化学与生活-故事.ppt

化 学 与 生 活 钻石失窃前后 在18世纪的时候，欧洲某镇发生过这样一件事： 珠宝商考尔太太收藏着一颗罕见的钻石，逢人自夸，作为 招揽生意的法宝。 一天，三位绅士查尔、艾伦和贝洛慕名来访。考尔太 太把三人迎进珍藏室，主人边介绍，边打开珍宝箱，那闪闪发 亮的钻石，使来客们赞不绝口。随后，主人合上珠宝箱，用一 张涂满浆糊的白色封条封好，然后邀请绅士们到客厅叙谈。 言谈间，考尔太太发现三人的右手指都有点小毛病，查尔 的食指稍有发炎，艾伦的拇指曾被毒虫咬过，贝洛的拇指则被 划破。看来，三位绅士来访前都用不同的家庭常用药水抹过。 宾主谈兴正浓，考尔的故友化学家海 威来访。经介绍，海 威跟三位绅士一一握手寒暄。 叙谈的气氛是热烈的。尽管三位绅士 先后离席外出小便， 但回到客厅，依旧是谈笑风生。 钻石失窃前后 随后，考尔太太陪同海威博士前往珍宝室参观，当她撕下 湿漉漉的白色封条，打开箱盖的时候，突然发现钻石不见了。 她只喊了声“上帝”就昏过去了。沉着、机灵的海威唤醒主人， 问明经过，安慰她说：“别急！事情总会水落石出的。” 海威扶着考尔太太来到客厅，把钻石失踪的事向三位绅士 说明，然后风趣地说：“尊敬的先生们，这调皮的钻石，不会 飞到你们的手里吧？”三位绅士耸耸肩，双手一摊，异口同声 地说：“我的上帝！这绝不可能！” 海威那锐利的目光从三人的手掌上一扫而过，然后指着艾 伦说：“盗窃钻石的就是你！” 亲爱的朋友，海威是根据什么判明是艾伦偷走钻石的呢？ 钻石失窃前后 因为海威刚到客厅，同三人握手的时候，发现这三人的手 指上涂有不同颜色的药水。根据一般的知识可知，查尔的食指 因稍有发炎，涂的应该是紫药水；艾伦的拇指是毒虫咬肿后不 久，因此涂的是碘酒，手指呈黄色；贝尔的拇指被划破，擦的 是红药水。当考尔太太在打开箱盖的前，撕下的是湿漉漉的白 色封条，说明封条上的浆糊未干。假如是查尔或贝洛两人启、 贴封条，纸条上必然会留下紫色或红色的痕迹。然而只有当涂 过碘酒的手指与浆糊接触时，碘酒中的碘便会和浆糊中的淀粉 反应，是原来的黄色变成蓝黑色。所以，海威见到艾伦的手， 便作出判定。 鱼池案件的凶手 1983年7月20日，沿海某城市鱼品加工厂的工人 为了迎接秋季渔汛的到来，正在抓紧消除咸鱼池里 的污泥浊水。谁曾想到，正当大家干得热火朝天的 时候，一个看不见的恶魔正悄悄地降临：在水池里 工作的工人突然感到一阵头晕、胸闷，有的人抱住 头直喊头疼，紧接着有人出现了休克、昏迷。尽管 有关部门火速组织医务人员全力抢救，结果还是有 4名工人因抢救无效而死亡，还有10多名工人严重 中毒。此案经公安局聘请科化学传感器侦察，终于 把鱼池案件的凶手抓了 出来： 它就是硫化氢。科研人员还对该厂的其余70 多个鱼池进行了全面检查，又找出了3个危池， 消除了隐患。 请问凶手是谁 ？ 硫化氢从什么地方而来？ 鱼池案件的凶手 原来，水池里的烂鱼死虾体内含有硫化物，在多种 厌氧微生物的长期作用下发生分解，释放出硫化氢气体 。硫化氢气体密度稍大于空气，不易扩散，有臭鸡蛋气 味，是一种极毒的气体。 硫化氢的毒性在于它能抑制人体中某些酶的活性， 尤其容易和氧化型细胞色素氧化酶中的Fe3+结合，是氧 化酶失去活性，引起呼吸障碍，并牵连到对氧不可缺少 的中枢神经系统，导致神经细胞兴奋性降低，内窒息作 用加剧，从而中毒。中毒者轻者会引起头痛、眩晕，重 者会出现惊厥、昏迷不醒等症状，甚至当场发生“触电” 似的猝死。 工人们为什么没有发现毒气的存在呢 ？ 鱼池案件的凶手 这是因为在一般情况下，人对硫化氢的嗅觉灵敏度 是0.0120.03毫克/米3，当空气中硫化氢的浓度达到 1.4毫克/米3时，可闻到明显的臭鸡蛋气味。物极必反 ，硫化氢在空气中达11毫克/米3以上时，人的嗅觉神经 被麻痹，反而觉察不到硫化氢的特殊臭味。鱼品加工厂 的惨案正是因为工人搅动了水池里的污水，使溶解在污 水中的硫化氢气体大量外逸，才引起中毒的。 所以，平时我们在下水道、粪坑等处工作时，可不 能仅根据书上讲的“臭鸡蛋气味”的有无来判断硫化氢是 否存在，以免发生不测！ 自杀还是他杀？ 1959年11月，日本一位居住在富山县神通 川岸边的青年女工自杀了！她的名字叫中村 高子。她死后已经整整一年了，可警察仍怀 疑她并不是自杀，根据当时的验尸报告，认 为中村高子是中毒死亡，于是棺材被重新打 开，并请医学专家一起检验。当警察再次看 到中村高子时，少女身上竟有70余处骨折裂 ！是自杀、谋杀？还是但可想而知，她 死前一定十分痛苦。 经检验还发现，中村高子的肾脏内聚集有 22400毫克的镉！而镉在肾脏内聚集，可造成 钙和磷的大量损失，最后造成骨质疏松与骨 质软化。镉，正是杀死姑娘的凶手！它使姑 娘的骨头变得非常脆弱，即使她轻微咳嗽一 下，都会因振动而使她的胸骨断裂，由于无 法仍受长期病痛的折磨被迫自杀了！ 那么镉是怎样钻进少女体内的呢 ？ 日本医学界从事综合临床、病理、流 行病学、动物实验和分析化学的人员经 过长期研究后发现，“骨痛病”正是由于 神通川上游的神冈矿山废水引起的镉（ Cd）中毒。 自杀还是他杀？ 原来少女是炼锌厂的女工，在锌矿中夹杂有镉的化合物， 长期处在被镉污染的的环境中工作，造成了镉在姑娘体内 的大量积累，使她难以仍受镉中毒的极度痛苦。 严重的是这样患病的人还有很多，病症表现为腰、 手、脚等关节疼痛。病症持续几年后，患者全身各部位会 发生神经痛、骨痛现象，行动困难，甚至呼吸都会带来难 以忍受的痛苦。到了患病后期，患者骨骼软化、萎缩，四 肢弯曲，脊柱变形，骨质松脆，有的成人竟缩成了32cm的 小人。这种病由此得名为“骨癌病”或“痛痛病” 。据统计 ，富山县350个镉中毒的人短期内就有119人死亡。 镉是重金属，是对人体有害的物质。人体 中的镉主要是由于被污染的水、食物、空气 通过消化道与呼吸道摄入体内的，大量积蓄 就会造成镉中毒。神冈的矿产企业长期将没 有处理的废水排放注入神通川，致使高浓度 的含镉废水污染了水源。用这种含镉的水浇 灌农田，稻秧生长不良，生产出来的稻米成 为“镉米”。“镉米”和“镉水”把神通川两岸的 人们带进了“骨痛病”的阴霾中。 自杀还是他杀？ 1961年，富山县成立了“富山县地方特 殊病对策委员会”，开始了国家级的调 查研究。1967年研究小组发表联合报告 ，表明“骨痛病”主要是由于重金属尤其 是镉中毒引起的。1968年开始，患者及 其家属对金属矿业公司提出民事诉讼， 1971年审判原告胜诉。被告不服上诉， 1972年再次判决原告胜诉。 世界八大著名公害事件 （1）比利时马斯河谷事件 （2）美国落衫叽烟雾事件 （3）美国多诺拉事件 （4）英国伦敦烟雾事件 （5）日本水俣病事件 （6）日本四日市废气事件 （7）日本的爱知糠油事件 （8）日本富山的痛痛病事件 比利时马斯河谷烟雾事件 马斯河谷是比利时境内马斯河旁一段长24公里的河谷 地段。这一段中部低洼，两侧有百米的高山对峙，使河谷 地带处于狭长的盆地之中。马斯河谷地区是一个重要的工 业区，建有3个炼油厂、3个金属冶炼厂、4个玻璃厂和3个 炼锌厂，还有电力、硫酸、化肥厂和石灰窑炉。 1930年12月1日15日，整个比利时大雾笼罩，气候 反常。由于特殊的地理位置，马斯河谷上空出现了很强的 逆温层。在这种逆温层和大雾的作用下，马斯河谷工业区 内13个工厂排放的大量烟雾弥漫在河谷上空无法扩散，有 害气体在大气层中越积越厚。第3天开始，在二氧化硫（ SO2）和其他几种有害气体以及粉尘污染的综合作用下， 河谷工业区有上千人发生呼吸道疾病，症状表现为胸疼、 咳嗽、流泪、咽痛、声嘶、恶心、呕吐、呼吸困难等。一 个星期内就有60多人死亡，是同期正常死亡人数的10多倍 美国洛杉矶光化学烟雾污染事件 美国西南海岸的洛杉矶，西面临海，三面环山。 早期金矿、石油和运河的开发，加之得天独厚的地 理位置，使它很快成为了一个商业、旅游业都很发 达的港口城市。然而从上世纪40年代初开始，每年 从夏季至早秋，只要是晴朗的日子，城市上空就会 出现一种弥漫天空的浅蓝色烟雾。这种烟雾使人眼 睛发红，咽喉疼痛，呼吸憋闷、头昏、头痛。这就 是著名的洛杉矶光化学烟雾污染事件。光化学烟雾 是由于汽车尾气和工业废气排放造成的，一般发生 在湿度低、气温在24-32的夏季晴天的中午或 午后。汽车尾气中的碳氢化合物和二氧化氮被排放 到大气中后，在强烈阳光紫外线照射下，发生光化 学反应，其产物为含剧毒的光化学烟雾。 1948年10月26至31日，持续的雾天使多诺拉镇看上 去格外昏暗。气候潮湿寒冷，一丝风都没有，在这 种死风状态下，工厂的烟囱却没有停止排放，就像 要冲破凝住了的大气层一样，不停地喷吐着烟雾。 两天过去了，天气没有变化，但烟雾越来越厚重， 工厂排出的大量烟雾被封闭在山谷中。空气中散发 着刺鼻的二氧化硫（SO2）气味，令人作呕。空气 能见度极低，除了烟囱之外，工厂都消失在烟雾中 。随之而来的是小镇中6000人突然发病，症状为眼 病、咽喉痛、流鼻涕、咳嗽、头痛、四肢乏倦、胸 闷、呕吐、腹泻等，其中有20人很快死亡。多诺拉 烟雾事件发生的主要原因，是由于小镇上的工厂排 放的含有二氧化硫等有毒有害物质的气体及金属微 粒在气候反常的情况下聚集在山谷中积存不散 英国伦敦烟雾事件 危害：4天死亡4000多人 两个月后8000多人陆续丧生 事件：1952年12月5日8日，地处泰晤士河河 谷地带的伦敦城市上空处于高压中心，一连几日无 风，风速表读数为零。大雾笼罩着伦敦城，又值城 市冬季大量燃煤，排放的煤烟粉尘在无风状态下蓄 积不散，烟和湿气积聚在大气层中，致使城市上空 连续四五天烟雾弥漫，能见度极低。 原因：是冬季取暖燃煤和工业排放的烟雾在逆 温层天气下的不断积累发酵。直到上世纪70年代后 ，伦敦市内改用煤气和电力，并把火电站迁出城外 ，使城市大气污染程度降低了80%，才摘掉了“雾 都”的帽子。 1956年，水俣湾附近发现了一种奇怪的病。这种病 症最初出现在猫身上，被称为“猫舞蹈症”。病猫步 态不稳，抽搐、麻痹，甚至跳海死去，被称为“自 杀猫”。随后不久，此地也发现了患这种病症的人 。患者由于脑中枢神经和末梢神经被侵害，轻者口 齿不清、步履蹒跚、面部痴呆、手足麻痹、感觉障 碍、视觉丧失、震颤、手足变形，重者神经失常， 或酣睡，或兴奋，身体弯弓高叫，直至死亡。当时 这种病由于病因不明而被叫做“怪病”。这种“怪病” 就是日后轰动世界的“水俣病”，是最早出现的由于 工业废水排放污染造成的公害病。“水俣病”的罪魁 祸首是氮（N）生产企业使用含汞（Hg）的催化剂 转化成甲基汞（CH3HgCl）所致。该剧毒物质只要 有挖耳勺的一半大小就可以致人于死命 四日市废气事件： 从1959年开始，四日市大气含二氧化硫浓 度超过标准五六倍，大气中烟雾厚达500米， 其中漂浮着多种有毒有害气体和金属粉尘。 很多人出现头疼、咽喉疼、眼睛疼、呕吐等 症状，患哮喘病的人剧增。1964年，四日市 烟雾不散，致使一些哮喘病患者在痛苦中死 去。1967年，又有一些哮喘病患者因不堪忍 受疾病的折磨而自杀。到1979年10月底，四 日市确认患有大气污染性疾病的患者人数为 775491人。所以人们把这种病统称为“四日市 哮喘病”。 1968爱知县一个食用油厂在生产米糠油时 ，因管理不善，操作失误，致使米糠油中混 入了在脱臭工艺中使用的热载 体多氯联 苯， 造成食物油污染。被污染了的米糠油中的黑 油用去做鸡饲 料，造成了九州、四国等地区 的几十万只鸡中毒死亡的事件。随后九州大 学附属医院陆续发现 了因食用被多氯联 苯 污染的食物而得病的人。病人初期症状是皮 疹、指甲发黑、皮肤色素沉着、眼结膜充血 ，后期症状转为 肝功能下降、全身肌肉疼痛 等，重者会发生急性肝坏死、肝昏迷，以至 死亡。1978年，确诊患者人数累计达1684 人。 “龙王泉”的传说 在巍峨苍翠的鹿鸣山腰， 有个小村子叫龙王泉。很早 以前，这里只有几户狩猎为 生的人家定居，由于偏僻闭 塞，外面很少有人对它问津 ， 只不过影影绰绰知道它的存 在，因而给它取名叫旮旯村 。 有一天，这个村庄突然 沸腾了，崎岖的山路上急匆 匆奔走着前来看“稀罕”的 人们。旮旯村究竟发生了什 么令人诧异的事情的呢？ 原来是这么回事。村里有位唐老汉，曾把家里一只破罐随手 扔到村边的小溪里。可是几年之后，一个晴朗的中午，太阳照 在淙淙流淌的溪水，老汉信步走到溪边，掬一捧清凉的泉水抹 一把脸，当他转身正欲回转的时候，突然，一道从水中反射出 的赭光，引起了他的注意。他再度定睛察看，只见一只隐约可 辨的暗红色罐儿静立在水中。“这不是我扔掉的破铁罐吗？怎么 变样了啊？”老汉好生纳闷。这时，邻居杨公公路过，看见唐老 汉在发愣，问明根由后跳进溪水捞起那个铁罐。果真灰褐色的 锈铁罐此时竟变成了紫红色的“铜”罐儿。 很快，这件事传遍了旮旯村方圆百里内外，而且越传越神， 开始说唐老汉把铁罐放进溪水中，一夜间变成了铜罐；继而又 说：龙王爷给旮旯村送来神水，能使铁变金。于是，来看神水 、看“金”罐的人群结队。在这期间竟又发生了一件怪事。 “龙王泉”的传说 “龙王泉”的传说 远路来的人，一路风尘仆仆，少不了要 用清澈心肌的泉水洗上一洗。其中一位老汉 ，患眼疾多年，视力模糊，他用溪水洗了几 次眼、脸之后，顿然觉得视物轻松了很多。 于是，老汉把水带回家洗，每洗几天就觉得 眼疾有所减轻。水用完了，就叫儿孙来取， 几个月以后，老汉的眼疾竟全好了。这件事 又被添枝加叶地传开了，说龙王泉的水不仅 能变铁为金，还能医治百病。久而久之，“龙 王泉”的名声越来越响了。 “龙王泉”的传说 谜底： 之一：山石中渗出的泉水含有可溶性铜盐 （即含有Cu2+），它能与铁发生置换反应 ，在铁器上镀一层铜 之二：含有重金属可溶性盐的水，能医治眼病 ，现在已成为普通医学常识，眼药水中常配有 硫酸锌、硫酸铜之类。 醋酸巧反应 蛋里藏情报 醋酸又名乙酸，是无色有强烈刺激性气味的液体。易溶于 水和酒精，具有酸的通性。乙酸是人类最早使用的一种酸，可 用来调味，在工业上也有广泛的用途，是一种重要的化工原料 ，还可用于生产医药、农药。在战争年代，醋酸还为传送情报 作过贡献。 第一次世界大战中，索姆河前线德法交界处法军哨兵林立 ，对过往行人严加盘查。一天，有位跨篮子的德国农妇在国边 界时受到盘查。篮内都是鸡蛋，毫无可疑之处。一位年轻好动 的哨兵顺手抓起一个鸡蛋无意识地向空中抛去，又把它接住， 此时那位农夫立即变得情绪紧张，这引起了哨兵长的怀疑，鸡 蛋被打开了，只见蛋清上布满了字迹和符号。 原来，这是英军的详细布防图，上面还注有各师旅的番号。 醋酸巧反应 蛋里藏情报 这个方法是德国的一位化学家给情报人员提供的，其做法简 单：用醋酸在蛋壳上写字，等醋酸干了以后，无任何痕迹。但将 鸡蛋煮熟，字迹便会奇迹般地透过蛋壳印在蛋清上。 为什么化学家能巧出主意，蛋里藏机密呢？ 这主要是醋酸与其他物质反应的结果。鸡蛋壳的主要成分是 碳酸钙，醋酸的酸性比碳酸强，用醋酸写字时，醋酸与鸡蛋壳中 碳酸钙反应，生成醋酸钙，然后醋酸渗入蛋壳，与鸡蛋清发生反 应。鸡蛋清是可溶性的蛋白质，它不很稳定，渗入的醋酸与鸡蛋 清发生反应，在蛋清上留下特殊的痕迹，待煮熟后就会清晰可认 的字迹来。 每当盛夏的夜晚，经常有蚊虫，叮在人身上吸血。 有人进行实验观察，蚊子每次从人体中吸取的血的重量 ，可能超过它本身重量的几倍。人被它吸走一点血关系 不大，最主要的它在吸血时将像针一样的吸管刺入皮肤 中，分泌一种有毒的物质，使皮肤局部松弛、麻痹，以 便于吸血。等吸完血飞走以后，这种有毒的物质开始发 挥作用，在叮咬处发痒、红肿，干扰休息。经研究证实 ，这种有毒物质的主要成分是甲酸（HCOOH）。由于蚂 蚁体内也含有这种物质，所以又名蚁酸，是最简单的有 机酸。除蚊子、蚂蚁外，跳蚤、蜜蜂及某些毛虫的分泌 物中也含有甲酸。 蚊虫叮咬怎么办 ？ 当皮肤被蚊虫叮咬后，应立即用手紧紧捏住 叮咬处，以防止甲酸扩大侵蚀面。同时，用脱脂 棉蘸稀氨水在叮咬处涂擦。因为氨水具有弱碱性 ，当氨水侵入皮肤内，就与甲酸发生中和反应， 生成的甲酸铵对皮肤无刺激作用，痒便止住了。 需要注意的是浓氨水