十万个为什么

新编十万个为什么之化学知识2

染料为什么能使织物染色
商店里花花绿绿的服装、布匹可以满足人们对不同颜色的兴趣,然而制作这些织物用的棉花、合成纤维、亚麻等其本身并没有任何颜色,都是通过染料的作用才使它们变得漂亮起来。

在古代,染料主要从动物、植物体的有色部分提取。近代染料大多数用煤焦油分馏产品(苯、萘等)加工成各种染料中间体,再经各种化学反应制造出来。现在已经合成出色谱齐全、颜色鲜艳的各种染料数千种,几乎全部代替了天然染料。

染料为什么会有颇色呢?1876年,德国化学家威特创立了染料发色团学说。威特认为,可以造成有机物分子在紫外光区和可见光区内有强烈吸光作用的原子团或基团,叫做生色团(生色基、发色团)。例如含偶氮、碳一碳双键、碳一氧双键、氮一氧双键的基团,都含有双键,激发其中的兀键电子所需的能量较低,吸收波段在紫外和可见光范围内。如果分子中只含一个生色团,吸收波长在200~400纳米的光,仍不能发色;若分子中有两个或更多生色基团共轭时,由于共轭体系中电子离域作用使其激发能比单独丌键更低,吸收可见区的光,使物体呈现颜色。还有些基团本身的吸收波段在紫外区,不能使物体呈现颜色,但若将这些基团接到前面所说的生色团上,则使生色团吸收波段向长波方向移动,这种基团叫助色团。如羟基、氨基、氯自由基等,它们含有未共用电子对,与生色团丌键共轭,使能量更低,吸收波段更向长波可见光方向移动。

我们所说的染料主要是对纺织纤维而言。如果一种染料颜色好,但不能使织物染色,则无法成为染料;同样地如果一种纤维的结构不能吸收染料,那它就很难成为纺织纤维,也就不能成为服装和布匹。染料能不能使织物染色,主要取决于染料和纤维的化学结构,即二者亲合性如何,它是使纤维和织物染色的基本因素。染料使织物染色的过程,一种是吸附过程,由纤维对染料的吸附而使染料附着在纤维上,形成染料纤维复合物;二是化合过程,由于织物纤维的酸碱性与染料的酸碱性不同,互相化合、反应生成盐固定在织物上形成颜色。

好的染料使织物染色后颜色鲜明;牢固持久不变色;化学稳定性好不脱色;不使织物老化变质。特别是耐水洗和耐光。

为什么肥皂能堵住船身上的破洞
今天是星期天。水胖起床后,就趴在窗子前往外看,因为,一会儿当海员的叔叔要来小胖家。

叔叔的本领可大了,大海上的事情,他全知道。有一次,叔叔带小胖来到大船上,小胖可高兴了。看着广阔的大海,小胖真想和叔叔一样,也当一名海员,开着大船在大海上航行。

突然,小胖想起了一个问题问叔叔:船在海上航行时,如果船破了洞怎么办呀?叔叔听了一点儿也不感到奇怪,胸有成竹地说:“如果出现了这样的紧急情况,只要用肥皂就能堵住船身上的破洞。因为,肥皂不只是比较柔软,能把破洞或裂缝密密地补好,更重要的还能和水里的钙盐结合在一起,生成一层不会漏水的膜,海水就不能再流进来了。”

为什么空气维生素发生器可以改善人的情绪和健康
空气维生素发生器,即阴离子发生器,它是根据空气电离的原理制成的,用电晕放电、脉;中电场、光电效应等方法使空气电离,按需要控制阴(或阳)离子的数量,创造出合适的环境。这种发生器目前已在医疗卫生、工矿企业、国防装备、仪器贮藏、公共设施、农林牧副业及家庭环境改造等多个领域得到广泛应用。

空气维生素发生器可以使环境中的阴离子浓度,提高到清洁新鲜空气的水平,即浓度为100~1500个阴离子/厘米3,也可提高到山泉、海滨和瀑布区的水平,即5000N10000个阴离子/厘米3。

经长期的研究观察证明,阴离子对人体的生理作用是多方面的。例如,可以调节中枢神经系统的兴奋和抑制状态;改善大脑皮层的功能状态并使之正常化;刺激造血系统功能,使异常的血液成分趋于正常;提高肺的换气功能,增加氧吸收量和二氧化碳排出量;促进机体的新陈代谢,加速组织的氧化还原过程;增强机体的免疫力等等。因此,阴离子可以改善人的情绪,增进人体的健康。

发生器工作时,电极部分发出“哟哟”声,在暗处可看到针尖上有放电的蓝色小亮点。把手放在电极前面,可感到轻微的凉风,这是离子流在扩散。

空气维生素发生器的使用方法如下:

作保健使用。一般要求阴离子浓度为1000~5000个/厘米3。使人心旷神怡,工作起来精力集中,效率高。

作消毒杀菌用。输出电流调到最大,增大臭氧量,用臭氧杀菌消毒。最适合烧伤消毒。

治病。阴离子浓度应为los~l06个/厘米3,仪器离患者较近。一般每天治疗20分钟,一个疗程24天,或遵医嘱。

可用于治疗神经衰弱、高血压、肺结核、哮喘、风湿、神经性头痛等病。据临床试验,在3000例哮喘病患者中,用阴离子治疗,其有效率在90%以上。

有些病(如低血压)要求用正离子治疗,把两个电极的接线端对调,就可得到正离子。

值得注意的是,空气维生素发生器不得在有易燃气体的环境中使用。

静电微量喷药为什么灭虫效果好
在农业病虫害防治中,通常使用喷雾器喷洒农药或喷粉器喷撒药粉。这种方法简便易行,但农药损失大,且对施用者有一定危害。近几年发展的静电喷雾技术,较好地解决了这一问题。

静电喷雾是应用高压静电,给喷洒的雾滴充以静电,在喷头电极、带电雾云和作物之间形成一个高压静电场,充电雾滴在静电场力的作用下定向运动,很快地被吸附到植物叶上。这样可以加快雾滴的沉降速度,减少挥发和飘移,缯加沉降量,提高农药的命中率和回收率。

国外对静电喷雾,20世纪40年代开始研究,70年代用于农业生产,主要应用在拖拉机悬挂喷雾机、背负式弥雾机和手持喷雾器上。我国静电喷雾目前处于试验阶段,结果表明,喷洒杀虫剂防治农作物、蔬菜、果树、茶树等有关害虫,较非静电喷雾的有效率提高10~25%。在距喷头4米处,两种办法差别不显著,6米处,静电喷雾显著优于非静电喷雾。

静电喷雾效果与以下几个因素有关:一是静电场强度合适,否则雾滴沉降量少,影响杀虫效力;二是充电雾滴大小和喷头距离合适,过近过远都不佳;三是相对湿度合适,太大不利;四是气流合适,过大不宜,忽大忽小和方向多变也不利。因而,欲使杀虫效果提高,必使喷雾质量提高,使带药的雾滴细碎均匀地附在植株上,致使害虫中毒身亡。

千年古剑为什么不锈不蚀
1965年,在湖北省发掘楚墓的时候,发现了两把寒光闪闪的宝剑,剑面上都有漂亮的黑色菱形格子花纹,剑格(剑把和剑身之间的一小段)部分也有流畅的花纹,并嵌着绿色玻璃的装饰品。这两把宝剑,长55.6厘米,其中一把剑的剑身上铸有“越王勾践自作用剑”八个字。勾践是我国春秋战国时期越国(相当于现在浙江省)国王的名字。这两把宝剑在地下埋藏了两千多年,至今仍然光彩夺目,非常锋利,毫无锈蚀,真称得起是无价之宝。勾践剑在国外展出时,引起很大震动。

1974年,在陕西临潼发现了秦始皇的从葬陶俑坑出土的三把宝剑,整体乌亮.非常锋利,还发掘了一些被弄断了的残剑段。这些剑埋在土里,离地面约5~6米,阴冷潮湿,雨水不断渗入,可是经历了2000多年,居然不锈,保持光亮,还能一下划透了十多张报纸,十分锋利,简直是罕见的宝物。

这些珍贵的宝剑在地下埋藏2000多年,当它重见光明的时候,为什么竟然还锋芒毕露呢?

我国科技考古工作者,为了了解古剑的成分和制作工艺,揭开古剑的不锈之谜,采用了现代化的仪器,对古剑进行了细致的检验。通过电子探针和质子X荧光非真空分析等现代检测技术,终于弄清了古剑的成分和制作工艺,同时也揭开了它的不锈不蚀之谜。

这些古剑的成分是青铜,即铜和锡的合金。炼剑的合金成分十分重要,纯铜很软,不能做兵器,可是铜中加锡多了,虽然硬,但变脆,一击就断。要做到既坚韧又锋利,非得研究铜锡的合理配比。我国在春秋战国时期,劳动人民已经积累了许多青铜制品的配比经验。古剑是把铜和锡按一定的比例熔融后浇铸而成的,再经过研磨,使之锋利。越王勾践剑的刃口磨得非常精细,可与目前精密磨床得到的产品相媲美。

从越王勾践到秦始皇,经历了200多年。我国的制剑技术又有了很大的发展。从长度来看,越剑长55.6厘米,秦皇陶俑坑出土的剑长约90厘米,增加三分之一多。剑的长度增加,说明冶炼的金属中有害杂质减少了,铸造技术有了提高,合金配比得到改进,剑的韧性有所增加。

经检验,发现越王勾践剑身上的黑色菱形格子花纹及黑色剑格,是经过硫化处理的,也就是用硫或硫的化合物和金属表面作用所形成的,并且还含有别的元素,这种处理方法,使宝剑既美观,又增强了抗腐蚀性能。到了秦始里时期,剑的表面处理技术又有了新的提高,采用了防腐能力非常强的铬盐氧化法,即用铬盐作氧化剂,在剑的表面形成一层非常致密的氧化层,使它再不起别的化学作用。这层氧化层极薄,只有百分之一毫米,大约是一张报纸厚度的十分之一。就靠这薄薄的保护层,使秦剑在阴冷潮湿的土层里埋藏了两千多年,不锈不蚀,依然光芒四射,锋利异常。