我们身边的化学.docx

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我们身边的化学

《我们身边的化学》

任课教师（职称）：

李国清（副教授）

课时数：

36

教材：

我们身边的化学

开课对象：

非化学专业的文理科学生

课程内容介绍：

本课旨在为大学生提供化学在现代生活中应用。

随着化学应用领域的不断拓宽，化学走进了千家万户，人们衣食住行的各个方面都离不开化学。

对一个公民而言，运用化学知识认识周围的自然现象，解决与化学有关的生活问题，已成为生存和发展的基本条件之一。

为了适应现代生活与化学知识密切结合的趋势，本课主要讨论了饮食、保健、穿戴、美容、环境美化以及精神情绪中的化学问题，从生活的层面揭示化学与人人有关，现代生活处处离不开化学。

从而扩大知识面，提高生活质量。

本课程集知识性、趣味性、实用性为一体。

适合各个专业大学生的选修，为大学生综合素质的提高添上重要的一笔。

我们身边的化学

课程内容及课时分配

第一章化学与服装（4学时）

第二章化学与饮食（6学时）

第三章化学与健康（6学时）

第四章化学与日用品（8学时）

第五章居室环境与化学（8学时）

第六章化学与娱乐（4学时）

绪论

人类的生活离不开衣、食、住、行。

而衣、食、住、行又离不开物质。

在这些物质中，有的是天然存在的，比如我们喝的水、呼吸的空气；有的是由天然物质改造而成的，如我们吃的酱油、喝的酒，是由粮食加工和经过化学处理得到的。

更多的物质不是天然生成的，而是用化学方法由人工合成的，如化肥、农药、塑料、合成橡胶、合成纤维等。

它们形形色色、无所不在，使人类社会的物质生活更加丰富多采。

放眼四顾，在厨房、餐桌、农田、厂矿，我们都会看到各种各样的化学变化、五光十色的化学现象。

可以说，生活中处处有化学。

化学是一门使人类生活的更美好的基础学科。

研究化学与现代生活就是诠释在现实生活中我们如何从化学的角度来认识我们的生存环境，如何把化学真正的融入我们的生活，让大学生活更加丰富多彩。

本课程的目的是使学生掌握日常生活中的化学知识和吃、穿、用有直接意义的化学信息，为培养中学教师的教学和科技活动能力打下基础。

内容包括：

烹调、美容、保健、环境化学、装饰化学、精神生活化学、戒毒、爱滋病等知识。

第一章化学与服装

§1-1天然纤维

§1-2人造纤维

§1-3合成纤维——人类的奇迹

§1-4鉴别衣料

§1-5洗衣

§1-6皮革

俗话说：

人靠衣装马靠鞍，穿衣戴帽可是我们每个人生活中的大事。

服装发展到了现在，已经不是单纯地为了遮体避寒。

目前的服装，种类繁多、款式新颖，功能也各有特色。

服装是由款式、色彩和材料三要素组成的。

其中材料是最基本的要素。

服装材料是指构成服装的一切材料，它可分为服装面料和服装辅料。

这里，主要给大家介绍服装面料的一些知识。

纤维的分类

植物纤维—棉、麻

天然纤维

动物纤维—丝、毛

纤维

人造纤维

化学纤维混纺制品

合成纤维

七大纶

服装面料——用于纺织纤维的材料一般可分为天然纤维和化学纤维两大类。

天然纤维直接取之自然界，如：

棉纤维、麻纤维、羊毛纤维、丝纤维等。

化学纤维则要通过化学方法加工而制成，如聚酯纤维、粘胶纤维等。

天然纤维可根据来源分为植物纤维和动物纤维，其中植物纤维可称纤维素纤维；动物纤维也可叫蛋白质纤维。

化学纤维则根据来源可分为人造纤维和合成纤维。

其中人造纤维，木材、甘蔗、牛奶、大豆、芦苇等都是取自天然纤维的物质；而合成纤维则是以煤、水、石油、空气为原料加工而成的，如涤纶、棉纶等。

天然纤维的纺织面料手感柔软、吸湿、透气性都较好，但它不易贮藏，容易虫蛀或发霉。

化学纤维的纺织面料虽然手感不如天然纤维的好，但它的弹性好、强度高且不易发霉、虫蛀。

此外，化学纤维的吸湿、透气性不强天然纤维，但随着纺织化学工业的发展，它的这些性能正在逐步得到改善。

无论是天然的，还是合成的纤维，都是由具有非常长的链的聚合物分子组成的。

它们或由小分子单体经人工化学合成，或由动植物经生物化学过程自然地合成。

棉花是由许多β-葡萄糖单元经β-糖甙键相联结而构成重复序列的纤维素；丝纤维则是由一定种类和数量的氨基酸，通过酰胺键（肽）联结起来的聚合物，因此是蛋白质分子。

分子链之间又通过许多O…H—N氢键交联在一起。

皮毛纤维也是蛋白质类物质，它由多种氨基酸缩聚成多个α-螺旋的多肽键，每条α-螺旋链不仅内部每节螺旋之间的氨基酸残基间可以用氢键相互键合，链间还可以通过二硫键结合在一起。

人们利用各种不同的单体缩聚成像天然纤维的长链分子，便是合成纤维。

§1-1天然纤维

一、植物纤维

棉和麻是植物性纤维，主要成分是纤维素，是β-葡萄糖（C6H12O6）聚合物。

基本结构单元是葡萄糖。

这些小单元手拉手联接成串，好像铁环一个套一个形成的长长的链条，属于线性高分子化合物。

燃烧时生成CO2和H2O。

棉   

在显微镜下看，棉纤维是细长略扁的椭圆形管状，由于空心，所以吸湿性、透气性都好，既吸汗有保暖；但光泽一般，抗皱性差，织物织后整理可有丝质光泽及抗皱性；棉织物穿着舒适，手感柔软；缩水率略小于羊毛。

但抗皱性差，光泽暗淡。

但有时也可通过一些化学处理来改善其性能。

例如：

免烫防皱处理改善其抗皱性差的缺点；丝光处理（处理后即丝光棉）增加其光泽感。

适合做内衣。

麻   

麻纤维是实心棒状的长纤维；麻织物透气、出汗不粘身，有独特的凉爽感，是夏季服装理想的面料；但手感粗糙，有麻节感，极易起皱，悬垂性也差。

适合做夏季衣裳、蚊帐等。

二、动物纤维

蚕丝和羊毛是动物性纤维，主要成分是蛋白质纤维，是角蛋白。

因为不被消化酵素作用，所以无营养价值。

均为空心管状结构。

是由氨基酸小链节组成，除含有C、H、O外，还含有S和N。

蚕丝

纤维细长，由蚕分泌液汁在空气中固化而成。

通常一个蚕茧就是由一根丝缠绕，长达1000～1500米。

它有美丽而明亮的丝光，是高档的服装面料。

丝织物光泽优美华丽，绸身柔软细腻，穿着舒适飘逸，摩擦有独特的丝鸣声；适宜做夏装。

但不耐日晒，易泛黄老化。

蚕丝的主要成分是丝素和丝胶，通常所说的蚕丝蛋白就是指丝素和丝胶。

其实蚕丝中除了丝素、丝胶以外，还含有少量的碳水化合物、蜡、色素和无机物。

羊毛  

纤维短粗，构成羊毛蛋白质的成分和人的头发、指甲中的蛋白质相同。

它由两种组织构成。

一种含硫较多——称为细胞间质蛋白质；另一种含硫较少——叫纤维蛋白。

纤维蛋白在羊毛纤维中排列成一条一条的，而细胞间质蛋白则象竹梯子的横挡那样，把一条一条的纤维角蛋白连接起来，形成一个巨大的皮质细胞，它就是羊毛纤维的骨干和主体。

羊毛纤维表面的皮质细胞是鳞片状的，很象鱼身上的鳞片，覆盖在内层的皮质细胞的外面。

虽然它很小，也很薄，却起着保护内层的细胞的作用。

在鳞片的外面，还有胶和结实的角膜层，使羊毛耐磨、光华、保暖。

羊毛密度小、弹性好、非常耐磨。

毛织物光泽柔和自然，手感柔软、富有弹性，保暖性好，吸湿性最好，穿着舒适；热塑性能比较好，毛料服装经过熨烫以后，可以长时间地保持挺括。

适宜做外衣。

但羊毛易虫蛀、不耐碱，需好好保养。

三．植物纤维和动物纤维的性能差异

植物纤维——棉、麻，容易被酸腐蚀。

因为酸能破坏植物纤维素。

棉、麻遇到碱就不那么服输了。

植物纤维与弱减作用的话，会生成一层丝光物质，大大增强纤维的着色能力；同时，使织物更光滑、柔软又耐折；丝光床单的生产过程中就有用碱处理这一步。

但是，要注意：

棉、麻遇到强碱如：

苛性钠、苛性钾等，也是束手待毙。

动物纤维——丝和毛，对酸的耐受能力比较强，所以化工厂接触腐蚀性酸溶液或蒸气的工人，他们的工作服往往都是毛料的，这不是摆阔气，而是工作需要。

相反，羊毛织成的衣服，对碱的抵抗力较弱，经不起稀碱的腐蚀。

因为羊毛的主要成分是蛋白质，易溶于碱。

如果把羊毛放在不太浓的碱里煮上几分钟。

羊毛

就会自动溶解，一点不剩。

所以不能用碱性较强的洗衣皂洗毛线和羊毛衫，最好用中性的合成洗涤剂如：

丝毛洗洁精等洗涤。

然而，棉织物在碱性溶液中洗涤效果不中性的好，用碱性合成洗涤剂或洗衣皂洗得更干净。

四．棉、麻、丝、毛的鉴别

其鉴别应着眼于组成；棉、麻是植物纤维，和木材的木质纤维素相似，基本链节是C、H、O三种元素组成的葡萄糖。

丝、毛则来自于动物，与人的指甲、肌肉中的蛋白质差不多，由氨基酸小链节组成。

鉴别方法：

采用燃烧法。

棉和麻：

靠近火焰，不缩不熔。

接触火焰，迅速燃烧，火焰桔黄色，有蓝色烟。

离开火焰，继续燃烧。

烧纸气味，灰烬少，呈线状。

灰末细软，呈浅灰色，手触易成粉末。

丝：

靠近火焰，卷缩不熔。

接触火焰，缓慢燃烧。

离开火焰，自行熄灭。

火焰桔黄色，并很小。

烧羽毛或烧毛发的气味（臭味——因为燃烧生成了SO2），黑褐色小球，手触易成粉末状。

毛：

靠近火焰，卷曲不熔。

接触火焰，冒烟燃烧，有气泡。

离开火焰，继续燃烧。

有时自行熄灭，火焰桔黄色。

烧羽毛或烧毛发的气味（臭味——因为燃烧生成了SO2），灰烬多，形成有光泽的不定形的黑色块状物，手触易成灰末状。

§1-2人造纤维

自然界中除了棉、麻适宜做织物的植物纤维外，还存在大量天然的、不宜做织物的纤维素。

如：

木材、棉绒、植物叶秆、竹子、芦苇、甘蔗渣等富含纤维素的物质。

这些物质经过化学处理，能变成可纺织的长纤维——人造纤维。

主要有人造棉、人造毛和人造丝。

一．人造棉

把含木质纤维素（单体为戊糖或木糖C5H10O5）的木材，除去木质素以后，再与CS2及NaOH作用，生成纤维素黄原酸盐，经进一步的处理，就可以得到人造棉。

人造棉主要有：

（1）粘胶纤维

（2）富强纤维

（1）粘胶纤维

以木材、棉短绒、芦苇等含天然纤维素的材料化学材料加工而成。

特点：

具有天然纤维的基本性能，染色性能好，牢度好，织物柔软，比重大，悬垂好，吸湿性好，穿着凉爽，不易产静电、起毛和起球。

（2）富强纤维

将粘胶纤维用合成树脂处理，在整理技术上改进，这些合成树脂就像钩子，在粘胶纤维的分子间挂接，使其排列整齐；干、湿强度都大增，洗涤性能好，不缩水，因而叫富强纤维。

二．人造毛

人造毛分为：

（1）人造羊毛

（2）氰乙基纤维

（1）人造羊毛

将优质的粘胶纤维长丝切短成羊毛的长度（76～102mm），外表酷似羊毛，

但遇水膨胀、变硬，且不耐磨。

（2）氰乙基纤维

使纤维素中的羟基和丙烯腈反应生成。

结构式相当于[纤维素-OCH2-CH2-CN]；这种纤维素非常牢固、耐磨（为普通纤维的4倍）。

三．人造丝

人造丝分为：

（1）普通人造丝

（2）铜氨纤维（3）醋酸纤维

（1）普通人造丝

用粘胶纤维中的长丝纺成的。

特点与棉布相同，可做衬衫、窗帘。

湿时不结实，洗涤易变形。

（2）铜氨纤维

将Cu（OH）2溶于浓NH3·H2O中，得到铜氨溶液，加入木质纤维，使其溶解制成纺丝液，在酸液中喷丝，专用于人造丝的制备，质地比粘胶纤维好。

（3）醋酸纤维（乙酸纤维）

将纤维与乙酸在H2SO4催化下反应，此时纤维中的羟基在乙酸酐的作用下，生成乙酸纤维酯[C6H7O2（OCOCH3）]n聚合物。

乙酸纤维不溶于丙酮。

但在它部分水解后，就可以溶于丙酮中。

将这个丙酮液压过小孔，通过热空气使溶剂蒸发，即得丝状纤维素。

乙酸纤维不能燃烧，是优质的人造丝。

织品特点：

轻盈柔软，穿着轻便舒适，有良好的弹性和弹性回复性能，但强度较差，不如粘胶纤维织品结实耐穿。

所以经常用它织成被面。

§1-3合成纤维——人类的奇迹

1．合成纤维的发现

虽然大自然馈赠给我们棉、麻、丝、毛做衣裳，可是人们不满足于此。

随着化学工业的发展，人们一直想从一些最简单的，同时也是最丰富易得的物质中制取品种既多，性能又好的纤维——合成纤维。

人们为此作了极大的努力，并取得了巨大的成功。

同时还诞生了一门新型学科——高分子合成化学。

合成纤维的出现不是偶然的。

它是三百多年前（1664年）英国学者胡克首先提出的。

胡克对“八卦飞将军”——蜘蛛产生了浓厚的兴趣。

他经常从早