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一天中的百变化学

2023-07-12田蓉户晓陈泽楠张寿春

知识就是力量 2023年7期
关键词:草酸钙牙釉质铁锅

田蓉 户晓 陈泽楠 张寿春

当我们品尝食物,通过口腔里的余味怀念美味,尤其是甜甜的味道时,其实已经有大量残留在口腔中的糖包裹住了牙齿。

糖发酵会产生氢离子(H+),氢离子与氢氧根离子(OH-)结合,促使上面的化学反应正向移动,羟基磷酸钙被溶解,进而牙釉质被破坏。

但这个问题也不是无解,氟化物就能够降低牙釉质溶解度(溶质在溶剂中的溶解能力),促进牙釉质再矿化。

因此,在饭后要及时漱口或使用含氟牙膏刷牙。

7:00AM

清晨起床,让早餐开启美好的一天!

从我们进食的那一刻起,口腔中就开始了一系列化学反应。例如,在牙齿表面覆盖着保护牙齿的牙釉质,其主要成分是羟(qiǎng)基磷酸钙,化学式为Ca5(PO4)3OH,它存在以下化学平衡:

Ca5(PO4)3OH(固)?5Ca2+(液)+3PO43-(液)+OH-(液)

7:30AM

吃完早餐,背上书包乘公交车去上学啦!

马路上,传统燃油汽车与新能源汽车并肩而行。传统燃油汽车会产生一氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、碳氢化合物、细颗粒物等污染物。发展新能源汽车是减少汽车尾气排放、改善大气环境的重要举措之一。

新能源汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车等。以燃料电池电动汽车为例,作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中,与大气中的氧发生化学反应,产生电能并通过电动机驱动汽车。

原理看起来复杂,但其实就是我们已经学习或者以后会学到的原电池原理——原电池借助氧化还原反应产生电流,将化学能转化为电能。而这一氧化还原过程的反应物是氢气——真正意义上的高效、清洁能源。

炎热的下午或许会让你觉得有些乏力,此时掏出一块薄荷味的口香糖嚼一嚼,凉意直沖大脑。但你有没有思考过,为什么口香糖不是入口即化呢?这与它的主要成分——橡胶有关。

燃料电池电动汽车原理示意图(绘图/ 魏欣)

橡胶一词最早来源于印第安语,意为“哭泣的木头”——割开橡胶树皮便可以得到液体橡胶。液体橡胶暴露在空气中,不久就会变硬且有弹性。

当我们拆开口香糖包装时,它是硬的;在嘴里它就变软了。在这个过程中,牙齿有一定功劳,但更重要的是温度——橡胶对温度较敏感,温度升高它会变黏,温度降低它会变得又硬又脆。

如果要降低橡胶对温度的敏感程度呢?这就需要化学来帮忙了!将生胶(从种植园或工厂生产出来的未经配合加工的天然橡胶和合成橡胶)与硫磺按比例一起加热进而得到硫化橡胶。天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯(在高温和催化剂的条件下,异戊二烯通过聚合反应生成的),硫化过程使分子间形成了二硫键(-s-s-),从而使其具有良好弹性的同时,热稳定性也有所提高。

当然,随着研究人员对橡胶认识的不断加深,合成橡胶因其更加优良的性能大量替代了天然橡胶,广泛应用于生产轮胎、胶鞋、电线。

6:30PM

放学回家,揭开锅盖,扑面而来的香味让你垂涎欲滴。

制作美食离不开专业的器具。人们普遍认为铁锅炒出来的菜更香,但是在有氧气和水的条件下,单质铁容易锈蚀;有酸、碱盐时,铁氧化得更快。那么,用铁锅炒菜岂不是会吃到很多铁锈?这铁锅可还用得?

其实不必担心,铁锅表面有一层油膜,可以隔绝氧气,从而阻断化学反应。研究人员还在铁锅上加了不锈层,制成了不锈铁锅,因此我们较少看到红褐色锈衣。

8:30PM

迎着晚风、伴着晚霞,结束了一天的学习,疲劳的大脑似乎要“关机”了,那就通过运动给身体充充电吧!

不过,运动也需要循序渐进,否则就会出现肌肉酸痛。这是因为短时间的剧烈运动,人体处于缺氧状态,体内的葡萄糖无法被完全氧化,腺嘌呤核苷三磷酸(ATP,生物体内最直接的能量来源)不足,不得不依靠“无氧供能”,导致体内产生了过多的乳酸。

10:30PM

睡前喝一杯热牛奶是很多人的习惯,但单纯喝牛奶似乎有些寡味,要不要悄悄进厨房加点糖或者巧克力呢?

确实,加了糖的牛奶更好喝。但是,在加热条件下(80~100摄氏度),牛奶中的赖氨酸会与糖发生反应,导致赖氨酸“中毒”,变成糖基赖氨酸——人体吸收不了,还会危害健康。晾凉的牛奶(40摄氏度以下)由于温度降低,难以构成反应条件,糖就可以顺利地溶解到牛奶中了。

不过,加糖要适量,太嗜甜,牙釉质可要“受难”了。

如果把糖改成巧克力呢?把巧克力加入牛奶后,你会发现牛奶里好像有一些固体颗粒,这些固体颗粒可不是没有融化的巧克力,而是草酸钙!巧克力中含有草酸,而牛奶中的钙会与草酸反应生成草酸钙。草酸钙无法被人体吸收利用,大量聚集在体内,容易出现结石。

所以,美味佳肴还是“黑暗料理”仅在一念之间。

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