“超聲” 和“超音” 是截然不同的兩回事, 原因是它們省略了兩個關鍵的字: “超聲” 應該說是“超聲波”,而“超音” 應該說是“超音速”。超聲波是指頻率大於2 萬赫的聲波, 也就是超出人的耳朵所能感覺到的聲音範圍。超聲波的波長比可聽聲的波長要短。它就具有較強的穿透力。在日常生活中可以用來“超聲清洗或消毒”, 也可以用它的定向性製造“超聲雷達”。
但是, “超音速” 是指一個物體的運動速度超過聲音在空氣中的傳播速度。在飛機設計中, 飛機的速度就是用馬赫數來表示的。馬赫數M \\u003d 1表示速度等於音速, M \\u003e 1 為超音速,M \\u003c 1 為亞音速。當一個超音速飛機飛過上空時, 我們都有這樣的經驗: 當聽到飛機的聲音傳到耳朵時, 抬頭一看, 飛機已經飛向前方老遠了, 這就是聲音的傳播速度滯後於飛機速度的緣故。
萬有引力
不但地球對它周圍的物體有吸引作用, 而且任何兩個物體之間都存在這種吸引作用。物體之間的這種吸引作用普遍存在於宇宙萬物之間, 故稱為萬有引力。萬有引力是由於物體具有質量而在物體之間產生的一種相互作用。它的大小跟物體的質量以及兩個物體之間的距離有關。物體的質量越大, 它們之間的萬有引力就越大;物體之間的距離越大, 它們之間的萬有引力就越小。通常兩個物體之間的萬有引力極其微小, 難以察覺它, 可以不予考慮。比如, 兩個質量都是60千克的人, 相距0. 5 米, 他們之間的萬有引力還不足0. 01 牛頓, 而一個螞蟻拖動細草梗的力竟是這個引力的100 倍。但是, 在天體係統中, 由於天體的質量很大, 萬有引力就起著決定性的作用。太陽係中的9 大行星繞太陽旋轉而不離去, 就是由於萬有引力的作用。銀河係裏的球狀星團———由上百萬個恒星聚在一起並呈球狀的恒星集合體——— 聚集不散, 也是由於萬有引力作用的結果。
在天體中質量還算很小的地球, 對其他物體的萬有引力已經具有很大的影響, 它把人類、大氣和所有地麵上的物體都束縛在地球上, 它還使月球和人造地球衛星繞地球旋轉而不離去。重力就是地麵附近的物體受到地球的萬有引力而產生的。
大約300 年前, 牛頓綜合了當時 的天文學和力學成就的基礎上, 發現了萬有引力定律, 揭示了自然界中一種基本的相互作用力。
數學黑洞
在古希臘神話中, 科林斯國王西西弗斯被罰將一塊巨石推到一座山上,但是無論他怎麼努力, 這塊巨石總是在到達山頂之前不可避免地滾下來,於是他隻好重新再推, 永無休止。著名的西西弗斯串就是根據這個故事而得名的。
什麼是西西弗斯串呢? 也就是任
取一個數, 例如35962 , 數出這數中的偶數個數、奇數個數及所有數字的個數, 就可得到2 ( 2 個偶數) 、3 ( 3個奇數) 、5 ( 總共五位數) , 用這3個數組成下一個數字串235。對235重複上述程序, 就會得到1、2、3 ,將數串123 再重複進行, 仍得123 。
對這個程序和數的“宇宙” 來說,123 就是一個數字黑洞。是否每一個數最後都能得到123 呢? 用一個大數試試看。例如: 88883337777444992222, 在這個數中偶數、奇數及全部數字個數分別為11、9、20, 將這3 個數合起來得到11920, 對11920 這個數串重複這個程序得到235, 再重複這個程序得到123, 於是便進入“黑洞” 了。這就是數學黑洞“西西弗斯串”。
萊氏數學遊戲
俄國詩人萊蒙托夫是一個數學愛好者, 他在服役時, 有一次給周圍的軍官做一個數學遊戲。他讓一個軍官先想好一個數, 不要告訴別人, 然後在這個數上加25 , 心算好了以後, 再加上125, 然後再減去37。把算好的結果減去原來想的那個數, 結果再乘5 並除以2, 最後, 萊蒙托夫對那個軍官說: 答案是282。那個軍官感到非常驚奇。立刻又有另一個軍官要求試一遍, 結果都說明萊蒙托夫計算得又快又準確。你能知道是什麼道理嗎?
解答: 如果設預先想好的數為x,那麼萊蒙托夫的計算式是:
( x + 25 + 125 - 37 - x) ×5 ÷2\\u003d 282你仔細看一下式子就發現, 萊蒙
托夫已經偷偷地把原數減去了, 所以式子中不存在未知數, 萊蒙托夫隻需把早就計算好的答案說出來準沒錯。
至於, 萊蒙托夫第二次、第三次的表演仍能夠成功, 那還需要下點功夫。
也就是說, 出題的人一邊在出題, 一邊在計算, 隻要跳過那個“減去原來想的那個數” 就行了。
胡克定律
胡克定律是力學基本定律之一。
適用於一切固體材料的彈性定律, 它指出: 在彈性限度內, 物體的形變跟引起形變的外力成正比。這個定律是英國科學家胡克發現的, 所以叫做胡克定律。
胡克定律的表達式為f \\u003d kx, 其中k 是常數, 是物體的倔強係數。在國際單位製中, f 的單位是牛, x 的單位是米, 它是形變量( 彈性形變) , k 的單位是牛\/ 米。倔強係數在數值上等於彈簧伸長( 或縮短) 單位長度時的彈力。
彈性定律是胡克最重要的發現之
一, 也是力學最重要基本定律之一。
在現代, 仍然是物理學的重要基本理論。胡克的彈性定律指出: 在彈性限度內, 彈簧的彈力f 和彈簧的長度x 成正比, 即f \\u003d - kx。k 是物質的彈性係數, 它由材料的性質所決定, 負號表示彈簧所產生的彈力與其伸長( 或壓縮) 的方向相反。
為了證實這一定律, 胡克還做了
大量實驗, 製作了各種材料構成的各種形狀的彈性體。
Prison Break 裏麵說的是力學的胡克定律, 這個是材料力學裏麵的知識點, 具體計算起來比較複雜。記得以前看過一個記錄片, 關於爆破的方法,在一個實心的大塊混凝土結構上, 通過計算得出關鍵的受力點, 然後在這幾個受力點上打孔, 接著放入引爆所需要的最少量的炸藥, 進行引爆, 引爆的結果就是會導致混凝土爆炸影響範圍最小, 這種爆破方法就是通過精確的計算來決定爆破最好的效果, 從而不會影響其他的附近的建築物。
電磁感應
因磁通量變化產生感應電動勢的 現象( 閉合電路的一部分導體在磁場裏做切割磁力線的運動時, 導體中就會產生電流, 這種現象叫電磁感應) 。
1820 年H. C. 奧斯特發現電流磁效應後, 許多物理學家便試圖尋找它的逆效應, 提出了磁能否產生電, 磁能否對電作用的問題, 1822 年D. F. J. 阿喇戈和A. von 洪堡在測量地磁強度時,偶然發現金屬對附近磁針的振蕩有阻尼作用。1824 年, 阿喇戈根據這個現象做了銅盤實驗, 發現轉動的銅盤會帶動上方自由懸掛的磁針旋轉, 但磁針的旋轉與銅盤不同步, 稍滯後。電磁阻尼和電磁驅動是最早發現的電磁感應現象, 但由於沒有直接表現為感應電流, 當時未能予以說明。
1831 年8 月, M. 法拉第在軟鐵 環兩側分別繞兩個線圈, 其一為閉合回路, 在導線下端附近平行放置一磁針, 另一與電池組相連, 接開關, 形成有電源的閉合回路。實驗發現, 合上開關, 磁針偏轉; 切斷開關, 磁針反向偏轉, 這表明在無電池組的線圈中出現了感應電流。法拉第立即意識到, 這是一種非恒定的暫態效應。緊接著他做了幾十個實驗, 把產生感應電流的情形概括為5 類: 變化的電流,變化的磁場, 運動的恒定電流, 運動的磁鐵, 在磁場中運動的導體, 並把這些現象正式定名為電磁感應。進而,法拉第發現, 在相同條件下不同金屬導體回路中產生的感應電流與導體的導電能力成正比, 他由此認識到, 感應電流是由與導體性質無關的感應電動勢產生的, 即使沒有回路沒有感應電流, 感應電動勢依然存在。
後來, 給出了確定感應電流方向的楞次定律以及描述電磁感應定量規律的法拉第電磁感應定律。並按產生原因的不同, 把感應電動勢分為動生電動勢和感生電動勢兩種, 前者起源於洛倫茲力, 後者起源於變化磁場產生的有旋電場。
電磁感應現象是電磁學中最重大的發現之一, 它顯示了電、磁現象之間的相互聯係和轉化, 對其本質的深入研究所揭示的電、磁場之間的聯係,對麥克斯韋電磁場理論的建立具有重大意義。電磁感應現象在電工技術、電子技術以及電磁測量等方麵都有廣泛的應用。
擺的等時性
伽利略( Galileo Galilei, 1564 ～1642) 注重實驗, 勤於思考, 善於從人們熟視無睹的平凡事件中挖掘出不平凡的道理。
據說, 有一次伽利略在教堂做禮
拜的時候, 注意到教堂屋頂懸掛著的一盞吊燈搖擺不定。這本是一個平凡的事件, 但他在觀察一段時間後發現,燈的擺動幅度不一樣, 有時大、有時小, 但如果以脈搏跳動的次數為標準來測量吊燈的擺動, 吊燈每擺動一次所用的時間都差不多, 這一發現引起伽利略的思考: 是不是其他物體的擺動也跟吊燈一樣有規律可循? 帶著這一問題, 伽利略開始動手研究擺動的規律, 並設計了相應的實驗, 他在實驗後發現, 物體擺動一次所用的時間,跟擺動幅度的大小、物體的輕重沒關係, 隻與擺繩的長度有關, 這一擺動規律稱為擺的等時性。後來, 荷蘭科學家惠更斯根據這個原理, 製成了曆史上第一座自擺鍾。從此, 時間的誤差可以減少到用秒來計算。
兩種磁懸浮列車
由於磁鐵有同性相斥和異性相吸兩種形式, 故磁懸浮列車也有兩種相應的形式: 一種是利用磁鐵同性相斥原理而設計的電磁運行係統的磁懸浮列車, 它利用車上超導體電磁鐵形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間所產生的相斥力, 使車體懸浮運行的鐵路; 另一種則是利用磁鐵異性相吸原理而設計的電動力運行係統的磁懸浮列車, 它是在車體底部及兩側倒轉向上的頂部安裝磁鐵, 在T 形導軌的上方和伸臂部分下方分別設反作用板和感應鋼板, 控製電磁鐵的電流, 使電磁鐵和導軌間保持10 ～15 毫米的間隙, 並使導軌鋼板的吸引力與車輛的重力平衡, 從而使車體懸浮於車道的導軌麵上運行。
色光物理學
在白光的色散試驗中, 我們可以觀察到紅、綠、藍三色比較均勻地分布在整個可見光譜上, 而且占據較寬的區域。如果適當地轉動三棱鏡, 使光譜有寬變窄, 就會發現: 其中色光所占據的區域有所改變。在變窄的光譜上, 紅( R) 、綠( G) 、藍( B) 三色光的顏色最顯著, 其餘色光顏色逐漸減退, 有的差不多已消失。得到的這三種色光的波長範圍分別為: R ( 600 ～700nm) , G ( 500 ～570nm) , B ( 400 ～470 nm) 。在色彩學中, 一般將整個可見光譜分成藍光區, 綠光區和紅光區進行研究。
當用紅光、綠光、藍光三色光進行混合時, 可分別得到黃光、青光和品紅光。品紅光是光譜上沒有的, 我們稱之為譜外色。如果我們將此三色光等比例混合, 可得到白光; 而將此三色光以不同比例混合, 就可得到多種不同色光。
從人的視覺生理特性來看, 人眼的視網膜上有三種感色視錐細胞———感紅細胞、感綠細胞、感藍細胞, 這三種細胞分別對紅光、綠光、藍光敏感。當其中一種感色細胞受到較強的刺激, 就會引起該感色細胞的興奮,則產生該色彩的感覺。人眼的三種感色細胞, 具有合色的能力。當一複色光刺激人眼時, 人眼感色細胞可將其分解為紅、綠、藍三種單色光, 然後混合成一種顏色。正是由於這種合色能力, 我們才能識別除紅、綠、藍三色之外的更大範圍的顏色。
綜上所述, 我們可以確定: 色光中存在三種最基本的色光, 它們的顏色分別為紅色、綠色和藍色。這三種色光既是白光分解後得到的主要色光,又是混合色光的主要成分, 並且能與人眼視網膜細胞的光譜響應區間相匹配, 符合人眼的視覺生理效應。這三種色光以不同比例混合, 幾乎可以得到自然界中的一切色光, 混合色域最大; 而且這三種色光具有獨立性, 其中一種原色不能由另外的原色光混合而成, 由此, 我們稱紅、綠、藍為色光三原色。為了統一認識, 1931 年國際照明委員會( CIE) 規定了三原色的波長λR \\u003d 700. 0nm, λG \\u003d 546. 1nm,λB \\u003d 435. 8 nm。在色彩學研究中, 為了便於定性分析, 常將白光看成是由紅、綠、藍三原色等量相加而合成的。
汽車中的光學知識
( 1) 汽車駕駛室外麵的觀後鏡是一個凸鏡。利用凸鏡對光線的發散作用和成正立、縮小、虛像的特點, 使看到的像比實物小, 察範圍更大, 從而保證行車安全。
( 2) 汽車頭燈裏的反射鏡是一個凹鏡。它是利用凹鏡能把放在其焦點上的光源發出的光反射成為平行光射出的性質做成的。
( 3) 汽車頭燈總要裝有橫豎條紋
的玻璃燈罩。汽車頭燈由燈泡, 反射鏡和燈前玻璃罩組成。根據透鏡和棱鏡的知識, 汽車頭燈玻璃罩相當於一個透鏡和棱鏡的組合體。在夜晚行車時, 司機不僅要看清前方路麵的情況,還要看清路邊行人、路標、岔路口等。
透鏡和棱鏡對光線有折射作用, 所以燈罩通過折射, 根據實際需要將光分散到需要的方向上, 使光均勻柔和地照亮汽車前進的道路和路邊的景物,同時這種散光燈罩還能使一部分光微向上折射, 以便照明路標和裏程碑,從而確保行車安全。
( 4) 轎車裝上茶色玻璃後, 行人很難看清車中人的麵孔。茶色玻璃能反射一部分光, 還會吸收一部分光,這樣透進車內的光線較弱。要看清乘客的麵孔, 必須要從麵孔反射足夠強的光透射到玻璃外麵。由於車內光線較弱, 沒有足夠強的光透射出來, 所以很難看清乘客的麵孔。
( 5) 有一種自行車的尾燈是利用互成直角的一些小平麵鏡組合而成的,當後麵汽車的燈光以任何方向射到尾燈時, 它都能把光線“反向射回”。
這一現象是利用了“兩個相互垂直的平麵鏡構成的反射器, 其入射光線始終與反射光線互相平行” 這一結論( 證明略) 。這樣互相構成直角的小平麵鏡組合而成的尾燈能對光發生連續反射, 能把任何方向射來的光“反向射回”。
( 6) 除大型客車外, 絕大多數汽車的前窗都是傾斜的。當汽車的前窗玻璃傾斜時, 車內乘客經玻璃反射成的像在車的前上方, 而路上的行人是不可能出現在上方的空中的, 這樣就將車內乘客的像與路上的行人分離開來, 司機就不會出現錯覺, 尤其是在夜間行車, 車內開燈, 造成外暗內亮的時候。而大型客車較大, 前窗離地麵要比小汽車高得多, 即使前窗不傾斜, 像是與窗同高的, 而路上的行人不可能出現在這個高度, 所以司機也不會將乘客在窗外的像與路上的行人相混淆。
( 7) 所有機動車的轉向燈都是黃色, 我們都知道綠、黃、紅三種光色作為交通信號燈的顏色, 是根據光學原理; 經過長期的研究和實踐而定下來的。在紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七色中以紅色光波最長, 穿透周圍介質的能力最大。因此, 在光度相同的條件下, 紅色顯示得最遠。此外,紅色能使人聯想到“火” 和“血” 等危險信息。所以, 選用紅色燈光作為“停止信號”。警車就以它為主色調,黃色光波長僅次於紅色, 在七色中居第二位, 也會使人感到危險, 但沒有紅色那麼強烈, 因此被用作“緩衝信號”, 而且我們知道黃色光穿透介質霧的能力最強( 如研製的鈉燈) 。所以在車輛光信號係統中, 刹車一律是紅色燈光, 轉向一律是黃色燈光( 告訴可能追尾的司機: 有危險, 但不那麼緊急) 。
由於綠色光波的波長是七色中除紅、橙、黃色以外較長的一種色光,由於它與紅色區別很大, 易於辨認,也因它使人聯想起了“樹木”、“水麵”, 給人以寧靜、安全的感覺。因此, 被用來作為“允許通行信號”。
但它隻能用於車內的空擋顯示燈顏色,不可作對外信號指示。
化學之最
( 1) 地殼中含量最多的金屬元素是鋁。
( 2) 地殼中含量最多的非金屬元素是氧。
( 3) 空氣中含量最多的物質是 氮氣。
( 4) 天然存在最硬的物質是金 剛石。
( 5) 最簡單的有機物是甲烷。
( 6) 金屬活動順序表中活動性最強的金屬是鉀。
( 7) 相對分子質量最小的氧化物 是水。最簡單的有機化合物CH4。
( 8) 相同條件下密度最小的氣體是氫氣。
( 9) 導電性最強的金屬是銀。
( 10) 相對原子質量最小的原子是氫。
( 11) 熔點最小的金屬是汞。
( 12) 人體中含量最多的元素是氧。
( 13) 組成化合物種類最多的元素是碳。
工業三廢
“工業三廢” 是指工業生產所排 放的“廢水、廢渣、廢氣”。
“工業三廢” 如未達到規定的排放標準而排放到環境中, 就對環境產生了汙染, 汙染物在環境中發生物理的和化學的變化後就又產生了新的物質。“工業三廢” 好多都是對人的健康有危害的。這些物質通過不同的途徑( 呼吸道、消化道、皮膚) 進入人的體內, 有的直接產生危害, 有的還有蓄積作用, 會更加嚴重的危害人的健康。
廢氣如: 二氧化碳、二硫化碳、硫化氫、氟化物、氮氧化物、氯、氯化氫、一氧化碳、硫酸( 霧) 、鉛、汞、鈹化物、煙塵及生產性粉塵。
工業“廢渣” 是一種自然資源,要想方設法利用, 以開辟新的原料來源, 減少對環境的汙染。
凡已有綜合利用經驗的“廢渣”, 如: 高爐礦渣、鋼渣、紛煤灰、硫鐵灰、電石渣、赤泥、白泥、洗煤泥、矽錳渣、鉻渣等, 必須納入工藝設計、基本建設與產品生產計劃, 實行“一業為主, 多種經營”, 不得任意丟棄。
“廢渣” 堆放場所, 要盡量少占 農田, 不占良田。要有防止揚散、流失等措施, 以防止對大氣、水源和土壤的汙染。
氧化劑
氧化劑是氧化還原反應裏得到電 子或有電子對偏向的物質。氧化劑從還原劑處得到電子自身被還原變成還原產物。氧化劑和還原劑是相互依存的。
氧化劑在反應裏表現氧化性。氧 化能力強弱是氧化劑得電子能力的強弱, 不是得電子數目的多少, 如濃硝酸的氧化能力比稀硝酸強, 得到電子的數目卻比稀硝酸少。含有容易得到電子的元素的物質常用作氧化劑, 在分析具體反應時, 常用元素化合價的升降進行判斷: 所含元素化合價降低的物質為氧化劑。
還原劑是在氧化還原反應裏, 失 去電子或有電子對偏離的物質。還原劑失去電子自身被氧化變成氧化產物,如用氫氣還原氧化銅的反應, 氫氣失去電子被氧化變成水。還原劑在反應裏表現還原性。還原能力強弱是還原劑失電子能力的強弱, 如鈉原子失電子數目比鋁電子少, 鈉原子的還原能力比鋁原子強。
含有容易失去電子的元素的物質 常用作還原劑, 在分析具體反應時,常用元素化合價的升降進行判斷: 所含元素化合價升高的物質為還原劑。
還原劑
還原劑是在氧化還原反應裏, 失 去電子或有電子對偏離的物質。
還原劑失去電子自身被氧化變成 氧化產物, 如用氫氣還原氧化銅的反應, 氫氣失去電子被氧化變成水。還原劑在反應裏表現還原性。還原能力強弱是還原劑失電子能力的強弱, 如鈉原子失電子數目比鋁電子少, 鈉原子的還原能力比鋁原子強。含有容易失去電子的元素的物質常用作還原劑,在分析具體反應時, 常用元素化合價的升降進行判斷: 所含元素化合價升高的物質為還原劑。
幹燥劑
幹燥劑是一種從大氣中吸收潮氣的除水劑, 它的幹燥原理就是通過物理方式將水分子吸附在自身的結構中或通過化學方式吸收水分子並改變其化學結構, 變成另外一種物質。
目前幹燥劑行業中主要有三種典型幹燥劑產品:
矽膠幹燥劑——— 主要成分是二氧化矽, 由天然礦物經過提純加工而成粒狀或珠狀。作為幹燥劑, 它的微孔結構( 平均為2A) 對水分子具有良好的親和力。矽膠最適合的吸濕環境為室溫( 20℃ ～32℃ ) 、高濕( 60% ～90% ) ,它能使環境的相對濕度降低至40%左右。
粘土幹燥劑( 蒙脫石) ——— 外觀形狀為灰色小球, 最適宜在50 ℃ 以下的環境中吸濕。當溫度高於50℃ , 粘土的“放水” 程度便大於“吸水” 程度。但粘土的優勢在於價格便宜。
分子篩幹燥劑——— 它是人工合成且對水分子有較強吸附性的幹燥劑產品。分子篩的孔徑大小可通過加工工藝的不同來控製, 除了吸附水氣, 它還可以吸附其它氣體。在230℃ 以上的高溫情況下, 仍能很好的容納水分子。優點: 適應性強。缺點: 吸濕率低, 環保差( 不可降解) 。
漂白劑
漂白劑是通過還原等化學作用消耗食品中的氧, 破壞、抑製食品氧化酶活性和食品的發色因素, 使食品褐變色素褪色或免於褐變, 同時還具有一定的防腐作用。
我國允許使用的漂白劑有二氧化 硫、亞硫酸鈉、硫磺等7 種, 其中硫磺僅限於蜜餞、幹果、幹菜、粉絲、食糖的熏蒸。
催化劑
催化劑( catalyst) 會誘導化學反應發生改變, 而使化學反應變快或者在較低的溫度環境下進行化學反應。
我們可在波茲曼分布( Boltzmanndistribution) 與能量關係圖( energy profile diagram) 中觀察到, 催化劑可使化學反應物在不改變的情形下, 經由隻需較少活化能( activation energy)的路徑來進行化學反應。而通常在這種能量下, 分子不是無法完成化學反應, 不然就是需要較長時間來完成化學反應。但在有催化劑的環境下, 分子隻需較少的能量即可完成化學反應。
催化劑分均相催化劑與非均相催 化劑。非均相催化劑呈現在不同相( Phase) 的反應中( 例如: 固態催化劑在液態混合反應) , 而均相催化劑則是呈現在同一相的反應( 例如: 液態催化劑在液態混合反應) 。一個簡易的非均相催化反應包含了反應物( 或zh - ch: 底物; zh - tw: 受質) 吸附在催化劑的表麵, 反應物內的鍵因十分的脆弱而導致新的鍵產生, 但又因產物與催化劑間的鍵並不牢固, 而使產物出現。目前已知許多表反應發生吸附反應的不同可能性的結構位置。
僅僅由於本身的存在就能加快或減慢化學反應速率, 而本身的組成和質量並不改變的物質就叫催化劑。催化劑跟反應物同處於均勻的氣相或液相時, 叫做單相催化作用; 催化劑跟反應物屬不同相時, 叫做多相催化作用。
使化學反應加快的催化劑, 叫做正催化劑; 使化學反應減慢的催化劑,叫做負催化劑。例如, 酯和多糖的水解, 常用無機酸作正催化劑; 二氧化硫氧化為三氧化硫, 常用五氧化二釩作正催化劑, 這種催化劑是固體, 反應物為氣體, 形成多相的催化作用,因此, 五氧化二釩也叫做觸媒或接觸劑; 食用油脂裏加入0. 01% ～0. 02%沒食子酸正丙酯, 就可以有效地防止酸敗, 在這裏, 沒食子酸正丙酯是一種負催化劑( 也叫做緩化劑或抑製劑) 。
目前, 對催化劑的作用還沒有完全弄清楚。在大多數情況下, 人們認為催化劑本身和反應物一起參加了化學反應, 降低了反應所需要的活化能。
有些催化反應是由於形成了很容易分解的“中間產物”, 分解時催化劑恢複了原來的化學組成, 原反應物就變成了生成物。有些催化反應是由於吸附作用, 吸附作用僅能在催化劑表麵最活潑的區域( 叫做活性中心) 進行。活性中心的區域越大或越多, 催化劑的活性就越強。反應物裏如有雜質, 可能使催化劑的活性減弱或失去,這種現象叫做催化劑的中毒。
催化劑對化學反應速率的影響非常大, 有的催化劑可以使化學反應速率加快到幾百萬倍以上。催化劑一般具有選擇性, 它僅能使某一反應或某一類型的反應加速進行。
防腐劑
防腐劑主要作用是抑製微生物的 生長和繁殖, 以延長食品的保存時間。
我國規定使用的防腐劑有苯甲酸、苯甲酸鈉、山梨酸、山梨酸鉀、丙酸鈣等25 種。防腐劑是抑製物質腐敗的藥劑。即對以腐敗物質為代謝底物的微生物的生長具有持續的抑製作用。
重要的是它能在不同情況下抑製最易發生的腐敗作用, 特別是在一般滅菌作用不充分時仍具有持續性的效果。
對纖維和木材的防腐用礦油、煤焦油、丹寧, 對生物標本用甲醛、升汞、甲苯、對羥基苯甲酸丁酯、硝基糠腙衍生物或香脂類樹脂。在食品中使用防腐劑受到限製, 因此多靠幹燥、醃製等一些物理的方法。特殊的防腐劑有乙酸等有機酸、以油酸脂為成分的植物油、芥子等特殊的精油成分。對於生物體的局部( 如人體表麵或消化道) , 可以根據具體條件采用各種防腐劑( 如碘仿、水楊酸苯酯、苯胺染料或吖¤ 類色素等) 。
稀有氣體
稀有氣體包括氦、氖、氬、氪、氙、氡等6 種元素, 其原子的最外層電子構型除氦為1s2 外, 其餘均為穩定的8 電子構型ns2np6 。稀有氣體的化學性質很不活波, 所以過去人們曾認為他們與其他元素之間不會發生化學反應, 將他們列為周期表中的零族,並稱之為“惰性氣體”。然而正是這種絕對的概念束縛了人們的思想, 阻礙了對稀有氣體化合物的研究。1962年, 在加拿大工作的26 歲的英國青年化學家N. Bartlett 合成了第一個稀有氣體化合物Xe [ PtF6 ] , 引起了化學界的很大興趣和重視。許多化學家競相開展這方麵的工作, 先後陸續合成了多種“稀有氣體化合物”, 促進了稀有氣體化學的發展。稀有氣體, 又稱作惰性氣體或貴氣體, 是指元素周期表上的第18 族元素( IUPAC 新規定,即原來的0 族) , 它們在常溫下全部是以單原子為分子的氣體。
包括氦、氖、氬、氪、氙、氡6 個元素, 屬周期係零族元素。曾稱惰性氣體。在稀有氣體發現的初期, 認為這6種元素在地殼中的含量很少, 故稱為稀有氣體。根據現有資料, 氬的含量並不稀少, 而且在太陽中, 氦是蘊藏量僅次於氫的元素。因此, 稀有氣體隻能作為曆史名稱而被沿用下來。稀有氣體是19 世紀末、20 世紀初陸續由英國W.
拉姆齊等從空氣中發現的。
空氣中約含1% ( 體積百分) 稀有氣體, 其中絕大部分是氬。稀有氣體都是無色、無臭、無味的, 微溶於水, 溶解度隨分子量的增加而增大。
稀有氣體的分子都是由單原子組成的,它們的熔點和沸點都很低, 隨著原子量的增加, 熔點和沸點增大。它們在低溫時都可以液化。稀有氣體原子的最外層電子結構為ns2 np6 ( 氦為1s2 ) ,是最穩定的結構, 因此, 在通常條件下不與其他元素作用, 長期以來被認為是化學性質極不活潑, 不能形成化合物的惰性元素。直到1962 年, 英國化學家N. 巴利特才利用強氧化劑PtF6 與氙作用, 製得了第一種惰性氣體的化合物XePtF6 , 以後又陸續合成了其他惰性氣體化合物, 並將它的名稱改為稀有氣體。空氣是製取稀有氣體的主要原料, 通過液態空氣分級蒸餾, 可得稀有氣體混合物, 再用活性炭低溫選擇吸附法, 就可以將稀有氣體分離開來。
將城市的夜晚打扮得流光溢彩的是霓虹燈, 這是一種氣體放電燈。在製作霓虹燈時, 首先將封裝有電極的細長玻璃管內的氣體抽出, 然後充入情性氣體( 氦氣、氖氣、氮氣) 或水銀蒸氣。這樣, 當霓虹燈的電極被加上高電壓後, 電極中的電子在電場的作用下逸出並撞擊氣體原子, 大量的氣體原子被激發和電離, 從而“充滿” 能量。這些能量以光輻射射的形式被釋放, 霓虹燈就會發出光了。
魔酸
魔酸是由兩種或兩種以上的含氟化合物組成的溶液。比如氫氟酸和五氟化銻按1 ∶0. 3 ( 摩爾比) 混合時,它的酸性是濃硫酸的1 億倍; 按1 ∶1混合時, 它的酸性是濃硫酸的10 億倍。能溶解不溶於王水的高級烷烴蠟燭。
酸堿中和反應的實質是質子的傳 遞反應。超酸是指酸性比普通無機酸強106 ～1010 倍的酸。魔酸( HSO3F -SbF5 ) 是已知最強的超酸, 許多物質( 如H2SO - 4 ) 在魔酸中可獲得質子( 即質子化) 。
SbF5 和HF 以0. 2 ∶1 的摩爾比混合時酸度以達到100% 硫酸的10 ～9 倍以上, 隨著SbF5 的比例增加酸度還能增強魔酸, 應當稱魔術酸比較合適
( magic ac id) , 用聚四氟乙烯製的容器盛放, 一般講超強酸是指比100% 的硫酸酸性更強的酸。
強堿
通常指味苦的、溶液能使特定指 示劑變色的物質( 如使石蕊變藍, 使酚酞變紅等) , PH 值大於7。在水溶液中電離出的離子全部是氫氧根離子,與酸反應形成鹽和水。典型的堿如胺類物質( 包括氨水: NH3 ·H2O) , 燒堿( 氫氧化鈉: NaOH) , 熟石灰[ 氫氧化鈣: Ca( OH) 2 ] 等。
堿的更廣義的概念是指提供電子 的物質, 或是接受質子的物質。