王一可
摘 要:化學是一門研究物質構成的原理和物質間的相互作用的學科。盡管高中化學教材中理論知識偏多,但化學其實是一門與實際生活緊密相關的學科。從我們日常的柴米油鹽到高精尖的航空航天,無不充滿著化學的原理。而且,高中化學在整個高中教育體系中也占據著重要的地位,為幫助讀者更深入地了解化學知識,激發讀者學習興趣,本文旨在使用高中化學知識對日常生活中的衣食住行應用進行解釋,在本文的最后筆者還將對如何將理論知識與實際生活更好的融合在一起提出個人的建議。
關鍵詞:高中化學 理論 實際生活 應用
一、高中化學知識概要
根據不同的線索有不同的分類,這也是知識最基礎的特征。高中化學知識看似龐雜,實則條縷清晰。例如,我們如果使用研究對象進行分類則可以發現我們的高中課本每一冊的標題就是分類內容:有機化學、無機化學、分析化學。容易理解的是有機化學以有機物為研究對象,無機化學以無機物為研究對象,分析化學則關注化學反應原理,注重分析其中的反應過程[1]。為了幫助讀者系統地了解化學知識內容,筆者將上述內容分為更簡潔的兩類:宏觀化學和微觀化學。宏觀化學是指我們肉眼可見的化學物質,涵蓋了不同物質的結構及性質;微觀化學則從分子、原子、離子等層面開展的研究,相比之下,微觀化學的內容更加豐富,其實際應用也更加廣泛。
二、高中化學知識在生活衣食住行中的應用
衣服方面,盡管有棉等天然材料的存在,但細心觀察的讀者也許會發現在衣服的標牌上會出現這樣的字眼:聚酯纖維、錦綸、腈綸等等,這些物質并不是天然的,而是人工通過化學反應合成的[2]。這有賴于人類的聰明智慧,因為純天然的物質是難以滿足人類日益豐富的物質需求的。具體來說,聚酯纖維也叫滌綸,這是通過有機二元酸和二元醇縮聚而成的聚酯經紡絲所得的合成纖維,也是目前市面上用到最多的衣服材料。錦綸則是聚酯纖維進一步化學反應產生的材料,工業中常常通過在聚酯纖維中加入乙二醇和對苯二甲酸二甲酯等化學物質在催化劑催化的條件下聚合而成。這種材料韌性好,表面光滑、耐腐蝕,也是一種常見的材質。腈綸相對就昂貴得多,因為這是一種類似羊毛的材質,由于現實中養殖業不發達的原因,真羊毛并不多,化學家們通過化學反應合成了一種類似于羊毛的毛線——聚丙烯腈,也叫腈綸。這種材料具有跟羊毛類似的柔軟性和輕便性,也因此被譽為合成羊毛。
食物方面,我們常見的饅頭、面包等食物在和面的是要加入一種食用堿小蘇打,其學名叫碳酸氫鈉,化學式是。因為加入這種物質之后它會與面在發酵時產生的乙酸產生化學反應,不僅能夠中和其中的酸味,而且會產生豐富的二氧化碳,讓食物更加蓬松可口。這個反應的化學公式是:,在高溫下這個化學反應更加迅速,所以看似平淡無奇的面包制作,實際上卻蘊含著深奧的化學原理。另外,精湛的廚師往往會最后才加入食鹽,為什么不是一開始就加呢?原因其實也很簡單,因為現在的食鹽中富含碘,其主要成分是KIO3,該物質受熱之后容易分解,其化學方程是:。KI并不穩定,受熱會繼續分解成為碘單質,碘單質易揮發,所以就會導致失去碘鹽的實際效用。
住方面,化學知識也有所體現。例如新房不能立即入住,原因是可能有甲醛等致癌物,新裝修的房子需要經過專業的除甲醛等污染物處理,還要通風保證空氣流通來加快這些有毒物質的揮發。那為什么會有甲醛呢?原因是這樣的,因為裝修使用的板材和油漆實際上并不是天然的,是通過一系列的工序生產出來的,其中的有些工序為了增加板材的硬度會添加粘合劑,油漆也是的,甲醛就隱藏在粘合劑中,不過也不用太擔心,因為這種化學物質易揮發,只要保證房間通風就能在一段時間內達到對人體無害的標準[3]。此外,我們家里常用的燒水壺時間久了會出現厚厚的一層水垢,導致燒水效率低并且水不干凈,如何解決這一問題呢?其實在其中倒入半杯子的醋就可以了,因為那些水垢的主要成分是碳酸鈣(CACO3),可以和醋酸發生反應,生成溶解度更高的醋酸鈣,化學反應式為:。
出行方面,盡管國家大力提倡電動能源汽車,但我們目前出行的交通工具仍主要是汽油車,人們常說汽油車有更大的動力。這是有依據的,因為汽油車的動力來自于燃燒汽油,汽油的主要成分是從石油中提取的烯烴等物質,這種物質熱值極高,在燃燒之后能釋放大量的能量,從而推動汽車前進。當然,它也有不好的一面,首先,石油資源是有限的,地球正在面臨著資源短缺問題;其次,烯烴不充分燃燒會產生一氧化碳、二氧化硫等有毒物質,不僅污染空氣,并且對人體有傷害,容易引起酸雨等自然災害和呼吸道疾病[4]。
三、提高化學知識與實際生活融合的建議
化學是一門理論與實踐并重的學科,因此,作為一名高中生我們首先要把課本上的理論知識掌握好,這是聯系實際的基礎。第一就是各種物質的性質,以及各種化學反應的原理,第二就是課本上的小案例,這些小案例是我們聯系實際的最好的出發點。為了擴寬視野,我們可以對這些案例進行擴展,與之類似的現象有哪些,其中又蘊含著哪些類似的原理或者更深奧的化學知識。此外,我們要善于自己動手設計化學實驗,充分利用學校實驗室的資源,探索未知的世界。最后也是最重要的,我們要善于觀察,觀察是一種能力,能夠教我們提煉自然現象中的知識,并且我們還要有意識地聯系課本中的理論,如果有不懂得地方要善于通過各種渠道收集信息,充滿好奇心是求知最大的動力。
結 語
高中化學在實際生產生活中的應用越來越廣泛,極大地促進了人類社會的進步和發展。本文首先系統地總結了高中化學的內容,從宏觀和微觀兩個角度進行了概括,接著分別從衣食住四個方面給出了其中的化學原理,最后筆者還給出了一些學習建議,期望本文能夠為讀者的化學學習之路提供有用的參考。
參考文獻
[1] 林小駒, 李躍, 沈曉紅. 高中化學學科核心素養體系的構成和特點[J]. 教育導刊, 2015(5):78-81.
[2] 鄧延基. 淺析材料化學在生活中的應用[J]. 中國科技投資, 2017(27).
[3] 李艷莉, 尹詩, 黃寶妍. 室內甲醛污染來源及其對人體的危害[J]. 佛山科學技術學院學報(自然科學版), 2003, 21(1):49-52.
[4] 周琴. 大氣中二氧化硫的污染及防治對策[J]. 環境與發展, 2002, 14(3):12-13.