登陆注册
17293300000021

第21章 生活中的化学之谜(3)

传统的有机反应,由于大量有机溶剂的使用,给人类的生态环境造成恶劣影响。随着人类生活质量的提高及环保意识的增强,环境友好介质的绿色化学技术越来越受到人们的关注。中国科学院化学所杰出青年基金(B)获得者李朝军教授在设计和发展在水中和空气中进行的过渡金属介入和有机金属催化的有机金属催化的有机反应方面取得了一系列引人瞩目、富于创新性的成果。水作为溶剂有以下优点:价廉易得,安全可靠(不会燃烧和爆炸),而且无毒。在有机反应中可省略反应物的保护和脱保护的合成步骤。通过简单的相分离,即可得到产物。某些水相有机反应还有出人意料的化学选择性,大大减少副产物的生成。在空气中进行的有机金属反应,可使小量的组合合成、大规模的制备及催化剂的回收再生变得非常简便。水相催化的有机反应,在药物合成、精细化学品合成、石油化学品和农业化学品的合成及高聚物和塑料的合成等方面有广阔的应用前景。其创新性的研究为传统上只能在惰性气体和有机溶剂中进行的有机合成反应开辟了一个崭新的领域。

传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重,目前全世界每年产生的有害废物达3亿~4亿吨,给环境造成危害,并威胁着人类的生存。化学工业能否生产出对环境无害的化学品?甚至开发出不产生废物的工艺?有识之士提出了绿色化学的号召,并立即得到了全世界的积极响应。绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染。

绿色化学又称环境友好化学,它的主要特点是:

1.充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;2.在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物向环境排放;3.提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;4.生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。

绿色化学给化学家提出了一项新的挑战,国际上对此很重视。1996年,美国设立了“绿色化学挑战奖”,以表彰那些在绿色化学领域中做出杰出成就的企业和科学家。绿色化学将使化学工业改变面貌,为子孙后代造福。

“废物”不“废”

煤可以说浑身是宝,甚至连它燃烧时产生的废气和烧过后留下来的煤灰、煤渣都有用处。

过去,很多工厂、矿山的烟囱里都冒着黑烟,特别是一些大厂矿的烟囱,简直是常年浓烟滚滚。由于烧煤的烟气里常常含有很多二氧化硫和烟尘,它们飘浮在空气中。人们通过呼吸把它们吸进去,就会引起呼吸道和肺部疾病,损害人体健康,同时还会影响工农业生产。

文化大革命以来,广大工人和革命知识分子相结合,大搞综合利用,除害兴利。经过近几年来的努力,改进燃烧装置,进行合理的空气调节,效果较好,现在许多烟囱已经不冒黑烟了,这对改善环境卫生,减少煤炭消耗,大有好处。不但如此,人们还把这些有害的东西回收起来,加以利用,为民造福。

早在1966年,我国就建成了第一座废气制酸厂,利用含硫烟气生产优质硫酸,既可以避免有毒气体污染空气,又可以综合利用资源,增产节约,一举两得。

再拿煤灰、煤渣来说,过去我们是把它们作为废物扔掉的,不仅影响环境卫生,成为城市垃圾的主要来源,而且运输和堆放这些废料需要大量的人力、物力,占用大片农田,对工农业生产都很不利。现在,煤灰、煤渣也已被我们大量地利用了。

用煤灰、煤渣加上其他一些材料制作成各种各样的建筑材料,比如水泥、砖瓦、砌块等等,这对合理利用工业废料和支援社会主义建设发挥了积极的作用。有人统计,1万吨煤渣能够制造450万块煤渣砖,可以用来建造2.5万平方米房屋。

人们对通过烟道除尘收集起来的灰粉进行了分析,发现里面竞含有许多种元素,其中锗和镓是两个鼎鼎有名的家伙。

锗和镓的化合物是良好的半导体材料,被誉为电子工业的“粮食”。它们在地壳里的分布非常分散,是有名的稀散元素,可是有些煤的煤灰却成了提取锗和镓的“仓库”。

想不到吧,神通广大的半导体——当前最重要的电子元件材料,竟同乌黑平凡的煤有如此密切的亲缘关系哩!物尽其用用之有道我们应该走综合利用的道路。

物尽其用,这是我们的原则。

在烧煤之前,先把煤里面有价值的东西用化学加工的方法尽可能取出来,使煤里面的热能和有用物质都能得到充分的利用,这就叫做煤的综合利用。

早在170多年前,炼焦得到的焦油曾经被涂到木材和金属上,用来防止腐蚀,这可以算是煤炭综合利用的开始。

到19世纪后半叶,人们用焦油里的成分制造合成染料成功,这是用煤作化工原料的开端。

煤炭综合利用能给我们国家创造出更多的物质财富。现在,用煤炭作原料制成的直接提供使用的产品已有数千种。

煤炭综合利用的途径不少,炼焦就是最重要的途径之一。

炼焦又叫做高温干馏。它是把煤放在一种外貌像一栋没有窗子的平顶房屋那样的特殊炉子——炼焦炉里,隔绝空气,一直加热到1000℃左右。这样得到的主要产品是焦炭、焦油和焦炉气。

焦炭不仅是冶金高炉的“粮食”,而且可以用来制造煤气、电极、合成氨、电石等。电石除用于点灯照明和切割、焊接金属之外,还是生产塑料、合成纤维、合成橡胶等重要化工产品的原料。

焦炉气一方面是理想的发热能力很高的气体燃料,另一方面又是制造很多化工产品和合成材料的原料气。

至于焦油,它的丰富多彩的用途我们已经在前面讲过了。

100万吨煤经过高温干馏,可以获得3万~4万吨焦油,70万~80万吨焦炭,3亿~4亿立方米焦炉气,1万吨粗苯和1万吨硫酸铵,经济价值提高1倍多。

低温干馏也是一条煤炭综合利用的途径。它是把煤放在500~700℃的高温条件下隔绝空气加热,使煤分解,得到固体的半焦、液体的低温焦油和气体的低温干馏煤气。同高温干馏很相似。

100万吨煤经过低温干馏,所得半焦和低温焦油加工精制,得到的液体和气体燃料就基本上同直接燃烧100万吨煤所产生的热能相等,另外还额外获得1万多吨合成橡胶、6亿米合成纤维布和5万多吨硫酸铵肥料。

煤炭综合利用的途径还有几种,这里不再一一介绍了。

你看,通过煤的综合利用,能够收到多么大的经济效果啊!

这还不算。煤炭综合利用使质量很差的煤也找到了出路,减少了资源的损失和浪费。把煤炭就地加工,可以避免运输上的往返周折,减少这种笨重商品的运输量。煤炭综合利用还有利于消除公害,减轻环境污染……“综合利用,身价十倍。”这话现在你该相信了吧!

玻璃刻字的秘密

很早以前,人们就寻找能在玻璃上刻蚀花纹的化学品,试过各种强酸,都没有成功;后来发现碱能腐蚀玻璃,然而即使是热的碱液,对玻璃的腐蚀也是很缓慢的,而且,不需要刻蚀的部位不好防护。如果把不要腐蚀的部位用蜡或漆涂盖,受热之后,它们也就被熔化或破坏了,根本达不到保护的目的。

然而,一物降一物。科学家在长期试验中终于找到了盐酸的兄弟——氢氟酸,这是个专门啃玻璃的好手。化学家们曾经用玻璃瓶子盛过氢氟酸,发现玻璃瓶很快就变成了不透明的毛玻璃瓶,连被氢氟酸熏过的灯泡也会变成磨砂灯泡。于是,人们开始用它来为玻璃刻蚀花纹。先在玻璃制品上均匀地涂上一层石蜡,不要暴露一点空隙。然后小心地用刻刀或专门工具在蜡层上划出刻度或图案,使要刻的地方的玻璃露出来。再涂上些氢氟酸,等一会儿之后,氢氟酸就会啃下一层玻璃。你如想刻得深一些,那就请多涂一两次。刻完了,用汽油或苯一类的溶剂擦去石蜡,玻璃上的花纹、字迹和刻度就清晰地显露出来了。于是,人们根据需要和爱好,可以随心所欲地在玻璃上刻字刻花做商标。现在,温度计上的刻度,玻璃仪器上的刻线和标记,冷水瓶和茶杯上的素色花纹及图案,大都是请氢氟酸“雕刻”的。

那么,氢氟酸为什么能腐蚀玻璃呢?我们已经知道,玻璃的主要成分是硅酸盐,具体地说,它是硅酸钙和硅酸钠的混合物。它们一遇上氢氟酸就与它化合,生成一种新的化合物——氟硅酸。这种化合物遇热会升华,又能溶于水,所以玻璃一经腐蚀之后,就留下了清晰的刻纹。玻璃刻字的秘密说穿了竟也如此简单。

同类推荐
  • 每天学一点文学常识

    每天学一点文学常识

    当我们翻开书,去努力寻找时,才恍然发现,那些常识性的知识,是我们学习、工作、生活所必需的基础知识。常识是最基础的、最朴素的,但同时也是最丰富、最深刻的。《每天学一点常识》书系立意于打破学科壁垒,推广学科常识。本书《每天学一点文学常识》就是《每天学一点常识》书系之一。它通过知识+故事的形式,让你轻松悦读,并掌握文学常识。
  • 每天学一点礼仪常识

    每天学一点礼仪常识

    划出版是立意于让更多的人打破学科壁垒,推广学科常识。常识能提升人的文化素养,改善一个人的文化形象。人文学科本来就没有很严格的区分,而掌握更多的学科常识对于我们成为一个有文化素养的人很有意义。这虽然未必是我们对知识分工所带来的局限作抗争,但不同的学科常识使我们更能成为一个丰富而有趣的人。这不免使我们想起培根先生那段著名的论述,“读史使人明智,读诗使人聪慧,演算使人精密,哲理使人深刻,伦理学使人有修养,逻辑修辞使人善辩。总之,知识能塑造人的性格。不仅如此,精神上的各种缺陷,都可以通过求知来改善--正如身体上的缺陷,可以通过运动来改善一样。这些话语所蕴涵的深刻含义,令人咀嚼不尽。
  • 世界著名童话故事1

    世界著名童话故事1

    本书包括王公贵族、庶民百姓、妖魔鬼怪、动物植物等童话故事,其中具有安徒生、格林、豪夫和王尔德等名家名作,也包括了世界各国许分民间童话故事,很具有代表性和普遍性。相信这本《世界著名童话故事精选》,能够启迪儿童的心灵、陶冶儿童的情操、培养儿童的情趣、丰富儿童的知识、发展儿童的智力,成为广大父母和少年儿童们良好的读物和收藏品。
  • 踏入名校的9个关键因素

    踏入名校的9个关键因素

    考上名校有诀窍吗?有。为什么人家能进名校,自己不能,其中有诀窍。考上名校有九个关键因素。本书以小故事的形式,分别阐述了这九个关键因素。普通的小故事,透射出深刻的大道理,以事明理,以理服人。让人在故事中学习,在快乐中进步,在进步中成长,最后迈进名校,获取成功。
  • 帅哥王子

    帅哥王子

    《帅哥王子》收录了若干篇有关王子的童话故事,大部分是中外名家名作,也包括部分民间童话。在本书的故事中,《白熊王子》讲述的是一个小姑娘被白熊娶了回去,只有在晚上才能变成人,但是因为这位姑娘的好奇,让白熊身上的诅咒生效,白熊被女巫抓走了。原来白熊是一个王子,而这个小姑娘也开始为了找回白熊王子而奔波,最后找回王子。《快乐王子》讲述的是快乐王子和小燕子为帮助穷人而牺牲了自己的故事。快乐王子活着的时候,在王宫里每天都过得非常开心,从不知道忧愁和贫穷是什么。
热门推荐
  • EXO银海的星星点点不遥远

    EXO银海的星星点点不遥远

    我们有共同的梦想是EXO,我们陪他们走过时光,从低谷到巅峰,我们都想以他们爱人的名义站在他们身旁。所以此文的女主(12个)原型是各家饭饭。无论未来是谁与他们执手偕老,他们都会是我们的整个青春。ps:本文纯属个人YY,与明星本人无关。原创作品,如有雷同,要么是巧合,要么你抄我。不喜勿喷啊么么哒
  • 一个人的游戏

    一个人的游戏

    这只是一个学生到MC里发生的故事,一个学生顽强生存的故事,一个·学生成长的故事,一个学生寂寞的故事。。。。。。我可能写的剧情很烂,字很少,但我会尽力。(女生写男生亚历山大。。。。)更新时间:有时间就写
  • 仙隐魔踪

    仙隐魔踪

    他是天之骄子,修道奇才,他本前途无量,却因一次变故被废除气海逐下山门然而命运却给他开了一个大大的玩笑,巧合之下竟坠入魔途在这个存仙灭魔的时代,他该如何生存?当有一日他停下脚步回头观望,却早已无人敢质疑他的存在!仙又如何?魔又怎样?我自逍遥长生!
  • 腾讯大陆之逆天改命

    腾讯大陆之逆天改命

    晨凡使劲的揉了揉眼睛,那架势恨不得把眼珠子都挖出来,一手指着天上,那一脸吃惊的样子,声音有些颤抖:“尼玛,难道我眼睛花了,居然看到了一只会飞企鹅,最坑爹的是,还像极了QQ企鹅!!”晨凡以手扶额,”妈蛋我肯定是眼花了,这个世界太他妈疯狂了。”穿越火线生化的恐惧,阿拉德勇者的哀嚎,瓦罗兰英雄的墓葬!这是一个叫做腾讯大陆的地方,战觉醒,斗至尊,逆天改命,破苍穹!晨凡将要展开一场奇幻之旅!Areyouready?
  • 狂暴妖孽系统

    狂暴妖孽系统

    【火爆新书】我,莫羽,地球纯纯一小屌丝,上天有好生之德,让我带着系统穿越异界,我不贪心,只要能让我随便升升级,踩踩人,最后成就无上神位就ok了!欢迎加入狂暴妖孽系统,群号码:591509092
  • 良婚

    良婚

    莫浅浅到了29岁的年纪,有一份不高不低的工作,长着普普通通的一张脸,按老家的标准,早过了谈婚论嫁的年纪,成了老姑娘了。别人都想着,有人愿意娶她,她就应该嫁,因为她已经没有了选择的资本。而在老家,家里的女儿不嫁人,就会被人说成是有毛病,嫁不出去,家里人是要被笑话的。莫浅浅对婚姻这事看得很淡,但是她知道自己终归要嫁人的,不管那人是不是她的良人。一场普普通通的婚礼,她嫁作人妇,走进了一个陌生的世界!(本文纯属虚构,请勿模仿。)
  • 屠神证道

    屠神证道

    千年之前烈阳十战神作乱,后羿大帝力拔山兮,之手镇压,留下成神之法。天凤觊觎纯阳之力,蛰伏千年,灭龙族,除异己,试图开启九阴封神阵,以修的神位。富家少爷,双手不沾阳春水,岂能担此救世大任?可后羿大帝钦点谁又敢怀疑?怪能老头做老师,各方大能做指导,绞尽脑汁,设计策,做锻炼,能否铸成一部天才是怎么练成的传奇呢。
  • TFboys之独爱千

    TFboys之独爱千

    完美你千玺,总是让人觉得心疼,喜欢你的梨涡浅笑模样,爱上你那让人窒息的舞步,不过最爱你的还是那颗心。能在千千万万的世界里能有幸遇到三只和我那个最爱的少年我己经知足了,谢谢你们让我改变.......
  • 幻妖途

    幻妖途

    无尽的十山天地,通神山与通天山静静矗立。九幽体的掌控者,在当年引起了那一场大变,毁去了通天神山,如今,唯有现世的九山。踏天梯,沐浴天殿洗礼,登上至强者的路途。当幻妖的世界被人类所争夺,当黑暗大森林里传出天幻妖出世的消息,在那灭世雷霆降下之后,九幽体与月乌第一次碰了面。月乌右肩膀处那个奇怪的印记,当他突破之时偶入奇异的空间,那一刻苍老的古树,竟视他为亲子。这十山天地的外面,究竟隐藏着什么样的秘密。神幻妖的一句话,提醒了月乌。
  • 绝色妖娆:无上女仙太倾城

    绝色妖娆:无上女仙太倾城

    一个身世神秘的绝色废柴,因为寻找身世之谜进入神月宫修炼。无奈因为体质之故,成为人人笑话的废柴,不过一次意外,主角却获得逆天的无上女仙决,于是从此,踏入仙道,修炼神秘法技。踩渣男,虐渣女,成为无上女仙,一世受宠。