的铁粉、富含铁的芹菜和布满铁锈的三脚架等用品来代表4种方案中的含铁物质,让大家地取材,进行铁离子的检验,验证哪个方案更合理。最终的结论很明确,只有铁锈的补铁方案是错误，而其他方案都是可取的。另外,我们还可以进一步研究药物补铁的细节问题。通过仔细阅读药物的说明书可以知道:如果该药物与含小苏打的胃药或者浓茶水一起服用,则会降低补铁效果。为了眼见为实,我们可以把补铁药片碾碎再分别加入制酸药和浓茶,马上就能看到非常剧烈的化学反应:与制酸药作用既出现沉淀又有大量气泡,与浓茶作用则产生大量黑色沉淀。大家是不是终于明白了不建议茶水送药的道理了?所以药物补铁方案还要特别关注服用注意事项,时刻提醒自己吃药一定要看说明。到此为止,补铁方案的辨别告一段落,但我们对铁元素相关问题的研究则将一步步深入。金属铁一般常见的有3种价态(0、+2、+3),它们之间是可以通过氧化还原反应相互转化的,价态升高的转化属于氧化反应,而价态降低的反应属于还原反应。既然真正能够发挥补铁作用的是+2价的铁,那么使用补铁试剂的时候就应该防止它被氧化为价而失去效果。因为Fe2+在空气中是不稳定的，很容易被氧化而变质,所以补铁药片自然也应该密封保存以防氧化。另外,细心的朋友一定会发现一个很有趣的问题:补铁的药物中常常要添加维生素C(例如上面实验中用到的补铁药物维铁缓释片),还有很多广告也涉及“维生素C和铁搭档效果会更好”,这又是怎么回事呢?这样的广告是否有科学根据呢?为了弄清楚维生素C和铁的关系,我们还要先了解一下维生素维生素C。我们可以在这张纪念维生素C合成而发行的邮票上面,看到维生素C的很多信息。大家要想了解更多信息,还要从航海的船员容易患上的一种疾病———坏血病说起。长期在海上航行的船员容易患上坏血病,这种病症表现为血管壁遭到损坏,在牙齿、黏膜、皮肤以及身体其他部位发生出血和渗血,严重的还会危及生命。开始人们只是通过经验发现,只要船员注意补充蔬菜或者柠檬就可以避免患上这种疾病。后来人们才研究发现柠檬和新鲜的蔬菜水果中含有一种重要的维生素——维生素C,也被称为抗坏血酸。而英国化学家霍沃斯和瑞士化学家卡雷正是因为确定了这个与我们的健康息息相关的维生素C的结构,并且第一次人工合成了维生素C,才获得了1937年诺贝尔化学奖。通过基础的化学知识我们可以将维生素C的分子结构模型简写为左图所示的结构简式。如果化学工作者得到了有机物的结构信息,就很容易来预测它的性质了。维生素C到底是有什么性质,才能和补铁的药物成了最佳搭档呢?上文中我们曾提到补铁关键是利用Fe2+，而Fe3+是对人体有危害的,在空气中Fe2+很容易被氧化为Fe3+而使补铁试剂失去作用。那么维生素C就很有可能是用来防止补铁试剂被氧化的,也就是说它是一种抗氧化剂,或者说还原剂。下面就可以利用维生素C的结构来推测性质了,看看能否为上面的推测维生素C是一种还原剂”提供结构上的支持。有机物结构中能够表现其特殊性质的基团被称为官能团,而维生素C中含有酯基(-COO-)、羟基(-OH)和碳碳双键这3种官能团,其中的后两种都是还原性基团。既然维生素C的结构也预示了它的还原性,那就差最后一步——实验验证来表明其还原性的事实了。这里,我们可以借用本文开始讲到的Fe3+和KSCN混合后会产生血红色溶液来进行实验。如果各位家里有相关的试剂,就可以按照我说的步骤亲自来验证一下。首先,在含有Fe2+的物质形成的溶液(可以用氯化铁或者把铁锈溶解在白醋中所得的溶液)中加入少量KSCN,溶液马上变为了血红色,然后只需要加入少量事先研磨好的维生素C药片,溶液马上就褪成了无色。实验证明了维生素C的还原性。如果有些朋友对蔬菜和水果比较感兴趣的话,也可以用鲜榨的柠檬汁、猕猴桃汁或者芹菜汁来代替维生素C药片,实验结果相同。这样一来不仅证明了维生素C的还原能力,还同时验证了柠檬和很多蔬菜水果都是富含维生素C的食物,我们应当注意在膳食中多多补充。实验事实说明上面的推测是完全正确的。维生素C的还原性特别强,才可以非常有效地防止Fe2+被氧化,从而保持补铁药物的真正疗效,所以我们上面用到的补铁药物名字叫“维铁缓释片”,其中的“维”字就是指含有维生素C的意思。现代生活中,维生素C已经被广泛地用于食品的抗氧化剂和防腐剂,同时也被用在化妆品和保健食品中充当抗衰老剂,它的还原性具有延缓人体肌体和皮肤衰老的作用。另外,很多电视广告中谈到维生素C和铁元素的搭档也是符合科学的,维生素C的酸性还能防止铁元素发生其他变化,更加有利于铁的吸收。如果大家想了解更多关于维生素C的知识,可以多多关注一下市场上销售的各种维生素功能饮料,有些强调维生素C的水溶性而有些强调了它的还原性,还有强调饮料中所含的维生素C等于中国膳食协会的日推荐摄入量,相当于吃了若干个新鲜柠檬之类的广告语,真的是既科学又生动啊!继续思考:富含维生素C的食品与哪些食物(猪肝、芹菜、海鲜、牛奶、松花蛋等)搭配比较科学合理?如何炒菜才能更好地减少维生素C的损失?(从择菜、洗菜、切菜、烹饪方法和调味

是什么让咸蛋如此诱人想必有很多人会留恋咸蛋的美味吧?那金黄色油亮的蛋黄、雪白色软嫰的蛋清、回味无穷的鲜香口感,无不让人慨叹世间竟有如此廉价的舌尖盛宴。怪不得连著名的美食家苏东坡和苏小妹都对它赞不绝口呢。相传在宋代，苏小妹在吃咸鸭蛋时,忽然灵机一动，吟出“咸蛋剖开舟两叶,内载黄金白玉”的上联，让苏东坡对下联。苏东坡一时却被难住了，有一天他在吃石榴，想了一下，便对出了下联:“石榴打破坛一个，中藏玛瑙珍珠。”这副对联对仗工整，构思奇巧，把两种美食传神地描绘了出来。是什么让咸蛋如此诱人呢?色、香、味、形、意、养,各个方面都蕴藏着十分丰富的科学内涵。首先,我们来看咸蛋的颜色为什么这么鲜亮。这里用到了天然色素的知识了,蛋黄中含有多种显黄色的天然色素,主要有叶黄素和玉米黄素,它们的化学结构都有非常典型的共轭体系,这是它们呈现黄色的主要原因。它们不仅会使蛋黄显黄色,而且与家禽类的爪、胫等部位的着色关系密切,很多蔬菜和水果也含有这些色素而显出黄色或者黄绿色。细心的肯定会发现,两种色素的化学结构非常相似,仅有最右侧的六元环处有微小差别。其实很多有机物的结构都具有这样的特点,它们的分子组成完全相同,只是结构上有一些差异,化学上把它们称为同分异构体。大家在学习它们的时候要特别细心才行!那么一定会有人要问一个非常钻牛角尖的问题了:既然鸡蛋里面含有这两种色素,为什么只有蛋黄是黄色的呢?蛋清为什么一点也不黄呢?好的问题总会带给大家很多意想不到的收获。这就要从蛋黄和蛋清的成分及色素的溶解性两个方面综合来分析和解释了。维生素A属于脂溶性维生素,它可以在人体内由β胡萝卜素转化而来,这也就意味着像β-胡萝卜素这样的色素也属于脂溶性的物质,而叶黄素和玉米黄素恰恰都属于类胡萝卜素,当然也是脂溶性的。它们易于溶解在油脂类物质中而不容易溶解在水中,所以可以随着家禽类摄取的食物而迸入它的身体,在消化吸收过程中比较稳定,最终在家禽的爪、胫或者卵子中积蓄下来,这就是鸡、鸭的这些部位呈黄色的本质原因。但是由于蛋清的成分中水的含量较大而蛋黄中富含油脂,所以最终这两种黄色的物质只溶解在了卵黄的油中。我们吃鸭蛋时应当注意到了,鸭蛋黄流岀的油也是黄色的,就是这个道理。解答了蛋黄的颜色问题,再来看看蛋清,蛋清从生鸡蛋的黏稠透眀胶状液体变成雪白的固体又发生了怎样的变化呢?对蛋白质有点常识的人都知道,禽类的蛋清经高温煮熟后就会变白和凝固(这就是蛋白质名称的由来),从而失去了生理活性,无法再恢复生蛋的新鲜和清亮了,化学上称这种变化为变性。说到变性,我们不得不提到蛋白质在生活中的很多现象和用途。变性是指蛋白质遇到一些化学试剂或者条件而发生的沉淀、凝固、彻底失去生理活性的化学变化。这些化学试剂包括:强酸、强碱、强氧化剂、酒精、酚类、醛类、苯甲酸、重金属盐类,等等。而可以使蛋白质产生变性的条件包括高温、紫外线、Ⅹ射线、脱水,等等。蛋白质变性的最重要特征是变化的不可逆性,也就是说生鸡蛋可以煮熟,而熟鸡蛋是无论如何也回不到鲜蛋的状态的,因为发生了变性的过程。变性过程的不可逆性在生活中有很多重要的用途,最典型的就是我们进行杀菌消毒的过程,因为细菌和病毒会使人生病,所以及时杀灭环境中的这些致病因子是保护健康的重要手段。细心的读者可能会很快想起那个“非典”肆虐的年代,如果我们没有在公共场所看到“已消毒”的字样,心里总会惴惴不安。那么各位能不能结合非典时期的经历和生活常识来说说人们进行杀菌消毒的方法可以有哪些呢?大家一定会谈到很多杀菌方法,细致地分分类,会发现有以下几种常用方法:加热、紫外线及其他射线、强氧化物质(例如84消毒液、漂白粉、过氧乙酸、双氧水、臭氧,等等)、酒精、来苏水(酚类有机物)、福尔马林(甲醛)、银制餐具(溶解产生的微量重金属盐类)、竹盐,等等。再仔细和前面讲到的蛋白质变性的条件比较下,真的是如出一辙。其实杀菌消毒就是要让组成细菌和病毒的蛋白质彻底变性而永久失去活性。这些杀菌消毒的方法里面还有很多学问值得研究呢。低温杀菌和超高温灭菌有何差别?医用酒精为何采用75%的浓度而不用纯酒精?漂白粉和漂白液会对人体产生危害吗?银既然是重金属,为什么没有使人中毒?竹盐和浓盐水杀菌的原理也是变性吗?带着这么多的疑问,我们进一步深入认识变性的生活用途。谈到高温杀菌,就不得不提到著名的法国化学家、微生物学家路易斯·巴斯德(见左图),他开创的“巴氏杀菌法”现在仍普遍应用在各种食物和饮料上。路易斯·巴斯德是近代微生物学的奠基人。巴斯德创立了“实践-理科学改事论一实践”的微生物学基本研究方法,他绝对可以称得上是一位科学巨人。路易斯·巴斯德被世人称颂为“进入科学王国的最完美无缺的人”。他最举世瞩目的成就就是利用“鹅颈瓶实验”推翻了历经千百年的关于生命起源的“自然发生说”:他在鹅颈瓶中通过加热杀灭了细菌的肉汤经历4年多都没有变质,而使用去除鹅颈的瓶子则很快就密生了微生物,这就非常有力地说明了细菌和微生物来自空气而不是来自肉汤本身。巴斯德不仅是理论上的天才,还是个善于解决实际问题的人。1880年他成功地研制出鸡霍乱疫苗、狂犬病疫苗等多种疫苗,其理论和免疫法引起了医学实践的重大变革。此外,巴斯德关于微生物的工作还成功地挽救了法国处于困境中的酿酒业、养蚕业和畜牧业。巴斯德很成功的两项化学成就都来自于他非常感兴趣的关于葡萄酒的研究。当时,法国的啤酒、葡萄酒业在欧洲是很有名的,但啤酒、葡萄酒常常会变酸,整桶的芳香可口啤酒变成了酸得让人不敢闻的黏液,只得倒掉,这使酒商叫苦不已,有的甚至因此而破产。1856年,里尔一家酿酒厂厂主请求巴斯徳帮助寻找原因,看看能否防止葡萄酒变酸。巴斯德在显微镜下观察,发现未变质的陈年葡萄酒其液体中有一种圆球状的酵母细胞,当葡萄酒和啤酒变酸后,酒液里有一根根细棍似的乳酸杄菌,就是这种细菌在葡萄酒里繁殖,使酒变酸。他把封闭的酒瓶放在铁丝篮子里,泡在水里加热到不同的温度,想要杀死乳酸杆菌而又不把葡萄酒煮坏。经过反复多次的试验,他终于找到了一种非常有效的杀菌方法:只要把酒放在50~60℃的环境里,保持半小时,就可杀死酒里的乳酸杆菌,这就是著名的“巴氏杀菌法”(又称低温灭菌法)。直到今天,市场上出售的消毒牛奶还用这种方法消毒。除了加热消毒的方法之外,他还通过对酒石酸晶体的研究发现和分离了化学上的一种重要同分异构体—旋光异构体。通过上面的故事,我们知道巴氏低温杀菌法就是利用温度升高使细菌的蛋白质变性而杀灭它的,之所以不采用过高的温度是因为牛奶等食品本身也是由蛋白质组成的,如果温度过高会影响奶制品本身的品质和口感。那么食品行业常常使用的超高温灭菌又是怎么回事呢?原来,如果对食物采用瞬间超高温度的处理,由于作用时间很短,杀灭细菌的同时也不会影响食品的质量,而且这样一来不仅杀灭了细菌本身,还可以将细菌繁殖所产生的孢子也一起杀灭,应该说是更加彻底的杀菌方法。总之低温和超高温灭菌的化学原理是一样的,就是蛋白质的变性失活。众所周知,医用酒精的主要用途也是杀菌消毒,为什么我们总是用浓度75%的酒精溶液呢?既然酒精可以让细菌的蛋白质变性,那用纯酒精岂不是更好吗?这里又涉及微生物学的一些知识,单从化学方面看肯定应该用纯酒精,但是细菌是很狡猾的如果酒精浓度过高将会快速使细菌表面的蛋白质变性凝固而结痂,内部的活性成分在环境适合的时候会脱掉痂壳再次活跃起来,所以浓度过高的酒精并不能真正彻底杀菌。而75%的酒精渗透能力很强,一边使蛋白质变性杀菌,一边向细菌的体内渗透,最终把细菌或病毒完全干掉。真的是完美的医用酒精,化学用铁证如山的事实证明了过犹不及的基本道理!另一类关于蛋白质变性的问题源自对人体的担心。因为我们的身体也是由蛋白质组成的,那么消毒用品在发挥作用的同时是否会对我们的皮肤和身体产生伤害呢?漂白粉是用于自来水消毒的重要物质,84消毒液(也称漂白液)是生活物品消毒的重要用品,这些消毒剂是否会对人体产生不利的影响呢?答案必然是肯定的。我们人类对于细菌和病毒来说只不过是另外一种蛋白质而已,如果强氧化性的消毒用品使用不当,必然会对人的皮肤、内脏、大脑等产生毒害甚至危及生命。但是大家也不用过于担心,因为自来水厂消毒所用的漂白粉是严格限制用量的,这就基本保证了对人和其他动物的安全。而生活中用84消毒液来消毒的时候也都按照比例进行了稀释,所以说一般情况下我们不必担心它们,可以放心使用。还有就是大家知道银是一种重金属,因而银制餐具可以杀灭绝大多数的细菌,那么长期用这样的餐具吃饭会不会中毒呢?这里我们不仅要关注重金属使蛋白质变性的基本原理,还要注意不同的重金属反应活性是有很大差别的,像铅、汞、镉、铜等重金属的活性很强,而银的活性恰好处于能杀死绝大部分细菌而又对人体基本无害这种状态,所以我们可以放心使用它作为餐具。当然决定这种餐具危害小的原因还有银的溶解性很低,银制餐具中只有极其微量的银能变成离子存在于食物和汤水中,而恰恰这么一点点银就足够杀灭所有的细菌!甚至用银制的餐具和器皿还可以试验出食物中的毒物(主要指一些含杂质的砒霜),这就是古代很多地位显赫的人物选择银制餐具的原因。银对我们的健康真是功勋卓著啊!但我们必须指出,如果大量摄入高浓度的银离子溶液同样会产生中毒症状,中毒后人的皮肤和眼睛都会发生变蓝的可怕症状。说到重金属的盐溶液会让蛋白质中毒的事情时,一定会有人问其他轻金属的盐溶液是否也能让蛋白质变性。从小就听说过,缺医少药的人经常用浓盐水来杀菌消毒,竹盐牙膏有利于口腔健康,这不都意味着食盐(成分氯化钠,钠是很轻的金属)的溶步液也能够杀菌吗?其实,蛋白质还有一种化学性质我们也不得不提,那就是盐析。盐析是指蛋白质遇到浓度较大的无机盐(例如食盐、硫酸钠、硫酸铵)溶液时发生的沉淀和凝固现象,这种凝固的蛋白只是暂时性地失活,如果再次遇到清水,蛋质还能重新恢复生理活性。细心的你可能发现了,盐析和变性最大的差别就在于能否恢复这一点,如果想要彻底杀死细菌,当然应该选择使细菌蛋白质发生变性的条件或试剂。食盐使蛋白质凝固只是暂时的,使蛋白质长时间脱水后发生的变性才是其杀菌的最主要原因。不过盐析虽然无法彻底杀菌,但盐析的可逆性却被化学家非常巧妙地用在了蛋白质的分离和提纯过程中,例如大家熟悉的血红蛋白就可以利用盐析的康理从血液中分离出来。明白了蛋白质变性和盐析的变化后,让我们重新回到本节的主题—咸蛋上来。咸蛋制作过程中加入的食盐使蛋清中的蛋白质发生盐析,经过煮熟的过程又使蛋白质变性而凝固变成乳白色固体。另一方面,蛋黄富含蛋白质和脂肪结合成的脂蛋白,平时看不出其中的油脂,经过腌制使其中的蛋白质凝固析出,所以蛋黄中就流出了诱人的淡黄色油脂,其黄色来自我们上文中讲到的脂溶性色素。这就是咸蛋诱人的形态(蛋白凝固,蛋黄流油)产生的基本原因。食物诱人之处不仅仅在色、香、味、形等方面,其所含的营养成分也是其倍受广大食客青睐的原因。禽蛋类食品的主要营养不是普通的蛋白质,而应该被称为完全蛋白质或者优质蛋白。完全蛋白质是营养学的重要概念,是指蛋白类食物所含的必需氨基酸种类齐全,数量充足,彼此比例适当。这一类蛋白质不但可以维持人体健康,还可以促进生长发育。肉、蛋、鱼、奶中的蛋白质都属于完全蛋白质,对我们的身体具有非常重要的营养价值。而与之不同的是半完全蛋白质和不完全蛋白质,小麦中的麦胶蛋白和肉皮中的胶原蛋白分别属于这两类。由面粉可以制得富含蛋白质的面筋,由肉皮可以制作皮冻,可是面筋和皮冻的营养价值和肉、蛋、鱼、奶比起来就有差距了面筋的致命问题就是缺少赖氨酸,它被称为这类半完全蛋白质的限制氨基酸。小时候我记得经常吃赖氨酸面包,就是为了补充限制氨基酸而增加的营养强化剂(加钙牛奶加铁酱油等与之类似)。说了这么多蛋类的营养价值,我们也应该关心一下怎么吃蛋更科学。有人会产生很多疑问:到底鸡蛋怎样烹饪才最容易消化吸收呢?是生吃还是煮熟?是煎得老一些还是嫩一些好呢?这些问题不仅涉及蛋白质的变化和营养问题,还涉及蛋白质的结构和人体消化吸收的功能问题。蛋白的营养主要是它含有的各种氨基酸特别是必需氨基酸,那么结构越简单的蛋白质就越有利于人体的消化和吸收,煮熟是蛋白质变性和部分分解的过程,从原来非常复杂的四级结构转变成了简单的多肽链，自然更加有利于我们的吸收,所以应该吃熟蛋而且最好是完全煮熟的鸡蛋,据说吸收效率能够达到99%。还有一种像咸蛋一样诱人的就是松花蛋(又称皮蛋)。透明的深棕色蛋请和墨绿色油亮的蛋黄让每一个喜爱它的食客都欲罢不能。皮蛋制作成的菜品可以说是琳琅满多肽目,姜汁松花蛋、皮蛋豆腐，皮蛋瘦肉粥、双椒小皮蛋,哪个不是让人垂涎三尺的好菜?皮蛋又是怎么来的呢?其实就是蛋白质水解。与酱油在酸性和酶的作用下水解不同的是,皮蛋是蛋白质在碱性条件下发生了变性和水解,使很多氨基酸游离了出来,而氨基酸及其盐又具有特殊的鲜美味道,于是造就了这特色的美味食品,证据就在皮蛋的本身——皮蛋中那美丽的松花就是氨基酸盐的化学结晶体。如果大家感兴趣的话,不妨在家里自己试一试无泥无铅松花蛋的制作吧,记得成功之后一定要让父母和家人一起分享你的劳动果实啊!无泥无铅松花蛋的制作方法如下：在锅内加入清水2kg,加入茴香10g、花椒20g、红茶100，者沸5分钟后取出,加入309g食用纯碱,待完全溶化后,加入少许松树叶或柏树叶,制成浸泡液。在瓷制的容器内码入50个洗净的鸭蛋或鸡蛋,将冷却后的浸泡液倒入,一定要将蛋完全浸没。如果液体不够,可加入一些凉开水。然后密封容器10~14天。取出晾晒4~5天,便做成了无泥无铅松花蛋。是感冒药还是毒药人吃五谷杂粮,难免会生病。感冒更是再常见不过的小病了,到药店里买些感药,吃完了多喝点开水,再好好睡一觉,就会感觉好多了。可是你知道吗,感冒药不是随便就能买的,你吃的一些感冒药可能跟毒品扯上关系,这又是怎么回事呢?大家在生活中一定非常关注电视新闻,但有时并不会在意新闻背后的内涵和意义。2012年网上的一则新闻引起了我的注意,新闻标题是“北京须凭身份证购买含麻黄感冒药”,其中蕴含的内容值得我们好好思考一下。北京须凭身份证购买含麻黄感冒药2012090220:21:08来源浙江在线新华网北京9月2日电北京市药监局下发紧急通知称,北京为遏制麻黄碳类复方制剂流入非法渠道,按照国家禁毒委员会和国家食品药品监管管理局要求,从即日起北京市民需凭身份证购买含麻黄碱类复方制剂,最多只能购买5个最小包装的含麻黄感冒药，同时，北京市将启动药品类易制毒化学品专项治行动记者2日从北京市药监局了解到,北京市的监局要求企业销售含麻黄碱类复方制剂时认真查验、登记购买者身份证,严格执行含麻黄碱类复方制剂单次零售数量限制的要求,严禁开架销售含麻黄碱类复方制剂,发现一人多次购买等异常情况应及时报告。各位读者可能马上就产生了疑惑:国家为什么不让买感冒药了,难道我们吃的药里面有毒品吗?如果不懂得其中的化学本质,自然无法做出科学的回答,也更加无法理解国家食品药品监督管理局实施这一规定的意乂所在。要想弄凊楚这个问题,就需要从感冒药中的一种天然成分——麻黄谈起。麻黄也叫草麻黄,为麻黄科植物草麻黄或中麻黃的干燥草质茎。作为一味中药,它具有宣肺气、散风寒、止咳平喘和利尿的功效。经化学分析得知其中的重要活性成分是被称为麻黄碱(麻黄素)的一种生物碱。麻黄碱具有加速新陈代谢,升高血压、扩张支气管等作用,所以对上呼吸道感染引起的咳嗽具有很好的疗效。麻黄碱最早是从麻黄草麻黄中提取,现在已经人工合成了。麻黄碱类复方制剂是常用感冒药中的主要治疗成分,对于感冒、哮喘、咳嗽、鼻炎等常见病的治疗有效。麻黄碱是一种典型的中枢神经兴奋剂,其兴奋作用比肾上腺素还强,能引起失眠、烦躁不安和心律不齐等副作用。而且麻黄碱还能够兴奋呼吸系统和肌肉,使人的呼吸频率增加,使肌肉的紧张度增加和疲劳缓解,所以麻黄碱是被国际奥委会明令禁止的兴奋剂之一,运动员是绝对不可以服用的,甚至对于一般的感冒药,服用时都要慎之又慎,如果不小心导致尿检呈现阳性,则会面临多种处罚了!其实,国际奥委会对于运动员的这种规定既出于对公平竞争原则的坚持,也出于对运动员健康的考虑,经常服用这种中枢神经兴奋剂对身体会有诸多危害。麻黄碱另外,还有一点特别需要注意注意:麻黄碱是合成苯丙胺类毒品(例如冰毒)的最主要原料。由于很多感冒药中都含有麻黄碱成分,有可能被不法分子利用,大量购买用于提炼进而制取毒品。正是出于这麻黄碱种考虑,才有了前面新闻中“北京须凭身份证购买含麻黄感冒药”的规定了。大家可以仔细观察麻黄碱和冰毒(又名去氧麻黃碱)的分子结构,你会惊奇地发现:“哇!太接近了!”麻黄碱甲基苯丙胺明白了这些,你就能马上理解国家是为了防止某些具备化学知识的不法之徒利用药物来合成毒品,只有从源头上治毒才是最有效的方法。同时大家也应该具有这样的责任感:劝说自己的家人和朋友不要把多余的药物随便卖给那些“收药”的人。需要澄淸一点,虽然麻黄碱类感冒药被国家食品药品监督管理局列入了限售的范围,但这类药品本身并不是毒品,也没有被列入易制毒化学品来管制,所以只要遵从医嘱来服用,对身体是没有太大危害的,大家尽管放心使用。说到对毒品的担心和恐惧,我们不妨来认识一下什么是毒品以及它为什么能让人上瘾。甲基苯丙胺反映毒品危害的影视作品很多,介绍两部我感受很深的给大家。尔冬升导演制作的电影《门徒》可以说是毒品相关的一堂“化学科普课”。看过之后,你对于毒贩制毒贩毒的内幕和毒品的危害会有很深刻的认识,从而更加增强反对毒品、净化社会的责任感!另一部电视剧《大侠霍元甲》中有一段情节是这样的:霍元甲被俄国人抓了起来,被严刑拷打也不愿低头,但可恶的俄国人给他注射鸦片,最终霍元甲用超人般的定力克服了毒品的侵蚀。可是细想想,一般人能有这样的定力吗?戒毒能有那么容易吗?毒品的成瘾性是最令人生畏的,为什么它会有这样的魔力呢?咱们得先从毒品的界定说起。国际上习惯将毒品分为麻醉药品和精神药品,要特别注意的是,这其中不包括像乙醚这种可导致人失去知觉的化学药品以及砒霜、敌敌畏、氰化物等可直接导致人死亡的剧毒物质,而是特指出于非医疗目的而反复连续使用、能够产生依赖性(即成瘾性)的药品。毒品最大的危害不是让人昏迷或者死亡,而是让人产生成瘾性,让人的大脑产生强迫性的反复、连续使用的意图,最终摧毁人的意志力和斗志。毒品对人的神经系统的干扰和强迫究竟来自哪里呢?其实,毒品本身就是一些麻醉和精神药物,包含中枢神经兴奋剂和中枢神经抑制剂,在医疗上常常用来止疼而作为麻醉剂,用来镇静而作为安眠药,还有抗焦虑药和中枢兴昋药物等。在医院的麻醉科经常可以看到吗啡、杜冷丁、苯巴比妥这类药物,在感冒和止咳的药物中我们也可以看到苯丙胺类、罂粟壳等成分,古柯这种物质连一些功能性的饮料中都含有,所以说毒品离我们的生活并不远。如果仅仅是出于医疗目的,这些药物是非常重要和有意义的,但如果这些药物的特性被不法分子利用,就可能成为腐蚀人们灵魂的“恶魔”。长期过量使用这些药物会严重影响大脑的运行机制,使神经细胞之间的信号传递产生问题(因为这些毒品都可以充当神经递质),让人错误地认为只有吸食它们才能获得“快乐、幸福、满足”之类的感觉,从而将快乐寄托于这些精神药物,进而深深依赖,欲罢不能…所以,感冒药虽然不是毒品,但也不可随意购买和丢弃。很多化学品在发挥重要作用的时候,可能跟罪恶只有一线之隔,使用时要避免被那些别有用心的人利用,变成毒害人的工具。还有很多事件也能表现化学药品的价值和危害的辩证关系,有时候危险就藏在人们的不经意当中,一旦稍有疏忽,化学就会给人以惨痛的教训!还是从我们身边的新闻时事——发生在陕西的一起特大交通事故谈起吧。这起事故因为发生在凌晨,而且车辆追尾导致了化学危险品的燃烧和爆炸,所以伤亡很严重,引起了社会各方面的普遍关注。普通的交通事故怎么会导致如此大的伤亡呢?我们先关注一下被追尾的货车所装的化学物品——甲醇。甲醇,俗称木精,最早是由木材干馏所得。它不仅是一种非常易燃的有机液体,而且具有良好的挥发性,还具有毒性,尤其是对人眼睛的毒害相当大,10mL就可以致人失明。所以当交通事故发生时,不仅导致了大客车的燃烧,而且还可能会引起中毒,特别是引起眼睛的失明,所以能够快速逃离现场的人少之又少。甲醇既然这么危险,为什么货车司机还要赶着深夜运输它呢?其实稍微查阅一下就可以知道,甲醇在化学工业上有很多重要的用途:它既是最基本的化工原料,添到汽油里可以生产具有可再生性的甲醇汽油。当然,生活中也有数不胜数的化学品与甲醇有关。另一方面,甲醇也常常是不法分子所勾兑假酒的主要成分。新闻显示,印度某个村庄发生了饮用假酒导致的甲醇中毒事件,伤亡的数字更是触目惊心。考虑到很多化学品跟甲醇一样,与人们的“爱恨情仇”关系复杂,在具有重大作用的同时又蕴含着不可忽视的安全隐患,所以我们必须认真学习,并合理使用它们。最后,我想到在成龙主演的电影《醉拳2》中有这样的片段:为了施展醉拳,他误把工业酒精当作普通酒来饮用而失明了。我把这部电影推荐给各位读者,希望能通过这部生动的影视作品让你们对化学品的危险性有一个比较清醒的认识。是什么让花儿姹紫嫣红“花儿为什么这样红?为什么这样红?哎!红得好像，红得好像燃烧的火，它象征着纯法的友谊和爱情”每当这熟悉的旋律响起的时候，我不禁想到很多鲜艳夺目盛开的花朵。花儿是人们心目中美丽的象征，也是艺术家笔下多姿多彩的作品。可是谁又会去反复追问一个看似天经地义的问题:花儿为什么如此美丽，为什么能呈现如此绚丽多彩的颜色呢?要明白这样一个问题，必须先从化学色素谈起。在我们生活的大千世界里，有很学的制色的东西，创如哪叶住往都是绿色的，很多动物的血液都是红色的，显子皮和葡笔皮都是紫色的，很多变色的情况发生，例如虾成熟的果实和枯菱的叶子往往会呈现黄色，等等。还有会由绿交黄或变红，切开的草国明量在黑任的过程中由青色变为红色，树叶到了秋天称为“色素”果也会产生系销般的红棚..这一切都和化学上被然们再熟悉不过的有色藤菜说起吧。经过非常烦琐而精细的实验，可以得知:西红柿的红色主要来自番茄红素，而胡萝卜的橙黄色主要来自β-胡梦卜家。这些复杂的有机化合物都被称为天然色素。其实人们是在对这些天然色素的结构深入研究的基础上，发明了人工合成色素，包括我们经常喝的各种饮料中加入的色素，如靛蓝、日落黄、苋菜红、胭脂红，等等。我们可以仔细观察一下这些色素的化学结构，它们有什么共同点呢?其实，化学家也跟大家的思维过程是一样的:先对天然的物质进行分析和研究，找到具有特性(这里主要指颜色)的化学物质的结构特点，然后再在实验室中合成那些类似于天然色素的新物质，这就是合成色素了。现在人们发明和使用到的合成色素经达到了，上万种，远远超过天然色素的数量，合成色素取代天然色素的历史还有一非常有意思的科学故事呢!“无心插柳柳成荫”这句话用来评价人类历史上第一种合成色素一苯胺紫的发现绝对是恰当至极了。由于早先色素在工业上最主要的用途是作为服装和布匹的染料，所以合成色素也常常被称为合成染料。1856年，18岁的英国化学家珀金H,C、正准备合成抗疟疾的特效药物金鸡纳霜，当时这种药物在欧洲非常稀有和珍贵。由于当时药物化学发展得很不完善，珀金无法知道金鸡纳霜的分子结构，只能通过实验来摸索。有一天，他把重铬酸钾加入苯胺的硫酸盐中，结果却生成了一一种沥青状的黑色残渣，这意味着实验又一次以失败告终!珀金只好用酒精清洗瓶子中的残渣，突然发生了奇怪的事情:黑色物质被酒精溶解得到了艳丽的紫色溶液!考虑到当时人们对衣物染色的效果差且牢固度也很不理想的现状，他马上想到:用这种紫色物质去染布，该是多么精彩的创意啊。可惜这种物质对于棉布的染色效果不够理想，很容易就被洗掉了，珀金又用毛科和丝绸来试验，结果发现这种物质非常容易染在丝绸和毛料上，而且颜色和效果都非常好，甚至用肥皂水搓洗也不褪色。这就是世界上第一种人工合成的化学染料苯胺紫(其结构见右上图)。珀金虽没能制造出治疗疟疾的药物，但却意外合成了苯胺紫。后来他还在哈罗建立了世界上第一家生产苯胺紫的合成染料厂，从此使用这种染料染色的衣服进入了千家万户。回到上面的问题，不管是天然的还是人工合成的，仔细观察前面提到的3种色素的化学结构式，你们发现现有什么共同点了吗？具有什么结构特征的化学物质会产生颜色呢？细心的朋友可能已经有所察觉了，这3种色素的化学结构中的最重要共同点时含有一些“树枝状”的结构，其中的一根线表示化学单键，两根线表示化学双键，有色的物的物质或者说染科总是具有单键和双健互相交替的结构，这就是潜藏在有色物质中的结构奥秘!具体什么是化学健”则是一个比较专业的问题，可以理解为把一个个原子联结在一起的“树枝”，这样的树枝有一根棍连接的——单键，有两根棍连接的——双键，有三根棍连接的——三键，甚至还有比一根棍牢固而不如两根棍结实的特殊情况——苯环结构中的大π键。结构上不同的联结意味着有机物具有许多不同的特性，当然也意味着物质的颜色会有差异。因而对于我们学习和研究化学的人来说，认清物质结构中的化学键是非常重要的事情，它将决定我们如何理解物质的性质以及如何来制造它们。举个例子来说吧，左图的有机物就同时含有单键、双键和三键，但它因为没有像上面的色素那样的单双键交替结构，所以往往没有颜色特征而呈现无色。与此不同的是，叶绿素a和血红素却有着色素那样共同的结构特征——单键与双键的交替。下面的结构图中非常清楚地显示了这一点(重点观察外围的大环，就能明显地感觉到这一结构特征)。因此，树叶和大部分动物的血液就有了特征的颜色:绿色和红色。但这里我们还要明白一点，化学物质的颜色和分子结构的关系是非常复杂的，不光与单双键交替结构有关，与结构图中心的那个金属原子也有很大关系。换句话说，叶绿素中间的那个Mg(镁原子)和血红色中间的Fe(铁原子)对于它们的颜色(绿色和红色)也是功不可没的。大家可能会问了:你怎么知道颜色跟金属原子有关系呢?难道仅仅凭借化学家的猜测吗?化学是一门以实验为基础的自然科学,任何结论都必须获得实践的检验才能成为科学理论。如果大家留意生活中的细节，注意认真观察，是不难得出结论的。新鲜的蔬菜叶子往往呈现绿色，但是经过腌制的咸菜或者泡菜则看着发黄或发褐，其实就是因为我们在腌制的过程中加入了食用醋之类的酸性物质，H(氢原子)替代了镁原子而生成了脱镁叶绿素(这里面的变化相当复杂，严格来讲产物应该叫焦脱镁脱植叶绿素，颜色是褐色的)，破坏了原本的鲜嫩绿色。但是化学家们也有办法让叶子永远保持着它的绿油油的“本色”，在制作标本的时候往往用醋酸铜来处理绿叶，让Cu(铜原子)替代镁原子生成更加稳定而具有鲜艳绿色的铜代叶绿素，绿叶连同它的标志性的颜色都被长久保存了下来。所以说化学家从来都不会对未知的东西轻易下结论，实验才是科学最重要的手段和途径。各位如果不信的话，快回家去把一片绿色的菜叶泡入白醋中实验一下吧，颜色的变化马上就让你惊叹!我们接下来探讨一些更深入的问题。单双键交替的结构既然决定了物质是有颜色的，那么物质到底是哪一种颜色、颜色的深浅如何，等等，能否从这种结构中看出来呢?答案同样是肯定的。首先，我们先给大家建立一套化学语言系统，在化学专业人士眼中，这种单键和双键相互交替结构被称为“共轭”体系。之所以叫共轭体系，是借用了中国古代马车结构中的特有名词一轭。轭是指马车上拴马的横木，共轭就是指把多匹马用同样的横木拴在偶氨染料共轭体系越长，吸收波长越长，颜色越深!一起的意思。化学上用共轭来形容用单键把若干个双键联结在一起的结构，所以我们就可以说色素的基本结构特征是具有共轭体系。其实，决定颜色种类和深浅的根本因素也在共轭体系里面。共轭体系越长，物质的颜色就越深，光的波长也就越长。上图用一类上图用一类偶偶氮燃料的共轭体系的长度和颜色的关系清楚地说明了这个问题(共轭体系变长的同时，物质的颜色由黄色转变成了成了橙色和红色)。顺便说一句，曾经臭名昭著的“苏丹红”就属于这类偶氮染料。下面，我们针对夜言症的深讨将会教给大家更多的有关健康的化学知识，同时我们也会对上面讲到的色素结构和颜色的理论做一个巩固和提升。大家听说过夜言症吗?就是有些人在光线充足的情况下视力为正常，但是进入较为黑暗的环境中则几乎没有看清东西的能力了。很多科普读物中都提A或者多摄入胡萝卜素可以有效预防这种疾病，这是真的吗?其中的科学道理究竟是什么呢?原来，决定人在黑暗处视力的是一种叫作视紫红质的物质，而维生素A又名视黄醇或者叫抗干眼病维生素，它是体内合成视紫红质的最重要原料。只要有充足的视黄醇也就是维生素A，它就可以与视蛋白结合而生成视紫红质，反之若缺乏它则会影响影响黑处的视力，也就形成了夜盲症。但是由于维生素A是一种脂溶性维生素，也就是说它不易溶解在水中而更容易溶解在油脂中，所以它只存在于动物性食物中，如肝脏、肉类、鱼类，等等。那么素食主义者岂不是极易产生夜盲症状吗？不必担心，多多摄入富含胡萝卜素的蔬菜也可以在体内合成维生素A，进而形成紫红质，所以素食主义者不一定就是夜盲症，有不少饮料中添加β-胡萝卜时常常强调它就是维生素A原也是没有任何科学问题的，右图就详细描述了这些物质之间的相互关系以及它们的存在方式。需要说明的一点就是，由于很多动物也无法合成维生素，所以它们只好把维生素储存在自己的肝脏中，所以动物的肝脏往往是维生素A等多种脂溶性维生素的“宝库”，看来老人们让小孩子多吃鱼肝油来预防很多疾病不无道理！在上面的图片中我们也可以巩固下共轭体系结构和物质颜色的相