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厨房里的化学洪儒古希腊的亚里士多德崇尚“万物皆数”，而我们现在的世界是“万事皆物”。我们生活在一个物质的世界里，而在我们日常生活中，即使是每天都要“光临”的厨房，都有很大可研究的价值。下面我们来探究一下厨房中常见的化学物质。无机物食盐食盐（table salt），主要化学成份氯化钠（化学式NaCl）在食盐中含量为99%，部份地区所出品的食盐加入氯化钾以降低氯化钠的含量以降低高血压发生率。同时世界大部分地区的食盐都通过添加碘来预防碘缺乏病，添加了碘的食盐叫做碘盐。所以食盐和氯化钠并不等同。 制备由海水(平均含2.4%氯化钠)引入盐田，经日晒干燥，浓缩结晶，制得粗品。亦可将海水，经蒸汽加温，砂滤器过滤，用离子交换膜电渗析法进行浓缩，得到盐水(含氯化钠160180g/L)经蒸发析出盐卤石膏，离心分离，制得的氯化钠95%以上(水分2%)再经干燥可制得食盐(table salt)。还可用岩盐、盐湖盐水为原料，经日晒干燥，制得原盐。用地下盐水和井盐为原料时，通过三效或四效蒸发浓缩，析出结晶，离心分离制得。添加剂：1、 碘：碘是甲状腺激素的重要成分，食用加碘盐可以预防甲状腺肿大2、 钙：长期食用加钙盐，可预防儿童佝偻病和老年人骨质疏松的问题3、 锌：锌是“生命之花”能促进机体免疫功能和生长发育，增强食欲4、 硒：硒强化盐,会让人体在食用中摄入“抗癌之王”，硒元素能清除体内自由基，增强人体免疫力。性质（NaCl）物理性质：无色透明的立方晶体，粉末为白色，味咸，易溶于水，硬度密度较大.具有引湿性晶体类型：离子晶体溶解性：易溶于水，极微溶于乙醇，NaCl分散在酒精中可以形成胶体.，其水中溶解度因盐酸存在而减少，几乎不溶于浓盐酸。化学性质：1.制取金属钠：2NaCl(熔融)=电解=2Na+Cl2 2.电解饱和食盐水：2NaCl + 2H2O =电解= H2 + Cl2 + 2NaOH3.和硝酸银反应：NaCl + AgNO3=NaNO3 + AgCl4.氯化钠固体中加入浓硫酸：2NaCl+H2SO4(浓)=加热=2HCl+Na2SO4NaCl+H2SO4(浓)=微热=HCl+NaHSO4中学阶段的应用1.在二氧化锰与浓盐酸共热制氯气的反应中（其他制氯气的反应也可），氯气的收集用饱和氯化钠溶液。氯气难溶于饱和食盐水，因此更有利于收集氯气。相关反应：MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2+2H2O。2.在电石（CaC2)与水反应中，两者反应太过剧烈制得的乙炔不易收集，因此多用氯化钠溶液代替水以降低其反应速率。相关反应：CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2。3.在侯氏制碱法中反应物之一为饱和氯化钠溶液。相关反应：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl（此处的NaHCO3因形成过饱和溶液而有晶体析出）。4.氯碱工业中原料就是精制氯化钠溶液。相关反应：2NaCl+2H2O=电解=2NaOH+Cl2+H2。5.将体积比为4:1的氯气和甲烷混合气体倒扣于成有饱和食盐水的水槽中，光照使其发生取代反应。相关现象有：量筒壁上出现油状液滴；量筒内液面上升；气体颜色变浅；有晶体（氯化钠）析出。有机物白砂糖白砂糖主要成分是蔗糖，分子式为C12H22O11性质物理性质：白色有甜味的固体。溶解性：极易溶于水、苯胺、氮苯、乙酸乙酯、酒精与水的混合物。不溶于汽油、石油、无水酒精、CHCl3、CCl4水中的溶解度： 每克水可以溶解 2.1 g蔗糖即溶解度为210g（25). 是一种高溶解度的糖类。熔点： 186化学性质：我们学过还原糖可以与Cu（OH）2发生反应生成砖红色的氧化亚铜沉淀，那是因为还原性糖中含有醛基（右图），可以与弱氧化剂发生反应，但是蔗糖却不行，因为蔗糖分子中不含醛基。蔗糖是二糖，水解产物为葡萄糖和果糖C12H22O11+H2OC6H12O6（葡萄糖）+C6H12O6（果糖）葡萄糖、果糖 葡萄糖和果糖的分子式都是C6H12O6，它们是同分异构体。但是它们的性质和结构却不同葡萄糖结构简式是CH2OH(CHOH)4CHO或CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO，是一种多羟基醛，是典型的还原糖。它可以与新制氢氧化铜悬浊液发生反应，可以使酸性KMnO4溶液褪色。反应方程式：CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2-加热-CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O+2H2O葡萄糖分子中的醛基被氧化成为羧基，而转化为羧酸。果糖的结构简式是CH2OH(CHOH)3COCH2OH，是一种多羟基酮，不是还原糖，所以不能与氢氧化铜悬浊液发生反应。食醋食醋的酸味有效成分是乙酸，俗名醋酸，分子式为CH3COOH，是一种一元羧酸，主要是因为羧基可以电离出氢离子，不过酸性较弱。性质乙酸（acetic acid）分子（右图）中含有两个碳原子的饱和羧酸，是烃的重要含氧衍生物。官能团为羧基。因是食醋的主要成分，又称醋酸。例如在水果或植物油中主要以其化合物酯的形式存在；在动物的组织内、排泄物和血液中以游离酸的形式存在。普通食醋中含有3%5%的乙酸。乙酸是无色液体 ，有强烈刺激性气味。熔点16 .6，沸点117 .9，相对密度1.0492(20/4）密度比水大。纯乙酸在16.6以下时能结成冰状的固体，所以常称为冰醋酸。易溶于水、乙醇、乙醚和四氯化碳。制备通过生物课的学习我们知道，酵母菌能够使葡萄糖转化为酒精，但是用这种方法酿出来的就经常会变酸。这是醋酸杆菌“惹的祸”。而发现醋酸杆菌的这个性质之后，这就成为了人们制取醋的最初方法。每个民族在酿酒的时候，不可避免的会发现醋它是这些酒精饮料暴露于空气后的自然产物。如中国就有杜康的儿子黑塔因酿酒时间过长得到醋的说法。在氧气充足的情况下，醋酸杆菌能够从含有酒精的食物中生产出乙酸。通常使用的是苹果酒或葡萄酒混合谷物、麦芽、米或马铃薯捣碎后发酵。有这些细菌达到的化学方程式为：C2H5OH+O2CH3COOH+H2O做法是将醋菌属的细菌接种于稀释后的酒精溶液并保持一定温度，放置于一个通风的位置，在几个月内就能够变为醋。上述的方法是有氧发酵，其实我们知道，有一部分细菌是可以在无氧的条件下直接将糖转化为乙酸的。比如部分厌氧细菌，包括梭菌属的部分成员，能够将糖类直接转化为乙酸而不需要乙醇作为中间体。总体反应方程式如下：C6H12O6 3CH3COOH无氧条件下，许多细菌能够从仅含单碳的化合物中生产乙酸，例如甲醇，一氧化碳或二氧化碳与氢气的混和物。2CO2+4H2CH3COOH+2H2O2CO+2H2CH3COOH应用醋酸既然是酸，那么它就具有酸的通性。我们家里常用的烧水的水壶，用时间长了就会有一层水垢，这是因为自来水和井水、泉水一样都是硬水，含有较多的可溶性钙、镁盐类和矿物质。水烧开后，一部分水蒸发了，本来不好溶解的硫酸钙沉淀下来。原来溶解的碳酸氢钙和碳酸氢镁，在沸腾的水里分解，放出二氧化碳，变成难溶解的碳酸钙和氢氧化镁也沉淀下来，有时也会生成碳酸镁。这样就形成了水垢。（用硬水洗衣服时，水里的钙镁离子和肥皂结合，生成了脂肪酸钙和脂肪酸镁的絮状沉淀，这就是“豆腐渣”的来历。）而面对这些水垢，家里常见的食醋，就起到大作用了。在水壶里倒些食醋，在火上温热一下，只见水垢上放出密密麻麻的小气泡，水垢便粉碎了。加热是起到催化作用，有机物的反应通常速率较低。不同浓度的醋酸溶液可以治疗不同的皮肤病，比如甲癣、手足癣、疣等。我国推荐用铁锅炒菜，那是因为在炒菜时在热催化下醋会与铁反应生成醋酸亚铁，起到补铁的作用。Fe+2CH3COOH=Fe(CH3COO)2+H2煮鱼时，鱼的腥味是我们比较讨厌也是重点解决的几个问题之一。鱼腥主要来自蛋白质的代谢和腐败产生的胺类物质如三甲胺。三甲胺含量越高，鱼腥味就越浓。去除腥味主要是用黄酒、醋和姜、蒜等调味品。黄酒中含有15%20%的乙醇，乙醇可以渗入鱼的表面组织，使鱼表面粘有的三甲胺溶解，而乙醇的沸点低，蒸发后把三甲胺带出，醋的作用是使鱼骨软化，并且与乙醇反应生成微量的乙酸乙酯，使烧出来的鱼带有香味。（CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O）姜是醇与酮的合成体，这两种物质都有很好的除腥的作用。乙酸其实还在颜料工业上有重要作用。乙酸在化学中的运用可以追溯到很古老的年代。在公元前3世纪，希腊哲学家泰奥弗拉斯托斯详细描述了乙酸是如何与金属发生反应生成美术上要用的颜料的，包括白铅（碳酸铅）、铜绿（铜盐的混合物包括乙酸铜）。燃料甲烷甲烷是最简单的有机物，别名：天然气，沼气。也是含碳量最小（含氢量最大）的烃，是沼气，天然气，瓦斯，坑道气和油田气的主要成分，分子式CH4，结构如右图。性质甲烷是无色、无味的气体。甲烷对空气的重量比是0.54，比空气约轻一半。甲烷溶解度很小，在20、0.1千帕时，100单位体积的水，能溶解3个单位体积的甲烷。同时甲烷燃烧产生明亮的淡蓝色火焰。点燃纯净的甲烷，在火焰的上方罩一个干燥的烧杯，很快就可以看到有水蒸气在烧杯壁上凝结。倒转烧杯，加入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊。说明甲烷燃烧生成水和二氧化碳。把甲烷气体收集在高玻 璃筒内，直立在桌上，移去玻璃片，迅速把放有燃烧着的蜡烛的燃烧匙伸入筒内，烛火立即熄灭，但瓶口有甲烷在燃烧，发出淡蓝色的火焰。这说明甲烷可以在空气里安静地燃烧，但不助燃。化学反应在氧气与甲烷比不同时，生成物也不同。CH4+2O2=点燃=CO2+2H2O2CH4+3O2=点燃=2CO+4H2O（不完全燃烧）CH4+O2=（点燃）=C+2H2O（极不完全燃烧）甲烷还可以和活泼非金属单质反应CH4+2Cl2=点燃=C+4HCl高温裂解在隔绝空气并加热至1000的条件下，甲烷分解生成炭黑和氢气CH4=高温=C+2H2取代反应（有机化合物受到某类试剂的进攻，致使分子中一个基（或原子）被这个试剂所取代的反应。）把一个大试管分成五等分，或用一支有刻度的量气管，用排饱和食盐水法先收集1/5体积的甲烷，再收集4/5体积的氯气，把它固定在铁架台的铁夹上，并让管口浸没的食盐水里。然后让装置受漫射光照射。在阳光好的日子，约半小时后可以看到试管内氯气的黄绿色逐渐变淡，管壁上出现油状物，这是甲烷和氯气反应的所生成的一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳（或四氯甲烷）和少量的乙烷的混合物。试管中液面上升，这是反应中生成的氯化氢溶于水的缘故。食盐水中白色晶体析出。因为氯化氢极易溶于水，溶于水后增加了水中氯离子的浓度，使氯化钠晶体析出。CH4+Cl2（光照）CH3Cl（气体）+HCl 此时，无明显反应现象。CH3Cl+Cl2（光照）CH2Cl2（油状物）+HCl 此时，现象为试管壁上出现油状小液滴。CH2Cl2+Cl2（光照）CHCl3（油状物）+HCl 此时，现象为试管内有白雾出现。CHCl3+Cl2（光照）CCl4（油状物）+HCl 此时，现象为黄绿色气体逐渐变无色。最后生成的HCl最多实验室制法无水醋酸钠（CH3COONa）和碱石灰（NaOH和CaO做干燥剂）反应方程式：CH3COONa+NaOH=Na2CO3+CH4收集：排水法或向下排空气法 常见果蔬变色 一些常见的果蔬比如说香蕉、苹果、梨、茄子、马铃薯等果蔬在被碰伤、切开或遭遇病害时，容易发生褐变。就切割水果、蔬菜而言，主要的质量问题是褐变，褐变造成外观极差。褐变现象不仅存在于果蔬，也普遍存在于许多食品中。一般情况下褐变反应有酶促褐变和非酶促褐变等两种。 （1） 酶促褐变在氧化酶催化下的多酚类氧化和抗坏血酸氧化下果蔬的褐变。褐变发生必须同时有多酚类物质、多酚氧化酶和氧气。要阻止酶促褐变的发生，就必须对以上3种物质进行适当控制。 主要是多酚氧化酶可催化酚的氧化反应。 （2）非酶促褐变即不需要酶的褐变，如羰氨反应、抗坏血酸氧化、脱镁叶绿素褐变等非酶促褐变，其褐变过程要比酶促褐变过程复杂得多。羰氨反应。它是胺、氨基酸以及蛋白质与糖、醛、酮类之间的反应。羰基化合物单独存在时，也有可能发生褐变，而与氨基酸、蛋白质共存时，更有促进作用。褐变的反应速度，与参与反应的糖和氨基化合物结构、水的存在（基质浓度）、温度、pH值有关。抗坏血酸氧化褐变。因植物体内含有抗坏血酸氧化酶，当果蔬组织破坏，又与空气接触时，能使抗坏血酸迅速被破坏。而且抗坏血酸本身即可被氧化而造成褐变。叶绿素脱镁褐变。绿色蔬菜在加热处理时，与叶绿素共存的蛋白质受热凝固，使叶绿素游离于植物体中，叶绿素转变为脱镁叶绿素，使之失去鲜绿色而显呈褐色。这种情况在煲汤的时候经常出现，有的绿色蔬菜在煮的时间长、次数多了以后会出现。 肥皂的制备肥皂的主要成分是高级脂肪酸盐（钠盐或钾盐）。高级脂肪酸盐可通过油脂在碱性条件下水解制得，所以油脂在碱性条件下的水解反应又称皂化反应。 高级脂肪酸甘油酯 高级脂肪酸钠 甘油其中的C17H