化学在生活中的应用思考 化学应用论文

征文网 2021年4月19日23:09:10
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摘要:化学在日常生活中随处可见,生活中许多不可思议的现象,其实都可以用化学知识来解释。本文选取了“爆炸”、“雾霾”、水垢以及天然气中的H2S等事例,对化学在生活中的应用进行了粗略的分析和思考。

关键词:化学,生活,应用,思考

化学是一门历史悠久的基础学科,也是现代社会文明的重要标志。它与我们的日常生活紧密相连。只要留心观察和用心思考,生活中的化学踪影随处可见,即“生活中处处有化学,化学中处处有生活”。

一、“爆炸”中的化学原理

在今年暑假的票房冠军《战狼II》中,枪战、爆炸的场面十分震撼,火箭弹、烟雾弹、照明弹等军事武器轮番上演。这样的刺激场面,主要是利用了军事上的黑火药,其成分是:硝酸钾占75%,木炭占15%,硫占10%。黑火药极易剧烈燃烧,并能够释放出大量热能,反应生成的气体能够瞬间膨胀24倍,其燃烧反应式是:

2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑

而燃烧弹、烟雾弹、照明弹等则是通过在黑火药中加入其他物质制成。例如燃烧弹和照明弹一般是加入了铝粉和镁粉,而烟雾弹一般是在其中加入了白磷、四氯化硅、四氯化锡或三氧化硫等发烟剂。例如,以白磷为发烟剂的烟雾弹,白磷会在炸弹引爆之后迅速地燃烧起来,反应式为:4P+5O2=2P2O5。燃烧产生的P2O5与空气中的水蒸汽反应生成偏磷酸HPO3和磷酸H3PO4。反应式为:P2O5+H2O=2HPO3,2P2O5+6H2O=4H3PO4。这些酸液微滴与尚未反应的P2O5白色小颗粒悬浮在空中,便构成了迷惑敌人的“云海”。

如果说电影中的爆炸是为了拍摄刻意为之,那么最近一条“老公水开了,帮我倒面粉吧!想不到瞬间家毁人亡……”的新闻则是纯粹的意外了。说的是在江西某中学附近一家小吃店发生了面粉爆炸,导致房屋严重损毁,现场一片狼藉。无独有偶,在台湾的一家水上乐园举办“彩色派对”时也发生过粉尘爆炸,并且造成了10人死亡、500人受伤的悲惨后果。这些事件的罪魁祸首正是面粉。面粉等非常细小的粉尘颗粒,在空气中扩散达到一定浓度时,因为具有极高的表面能,一旦遇到明火便会迅速反应,发生粉尘爆炸,产生很强的破坏力。

二、“雾霾”中的化学知识

近几年来,雾霾一度成为人们关注的热点话题。雾霾天气对人们的交通出行、工农业生成以及身体健康都造成了严重影响。其实,雾霾在化学上来说是典型的气溶胶系统,即“气体介质中加入固态或液态粒子而形成的分散体系”。雾霾,也就是大气气溶胶的成分包括无机成分和有机成分。其中,无机成分包括矿物粉尘、海盐、黑碳、硫酸盐、硝酸盐等;有机成分包括有机碳氢化合物、其他有机物、持久性有机污染物等。据有关研究表明,城市中雾霾的硝酸盐成分的主要来源是机动车尾气中的氮氧化合物N0x的光化学反应。

NO2 +hv→NO +O;O +O2 +M→O3 +M;NO +O3→ NO2 +O2

式中M表示O2、N2或其它分子。O、O3和碳氢化合物反应,又能形成一系列稳定的化合物或自由基。这些自由基和NO、NO2或自由基之间又能发生反应,生成其他的自由基或稳定的产物。

针对雾霾,人们采用了很多种方法进行治理,与家居生活最直接就是空气净化器的使用。净化器中往往都含有活性炭过滤装置,这是利用了活性炭强大的吸附功能以及其对NOx具有一定的还原性。

三、水垢的处理

家里的水壶用久了,里面会有一层厚厚的“水垢”。时间越久,结的水垢也会越多越厚。这主要是因为自来水中的碳酸氢钙发生分解反应生成碳酸钙沉淀,时间一长,碳酸钙结起附着在壶底或者内壁上,就形成了“水垢”。其反应式:

Ca(HCO3)2=CaCO3↓+H2O+CO2

“水垢”使得水壶的导热性变差,造成能源浪费。同时,含有水垢的水对我们的身体健康也会有一定的损害。因为水垢是碱性物质,所以,我们可以利用酸碱反应的原理来除去“水垢”。比如可以用稀盐酸浸泡后倒掉反应后的溶液,然后用清水洗净。其反应式:

CaCO3 +2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

现实生活中,因为盐酸具有较强的腐蚀性,我们可以改用食醋(含有醋酸),降低腐蚀性的同时也同样能够达到去除水垢的目的,而且为醋是厨房必备品,取料方便。

四、天然气中的H2S

天然气,给我们的现代生活带来了很多方便。它是地下岩石储层中以烷烃为主体的混合气体的统称,比重约为0.65,无色、无味。其中甲烷占绝大多数(85%),另有少量的乙烷(9%)、丙烷(3%)和丁烷(1%),此外一般还有硫化氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体等。其实,天然气刚从地下开采出来的时候,里面含有大量的H2S等有害气体及其他杂质,一旦泄漏容易造成中毒,一些重大的“井喷”事故就是因为含有大量的H2S而造成了大量伤亡。所以,开采出来的天然气需要通过管道输送到集中处理的地方进行纯化和无害化处理。而在送到最终用户之前,通常还会再加入少量的H2S,以利用它的臭鸡蛋味来查找泄漏点和预警。

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