化學(xué)原理在生活生產(chǎn)中的解釋與應(yīng)用

唐浩文

摘 要：化學(xué)原理是生活生產(chǎn)中的運(yùn)用依據(jù)，對(duì)生活生產(chǎn)中的化學(xué)原理進(jìn)行總結(jié)和分析，有助于我們高中學(xué)生理解化學(xué)知識(shí)，同時(shí)生活作為一個(gè)大課堂，其蘊(yùn)含著豐富的知識(shí)及深刻的哲理，將學(xué)習(xí)生活化，可培養(yǎng)我們的實(shí)踐能力，促進(jìn)我們化學(xué)成績的整體提升。

關(guān)鍵詞：化學(xué)原理；生活；原理解釋；生產(chǎn)

在高中化學(xué)的學(xué)習(xí)中，其內(nèi)容與我們的日常生活有著緊密的聯(lián)系，尤其是化學(xué)原理，在生活與工業(yè)生產(chǎn)中隨處可見，同時(shí)作為高中的學(xué)生來說，對(duì)化學(xué)原理在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)和分析，對(duì)于我們后期的化學(xué)學(xué)習(xí)將大有裨益。

1化學(xué)原理在生活中的解釋

1.1人工降雨

通過開爾文公式可解釋微小液滴在一定溫度和壓力下的飽和蒸氣壓。開爾文公式為：ln（pr/p0）=2σM/RTρr，公式中pr為微小液滴的飽和蒸氣壓，p0為平液面的飽和蒸氣壓，M為液體的分子量，r為小液滴的半徑，ρ為液體密度，σ為液體的表面張力，從公式可以看出，液滴的半徑越小，其上方的飽和蒸氣壓越大。不知道大家有沒有將水灑在飽和桌面上的經(jīng)歷，如在這時(shí)我們用玻璃罩罩住，其會(huì)因小液滴的飽和蒸氣壓大，大液滴的飽和蒸氣壓小，而使玻璃罩內(nèi)的蒸氣壓為不飽和狀態(tài)，致使小液滴會(huì)不斷的蒸發(fā)，從而將桌面上的小水滴去除，而相對(duì)于大液滴來說是過飽和的，故會(huì)不斷的在大液滴表面凝結(jié)，最終使液滴更大。

在生活中，筆者有時(shí)也會(huì)疑惑為什么天上有云，卻有時(shí)不下雨呢？人工降雨又是什么原理呢？對(duì)此，筆者通過以下假設(shè)進(jìn)行了分析：如云層中的水蒸氣壓強(qiáng)為p，小液滴的飽和蒸氣壓為pr，當(dāng)ppr時(shí)，對(duì)小液滴而言是過飽和的，因而水蒸氣會(huì)不斷的在液滴表面凝聚，當(dāng)液滴生長到一定大小時(shí)，其會(huì)因懸浮不住而墜落，從而就形成了雨，而人工降雨就是向云層中撒入碘化銀或者干冰，并引入晶核，從而使p>pr，促使其形成較大的水珠而墜落下來。

1.2金屬冶煉

電解是將直流電通過電解質(zhì)溶液或熔體，使電解質(zhì)在電極上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以制備所需產(chǎn)品的反應(yīng)過程，電解過程必須具備電解質(zhì)、電解槽、直流電供給系統(tǒng)，并且在這個(gè)過程中，電解槽中電解質(zhì)的離子在通電前會(huì)處于無秩序的運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)接通直流電后，離子就會(huì)做定向運(yùn)動(dòng)，具體為：陽離子向電解槽的陰極移動(dòng)，在電解槽的陰極端得到電子，被還原，同時(shí)陰離子向電解槽的陽極移動(dòng)，而在陽極端失去電子，被氧化。這一原理在許多化工產(chǎn)品的生產(chǎn)、稀有金屬的冶煉、金屬的精制、電鍍等方面發(fā)揮著重要作用。

1.3煤制油

由于油產(chǎn)品是沒有含氧元素的液體燃料，因此煤制油在經(jīng)過煤炭添加氫元素或是添加氫元素之后，會(huì)提取混合烴的液體油與甲醇，同時(shí)在煤制油的生產(chǎn)過程中會(huì)添加氫元素，并會(huì)消耗氫資源，詢問相關(guān)人員后，其表示現(xiàn)在應(yīng)用的成熟的方法有兩種，一種是通過煤炭來獲得甲醇，另一種是通過煤炭來獲得混合烴。首先通過煤炭來制成甲醇的化學(xué)原理為：

（1）煤炭純氧氣化（生成物H2/CO=0.5）：2（CH）+O2→2CO+H2。

（2）合成甲醇（配入由水電解生成的H2，反應(yīng)物H2/CO=2.0）：2CO+H2+3H2→2CH3OH。

（3）合成二甲醚：2CH3OH→CH3OCH3+H2O，或者由合成氣來制得（配入由水電解生成的H2，反應(yīng)物H2/CO=2.0）：2CO+H2+3H2→CH3OCH3+H2O。

（4）合成乙烯：2CH3OH→C2H4+2H2O，或者由合成氣來制得（配入由水電解生成的H2，反應(yīng)物H2/CO=2.0）：2CO+H2+3H2→C2H4+2H2O，ΔH=-11.72kJ/mol。

（5）甲醇合成丙烯：3CH3OH→C3H6+3H2O，ΔH=-30.98kJ/mol。

其次煤制油的技術(shù)是根據(jù)德國化學(xué)家的理論為制作基礎(chǔ)的，其需先把煤轉(zhuǎn)變成合成氣，也就是一氧化碳與氫氣的混合氣體，再把合成氣體經(jīng)過高溫與高壓、催化劑的環(huán)境生成混合烴（存在的反應(yīng)機(jī)理如圖1所示）。

圖1中帶有斜線的線段表示同態(tài)催化劑，CO和H2在催化劑表面發(fā)生化學(xué)吸附，并會(huì)裂解為各自的組成原子，而裂解產(chǎn)生的原子相互反應(yīng)會(huì)生成H2O，以及繼續(xù)留在催化劑表面的CH2（亞甲基），如果沒有更多的H2存在，兩個(gè)亞甲基的聚合產(chǎn)物就會(huì)是乙烯（H2C—CH2），而當(dāng)存在足夠的H2時(shí)，聚合產(chǎn)物則是飽和烴的混合物。

2化學(xué)原理在生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1鍍金儀

在陪老人去牙科看病時(shí)，筆者發(fā)現(xiàn)醫(yī)生用的鍍金儀是利用電解原理工作的一種口腔修復(fù)工藝設(shè)備，以前由于在口腔修復(fù)中大量使用的賤金屬是一種不穩(wěn)定合金，在口腔酸溶液環(huán)境中極易腐蝕，有害金屬離子析出后，會(huì)對(duì)人體有極大的毒害性，因此為有效防止賤金屬離子析出，醫(yī)生選擇在賤金屬義齒表面鍍一薄層黃金，以有效阻止有害的賤金屬離子對(duì)人體的侵害，防止烤瓷牙牙齦黑線的產(chǎn)生。其次關(guān)于鍍金儀的化學(xué)原理，筆者還存在些許困惑，而后通過詢問老師了解到，陽極通常由鈦或惰性材料構(gòu)成，陰極是經(jīng)過處理的金屬冠，以將電極浸入鍍金液中，在陰極上發(fā)生的反應(yīng)為：Au++e→Au（還原反應(yīng)），鍍金時(shí)間一般在90～180S的范圍內(nèi)，以此就可得到孔隙率低、結(jié)合力好、光亮的純金鍍層。

2.2納米材料的光催化

通過化學(xué)學(xué)習(xí)我們知道，光催化氧化有機(jī)和生物分子在環(huán)境方面的應(yīng)用有著非常廣闊的前景，特別是在摧毀有害廢棄物方面，理想的結(jié)果是有機(jī)或生物化合物得到完全礦化，脂肪族和芳香族氯化碳?xì)湮镛D(zhuǎn)換成為小的無機(jī)、無毒或低毒害分子，如CO2、H2O、HCl等。其次光催化劑包括不同的金屬氧化物半導(dǎo)體，同時(shí)也可包括被半導(dǎo)體光催化作用降解的化合物，即：烷烴、脂肪醇、羧酸、芳香烴、芳香環(huán)、除草劑等。膠體顆粒與其對(duì)應(yīng)的塊體相比，可表現(xiàn)出更好的光催化反應(yīng)活性。

3總結(jié)

總之，在生活、生產(chǎn)中理解化學(xué)原理的過程，就是將生活與學(xué)習(xí)、化學(xué)知識(shí)進(jìn)行更為緊密的融合，引導(dǎo)自身在已有的生活體驗(yàn)和生活積累的基礎(chǔ)上，更加深入地理解和應(yīng)用化學(xué)知識(shí)，提升化學(xué)實(shí)踐能力，最終實(shí)現(xiàn)我們的全面發(fā)展。

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