關于化學與人類生活關系的認識和探究

鄭艷敏

◆摘? 要：人類的生活離不開衣、食、住、行，衣、食、住、行離不開物質，任何物質與化學都有著千絲萬縷的聯(lián)系，因此化學與人類生活的關系十分密切，化學在人類的生活中發(fā)揮著不可估量的作用。認識和探究化學與人類生活的關系，明確人類對化學在農(nóng)業(yè)、食品、能源、材料和醫(yī)藥等方面的有效利用，是更好地駕馭生活，提高生活質量，實現(xiàn)人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要科學文化基礎。

◆關鍵詞：化學與人類生活;密切關系;認識和探究

一、化學與農(nóng)業(yè)的關系

人類對化學的認識和利用始于農(nóng)業(yè)。兩千多年前，人類就能夠通過腐殖或燃燒植物獲得肥料，通過用石灰對酸性土壤的改良，爭取糧食的豐產(chǎn)豐收。20世紀初，人類發(fā)明了合成肥料，而后又創(chuàng)造了各種農(nóng)藥、高效飼料、肥料添加劑。特別是20世紀中葉，以土壤為基礎，以植物營養(yǎng)為中心，以肥料為手段綜合研究三者之間關系的農(nóng)業(yè)化學的出現(xiàn)，將盆栽試驗、田間試驗、農(nóng)業(yè)化學分析、作物營養(yǎng)診斷、同位素技術、儀器分析技術等化學技術應用于農(nóng)業(yè)，開辟了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的新天地。無論在任何時候，農(nóng)業(yè)都離不開化學的支持。

二、化學與食品的關系

食品中的三大主要營養(yǎng)素是糖、脂肪和蛋白質。在人體內(nèi)，糖被氧氣氧化后，產(chǎn)生足夠的熱量，供人們進行各種活動的需要;脂肪供給人體熱量以維持體溫;蛋白質是人類細胞原生質的組成部分，能夠促進人體組織的生長和修補。除此之外，食品還含有多種維生素、纖維素、礦物質和微量元素，使人體得到均衡發(fā)展，增強抵抗力，抵御各種傳染病。為了增強食品的營養(yǎng)成分，改善食品的品質，延長食品的保存期，人們往往要通過化學的手段，達到既定的目的。比如：生柿子含有鞣質，不僅澀口，還對胃腸有刺激。我們就可以把生柿子密閉在一個室內(nèi)，增加室內(nèi)二氧化碳的濃度，降低氧氣的濃度。使生柿子在缺氧呼吸的條件下，內(nèi)部產(chǎn)生乙醛、丙酮等有機物。而這些有機物能將溶解于水的鞣質變成難以溶解于水的物質，于是柿子吃起來沒有澀味，又香又甜。在我們的生活中，制作糕點、饅頭等的面團一般都要添加酵母或發(fā)醇粉進行發(fā)酵，使制成的糕點、面包疏松可口。這實質是在食品制做中應用了化學反應。酵母中的酶促進面粉中原含有的微量蔗糖以及新產(chǎn)生的麥芽糖發(fā)生水解;發(fā)酵粉受熱時就產(chǎn)生出二氧化碳氣體，使面制品成為疏松、多孔的海綿狀。可以說沒有化學就沒有現(xiàn)代食品的色香味俱全。

三、化學與能源的關系

能源問題關系到一個國家、一個民族的長遠發(fā)展。隨著社會經(jīng)濟規(guī)模的不斷擴大，以煤、石油、天然氣為主的化石能源需求持續(xù)增加，給人類帶來了巨大的能源壓力，化學則提供了一些解決能源問題的途徑。一是通過化學手段提高能源的利用率。包括：①提高石油的利用率。西德漢堡大學卡密斯庫教授發(fā)現(xiàn)的一種新型石油化工催化劑——由鈷化物和鋁氧烷絡合而成的固相鈷催化劑，具有活性高、能迅速形成大聚合物鏈、可將丙烯或高級α—烯烴生成高分子量的無規(guī)聚合物、與淀粉或纖維素以及其他填料生成均勻聚烯烴復合材料、壽命長、易長期保存等優(yōu)點，提高了石油化工裝置的經(jīng)濟效益。②帶動了新型煤化工。煤的直接液化是煤化工領域的高新技術。該技術是將煤在450℃高溫和10～30MPa高壓下催化加氫，獲得液化油，并進一步加工成汽油、柴油及其它化工產(chǎn)品。也可以對煤間接液化。將煤氣化并制得合成氣（CO、H2），然后通過F-T合成，得到發(fā)動機燃料油和其它化工產(chǎn)品。二是通過化學手段發(fā)掘新能源。包括：①燃料電池。將儲存于燃料（H2、甲醇等）中的化學能轉化為電能。②開發(fā)金屬氫化物中以原子形式存儲的氫。③研制單晶硅、多晶硅和非晶硅系列太陽能電池。

四、化學與材料的關系

材料與糧食一樣，是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎?；瘜W是新材料的“源泉”，每一種新材料的出現(xiàn)，都是人類文明的一件大事，也是化學學科的一件大事。早在2500年前，文明的祖先就開始了金屬合金的研究，1965年在湖北望山一號楚墓出土的越王勾踐的寶劍和青銅編鐘，表明當時的銅合金技術已經(jīng)達到非常成熟的境界。盛行于唐宋時期的唐三彩體現(xiàn)了化學工藝在陶瓷燒結中的高超造詣?，F(xiàn)代工業(yè)中的鋼鐵冶煉技術，應用了化學中的氧化還原反應原理;金屬防腐技術，運用了化學中的置換反應原理。20世紀中期科學家在電子信息材料的基礎上實現(xiàn)了電子元件的大型集成化，為電子產(chǎn)品的微型化、智能化、低耗能、高品質創(chuàng)造了條件。21世紀，人類進入了納米材料時代，比如由4.6%的光肽纖維、40.2%的竹纖維、37%的納米硒纖維、18.2%的純棉纖維科學配置成的納米服飾就是化學在服裝領域應用的新成果。這種納米服飾抗菌、阻擋紫外線，還含有人體必需的、體內(nèi)不能生成的以納米硒為主體的多種微量元素，具有保肝護肝、預防多種疾病的功能。

五、化學與醫(yī)藥的關系

化學是醫(yī)藥健康的基礎。在中國，2000多年前人們就知道了在發(fā)生汞、鉑、鉻等重金屬中毒時，利用牛奶、生雞蛋白、豆?jié){等食物中豐富的蛋白質與重金屬離子作用，減輕人體器官和血液的蛋白質發(fā)生沉淀，緩解中毒的毒性（《神農(nóng)本草》）。現(xiàn)代醫(yī)藥（無論是中藥還是西藥）的研究幾乎都離不開化學，化學遍及與醫(yī)藥相關的所有領域。許多醫(yī)療器材的工作原理與化學密切相關，供氧器就是利用過氧化鈉與二氧化碳反應來制氧;大多數(shù)醫(yī)療習慣與化學有關，最常見的就是用酒精殺毒、滅菌?；瘜W在醫(yī)藥領域最具影響力的莫過于青霉素的發(fā)明。當常規(guī)消炎藥物對葡萄球菌感染束手無策時，英國細菌學家弗萊明培養(yǎng)這種霉菌進行了多次試驗，發(fā)明了葡萄球菌的克星—青霉素。生物化學家錢恩、弗羅里、瓦爾特深化了青霉菌的培養(yǎng)和青霉素的分離、提純和強化，使其抗菌力提高了幾千倍同，并大規(guī)模生產(chǎn)出實用的青霉素。

與如何事物一樣，化學在人類生活中也表現(xiàn)出其雙刃劍的屬性?；瘜W發(fā)展帶來的最突出問題是對環(huán)境的污染和破壞，主要包括大氣污染、水污染、土壤污染、食品污染等。這些污染造成的惡果，關系到人類的延續(xù)和發(fā)展。我們應當認真研究化學這門科學，以環(huán)境保護和對人體安全無害為標準，選用無公害原料，采用無污染工藝，使化學更好地為我們的生產(chǎn)和生活服務。

參考文獻

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