高中物質化0學(上冊).ppt

1、第2章 自然界的物質,第4章 能源與化學,第3章 物質的形成與變化,第5章 生活與化學,第1章化學的世界,離開,第 5 章 生活與化學 目 錄,5-1 生活中的物質 高分子物質 5-2 食品與化學 基本營養素-醣類 單醣 雙醣(例題5-1) 多醣(進階例題1) 蛋白質(例題5-2) 茶與咖啡 5-3衣料與化學 常見的衣料(1)(例題5-3) 常見的衣料(2) 肥皂 清潔劑與添加劑 利用化學原理清洗衣物【補充】(例題5-4、進階例題2),5-4 材料與化學 塑膠材料 陶瓷、磚瓦、水泥 玻璃(進階例題3) 5-5 藥物與化學 胃藥(例題5-5、進階例題4) 止痛劑 消炎劑 香煙、大麻、安非他命及海

2、洛因 (進階例題5),回頁首,高分子物質,1. 蛋白質：由胺基酸所組成。 2. 澱粉：由葡萄糖所組成 3. 土壤：由鋁矽酸鹽聚合而成。,高分子化合物(聚合物)：通常以重覆出現的小單元結構經化學鍵重覆連結所形成的巨大分子。例如：,化學與生活息息相關,基本營養素醣類,醣的分類：可分為單醣、雙醣及多醣類,醣類的化學成分：又稱碳水化合物(Cn(H2O)m)，可將濃硫酸與蔗糖脫水成黑色的碳渣而得其名稱，是由具有許多羥基(-OH)組合的有機化合物。,醣類物質：含米飯、麵食、蕃薯、馬鈴薯、蔬菜及糖等。,單醣,果糖：,2.過多的葡萄糖會經由複雜的化學變化轉變成脂肪，因而造成肥胖。,1.存在於水果、蔬菜、蜂蜜、

3、糖漿及血液中。經由人體代謝氧化並釋出能量。,葡萄糖：,2.存在於大部分的水果中。在人體內，攝取的果糖會藉由酵素的作用轉變成葡萄糖，再進入生理的代謝。,1.自然界醣類中已知最甜的一種，比蔗糖還要甜，因此使用果糖可降低熱量的攝取。,不能被水分解的最簡單的醣類化合物，化學式為C6H12O6或(CH2O)6， 依其化學結構的不同，有葡萄糖、果糖等。,雙醣,蔗糖：由葡萄糖及果糖結合形成,麥芽糖：由兩個葡萄糖分子形成 ，其逆反應式可視為雙醣水解成 兩個單醣分子。 2C6H12O6 C12H22O11 + H2O,兩個單醣分子脫出一個水分子而成，有蔗糖(C12H22O11)、麥芽糖等。,例題5-1,下列化合

4、物中何者為單醣？何者為雙醣？ 葡萄糖、麥芽糖、蔗糖、果糖,參考解答,單糖：葡萄糖、果糖 雙糖：麥芽糖、蔗糖,多醣,纖維素：由葡萄糖形成的高分子化合物，但結合的方式有別於澱粉，具有較堅韌的性質，可作為材料用途；纖維素無法為人體酵素水解，但牛羊等動物具有分解纖維素之酵素，因此它們可以草作為食物。,肝澱粉(肝醣)：是動物儲存葡萄糖的方式。,澱粉：是植物藉由光合作用將CO2及H2O合成的葡萄糖轉化而成。在人體內由酵素逐漸水解成葡萄糖，攝入細胞中，成為能量的來源，經代謝後又產生CO2及H2O回復到自然界中。,由單醣或雙醣為基本單位，重複連結而成的高分子聚合物，常見的多醣化合物有澱粉、肝澱粉、植物纖維素及

5、角丁質等。,進階例題1,下列有關葡萄糖之敘述，何者正確？,(A) 和果糖結合失去一分子水，產物為麥芽糖 (B) 化學式為C6H12O6 (C) 人體血液中的葡萄糖，稱之血糖 (D) 澱粉是日常生活中人體主要的能源，遇到碘溶液就會呈現藍色 (E) 與果糖為同分異構物。,進階例題1,參考解答 (B) (C) (D) (E),(A) 和果糖結合失去一分子水，產物為蔗糖,蛋白質,是構成生物體組織最主要的物質。,組成：以胺基酸為單位所組成的高分子物質，每一種蛋白質含有特定的胺基酸種類、個數、排列順序及空間結構，以顯現其特定的生物及化學性質。, 生物體內反應：蛋白質進入消化系統，先分解成胺基酸，才為小腸吸

6、收進入體內，在身體中依需要將這些胺基酸有規則的重新組合成人體所需的蛋白質。所攝取的蛋白質除了提供身體的生長及組織的修補，亦可經代謝後提供能量的需要。動物性蛋白質中大致上都含有人體所需的二十種胺基酸；而植物性蛋白質食物中常會缺少一種以上的胺基酸。,鮑林發現蛋白質的立體結構,例題5-2,蛋白質與澱粉均為高分子化合物，其組成元素(或原子）有何不同？,參考解答,澱粉為多醣類，組成元素為C、H、O；蛋白質由胺基酸組合而成，含有C、H、O、N原子，部分蛋白質含有S原子。,Coffee & Tea,茶與咖啡,2.攝取太多的咖啡因可能因過度刺激神經而造成身體不適，如手會有顫抖的現象，甚至焦慮不安及神經過敏的症

7、狀。,1.對人體的神經會有興奮作用，所以具有提神的效果。, 咖啡因：,3.可樂就是食品工業在生產過程中直接添加咖啡因的例子。, 茶的分類：依處理方式不同(破壞酵素所產生的氧化作用),1.未醱酵茶：新鮮採取的嫩茶葉，直接破壞葉中酵素，乾燥而得的茶葉就是未醱酵茶，如綠茶。,2.半醱酵茶：在烘焙前僅作部分醱酵，如烏龍茶。,3.醱酵茶：葉片經醱酵再烘焙的就是醱酵茶，如紅茶。,常見的衣料(1),2.羊毛其蛋白質中含有較多硫元素，使得羊毛燃燒時有特殊臭味。鏈上含硫的胺基酸會形成硫硫鍵。使各股蛋白質結合更密緻。,1.蠶繭經煮沸處理後可拉得細長的絲，結構係由多股長鏈蛋白質並排在一起。,動物纖維：常見的如蠶絲和

8、羊毛，主要成分都是蛋白質。,2.棉花纖維可以吸水，所以有吸汗的效果，將其絞合在一起成為棉紗，除了織成布料，還可搓揉為繩索等。, 植物纖維： 1.由植物的纖維組織所提供的材質，其主要成分就是纖維素。纖維素是屬於多醣類化合物。,例題5-3,植物纖維與動物纖維的化學組成有何差異？,參考解答,植物纖維為多醣類，例如棉、麻；動物纖維則為蛋白質，例如蠶絲、羊毛。,合成纖維： 1.各種合成纖維的主要不同處就是在其原料分子的差異，大多為有機化合物，通常來自石油。常見的合成纖維如耐綸及達克綸。 2.分子的排列較天然纖維要整齊，且分子量平均值也比較大，因此更為強韌。,常見的衣料(2),肥皂,去污原理：,現今則由動

9、植物的油酯 (如三酸甘油酯)與鹼反應，形成有機羧酸鹽類化合物，化學通式可寫成RCOONa+。,肥皂分子的結構同時包含兩種特性，一端是親油性長鏈烷基，所以可與污垢(含油脂性物質，屬於極性較低的分子)互相混合；另一端是親水性的羧酸根離子，因同時具有兩種不同性質的基團，所以具有界面劑的功能。,去污過程,清潔劑與添加劑,肥皂分子易被微生物分解，對環境的衝擊較小；合成清潔劑微生物不易分解，會造成河川的污染(泡沫污染)。,來源：利用石油裂解產生的碳氫化合物取得合成清潔劑的原料。,合成清潔劑：親水性官能基改變為磺酸根(-SO3-)，即使在硬水中也可以溶解。( ),肥皂的缺點：易與水中的鎂離子或鈣離子形成難溶

10、性鹽類，降低清潔效果。,生活智慧王利用化學原理清洗衣物 【補充】,沾到油脂、蠟用揮發油 、四氯化碳、乙醚等有機 溶劑除去，再用水沖洗。,沾到油漆、煤渣、機油 可用四氯化碳、松節油等 有機溶劑溶解。,沾到血液用冷水來洗， 切忌用熱水，再用雙氧 水處理，最後用冷肥皂 水洗即可。,沾到果汁、汗漬用稀氨 水洗過，再用清水或肥皂 水洗淨即可。,沾到尿漬將100C.C.的酒精加 入2公升的水中後，再加入5C.C. 的硝酸，攪拌均勻後，將衣物放 入搓洗，再用清水沖洗後，加入 少量稀氨水中和剩餘的酸，再用 大量清水沖洗乾淨即可。,例題5-4,在洗滌效果方面，肥皂與合成清潔劑有何明顯差異？,參考解答,兩者的清潔

11、原理相同，但在硬水(含鎂、鈣離子)中，肥皂易形成難溶性鹽類而降低清潔效果。,進階例題2,下列有關清潔劑敘述，何者正確？,參考解答 (A) (B) (C),(A)所有清潔劑都含有親水性基與親油性基 (B)合成清潔劑可在硬水中使用以清除油垢 (C)軟性清潔劑與硬性清潔劑均會造成水污染 (D)硫酸鹽加入水中會使水質優養化，不適水草生存 (E)可改變合成清潔劑之親油性基，以便洗滌各種不同衣料。,(D)磷酸鹽可作肥料，促進水草繁殖而使水質優養化 (E)改變其親水性基即可,塑膠材料,以碳碳鍵為骨架構成的巨大分子，脊鏈中碳的數目可以從數千到數萬不等。,新的聚乙烯塑膠已不再強調質堅耐用，反而是加入易分解的成分

12、，使其掩埋丟棄後，能被大自然分解吸收。,分子量及密度大(HDPE)的可製造較強力用途的材料。,密度低(LDPE)的適合製成保鮮膜、塑膠袋。,可加熱軟化。,(b)聚乙烯是由乙烯聚合的長鍵高分子化合物,(a)乙烯(C2H4)的分子結構,陶瓷、磚瓦、水泥,3.磚瓦：黏土中常含有鐵Fe3+，而呈紅色。,成分：含矽酸鹽及鋁矽酸鹽的土壤。,2.瓷：用高嶺土(瓷土)在較高的溫度燒結，就可形成質細色潔的瓷器。,製造： 1.陶：用普通黏土燒結就而生成表面較粗糙的陶。,水泥：常用石灰石(CaCO3)配合黏土在高溫下燒成，主要成分為矽酸鈣鹽。鋼筋混凝土是一種天作之合的複合材料，原因即在二者的熱脹冷縮速率相近，兩者結

13、合緊密，使混凝土中的鋼材無鏽蝕之虞。,陶瓷磚瓦,玻璃：主要由砂(二氧化矽)、石灰石、碳酸鈉混合加熱，冷凝成非晶形的固體。,玻璃,3.一般玻璃均可耐酸(氫氟酸(HF)例外)，但會被鹼溶蝕。,2.實驗室用玻璃(pyrex)：加氧化硼就產生抗熱性高的玻璃。,1.水晶玻璃：加入氧化鉛就產生晶瑩剔透。,4.水玻璃：由二氧化矽與碳酸鈉或氫氧化鈉以適當比例混合共熱而成，為水溶性的矽酸鈉。,進階例題3,二氧化矽與下列各物質共熱，何者最不易發生化學反應？,參考解答 (C),(A)金屬鋁 (B) 6M HF水溶液 (C) 6M HCl水溶 (D) 6M NaOH水溶液 【85日大】,胃藥,成分： 目前常用作為胃藥

14、的鹼性物質，如：氫氧化鋁(Al(OH)3)、氫氧化鎂(Mg(OH)2)、碳酸鈣(CaCO3)、碳酸氫鈉(小蘇打)(NaHCO3)等。,使用時機：一般胃藥的主成分就是鹼性化合物，是利用酸鹼中和反應原理。,胃：所分泌的胃液主要成分是鹽酸，其pH值可達1 2.5，在這樣的酸性條件下胃蛋白酶就可分解蛋白質。,例題5-5,寫出小蘇打NaHCO3與胃液的中和反應之化學方程式,參考解答,NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2,進階例題4,何者為一種速效性的制酸劑：,參考解答,(A)碳酸氫鈉NaHCO3 (B)氫氧化鋁Al(OH)3 (C)氫氧化鎂Mg(OH)2 (D)氫氧化鈉NaOH。,

15、(A)碳酸氫鈉NaHCO3易溶於水。 (B)(C)氫氧化鋁Al(OH)3、氫氧化鎂Mg(OH)2，皆為長效性的制酸劑。,(A),阿司匹靈：學名是乙醯水楊酸，是穩定且在水中呈酸性的化合物 1.具有止痛、退燒及消炎的功用。,4.副作用：易造成腸胃出血，因其具有相當的酸性，為了降低副作用，改用乙醯胺基酚。市售不含阿司匹靈的止痛劑，多含有此成分，也是感冒時，醫生最常開的藥方。,止痛劑,1897年德國化學研究員霍夫曼，從柳樹成分合成了阿司匹靈，為藥物合成化學以及整個人類作出極大貢獻。,3.最近又發現它可能有減緩老年癡呆惡化的報導。,2.有阻止血管中血液凝固的功能，降低心血管疾病的機率。,消炎劑,1.磺胺

16、類消炎劑 2.抗生素：如盤尼西林，具高抗菌性和低毒性，為極有效的化學治療劑，能抑制葡萄球菌的生長。抗生素的使用不當會增強細菌的抗藥性，務須遵照醫師的指示服用。,消炎劑：一些因細菌感染而產生的疾痛，如喉嚨痛、扁桃腺炎、中耳炎等，及開刀後醫生的處方中都免不了含有消炎成分防止感染，常用的消炎藥有：,香煙、大麻、安非他命及海洛因(1),安非他命：會使人體的中樞神經產生興奮，促進心跳加快及血管的收縮。原本用為提神減低睡眠的醫藥用途，現今由於濫用會造成吸食者腦部永久傷害或致命，因此列為毒品。,海洛因：是由嗎啡乙醯化合成製得，比嗎啡更易讓人上癮，因而列為管制類毒品。,2.近年來化學及醫學的發現，抽煙會造成肺部的各種疾病，二手煙的危害亦同樣有嚴重的影響。,香煙：,1.將煙草烘乾抽絲製成產品，其中會讓煙癮者沈迷的物質是尼古丁。尼古丁是有毒物質，可用做殺蟲劑，過量的尼古丁可產生嘔吐或神精錯亂，甚而致命。,嗎啡：利用罌粟果實提煉出的物質，具有止痛效果，不過易引發幻覺症及使人上癮的副作用，所以需有經醫師處方才得取用。,香煙、大麻、安非他命及海洛因(2),咖啡因、嗎啡、尼古丁都是從植物中分離出來的天然物，在化學結構上都具有胺基，屬鹼性化合物，統稱為植物鹼。雖都具有短暫的舒弛、興奮等效果，但現代的醫學、藥學、化學已逐漸了解它們對腦部及其它生理健