為了讓皮膚免受太陽光的傷害,很多人一年四季都會采用各種方式進行防曬,其中防曬霜可以說是使用頻率最高的物品了。防曬霜為何能防曬?它是如何在我們皮膚表面起作用的呢?
根據(jù)波長的不同,太陽光可分為紅外線、可見光、紫外線等波段。紫外線根據(jù)波長的不同,又可以劃分為三個范圍——UVA、UVB和UVC。UVA是波長最長的一種紫外線,它能穿透皮膚表層。我們常說的“曬黑了”就是這部分紫外線起的作用。UVB大部分被臭氧層吸收,只有極少量能到達地球表面。UVB在夏日含量最高,冬日最低,我們感覺到皮膚被太陽曬得又紅又痛就是UVB在作怪。它還會增加人患皮膚癌的可能性。UVC是短波滅菌紫外線,它的穿透力最弱。醫(yī)用的紫外殺菌燈,其實就是UVC燈。太陽光中含有的UVC幾乎被臭氧層完全吸收,所以平時生活中幾乎不會遇到它。
防曬霜常見的作用機制有兩種,物理防曬和化學防曬。物理防曬霜中的礦物質粉在皮膚上形成保護層,這層屏障像鏡子一樣將紫外線反射出去。氧化鋅和二氧化鈦這兩種礦物質粉末是物理防曬霜中的主要有效成分,它們在中學化學學習中比較常見。氧化鋅在化學工業(yè)中常被用作催化劑、助熔劑,納米氧化鋅因具有壓電效應,可以用來構建摩擦納米發(fā)電機;二氧化鈦可以用于生產(chǎn)涂料、醫(yī)藥、化妝品,是全世界銷量最大的無機化學品之一?;瘜W防曬霜中的化學物質則會與皮膚細胞吸收的紫外線發(fā)生化學反應,將光能轉化為其他對皮膚無害的能量釋放出來。這類化學物質通常是有機物,例如對氨基苯磺酸及其衍生物。與氧化鋅和二氧化鈦不同的是,這類有機物具有透光性,會和紫外線在皮膚表面反應,而不是被直接反射出去。
這兩種防曬機制也都有自己的缺點:物理防曬霜中的礦物質粉微粒較大,涂在皮膚表面會讓人感到厚重和油膩;化學防曬霜中的一些化學成分會對皮膚有一定的刺激性,對皮膚敏感的人來說可能會引起瘙癢和刺痛等不適。
善變的碘
19世紀初的一天,法國化學家?guī)焯赝哒趯嶒炇覂冗M行從海藻灰溶液中提取硝酸鉀的操作。為了除掉其中的硫化物,他往溶液中加入了濃硫酸。在蒸發(fā)過程中,他發(fā)現(xiàn)母液中竟冒出了炫麗的紫色氣體。這紫色氣體像彩云一樣冉冉上升,遇冷后馬上冷凝成片狀的紫黑色晶體,晶體具有金屬光澤。這偶然得到的耀眼的紫黑色晶體就是單質碘。
碘是人體內的微量元素,雖然含量很低,但是它對保持身體健康十分重要。碘的化合物常見于我們的生活中:加碘食鹽能起到預防性補碘的作用;碘酒——碘的酒精溶液,在處理傷口時能殺菌消炎。此外,碘的放射性同位素碘131的化合物可用于甲狀腺功能跟蹤檢查和甲狀腺疾病的治療。
碘有一個“本領”——善變色。碘的晶體雖然是紫黑色的,但是溶于水后就變成了棕黃色,溶于乙酸乙酯或苯中又變成了粉紅色。如果碘溶液與淀粉相遇,不同的條件下,還會變出藍色、黑色、黃色等各種顏色。下面我們來動手做幾個有趣的實驗,看一看碘的“表演”吧!
試一試
氧化鋅的化學符號是 ,它與鹽酸反應的化學方程式是 。鋅屬于活潑金屬,常見金屬的活動性順序是 。
鈦和鈦合金是重要的金屬材料。一般來說,合金與金屬相比熔點 ,硬度 。二氧化鈦的化學符號是TiO2,俗稱鈦白粉,它包含 、 兩種元素,是
(填“金屬”或“非金屬”)氧化物。
探究實驗1 色隨紙變
取打印紙(其他白色的書寫紙也行)和餐巾紙各一張,用毛筆蘸取市售的碘酒,分別涂在這兩張紙上。剛開始,兩張紙上都呈顯出棕黃色的漬印。置于桌上約1—2分鐘后,打印紙上的棕黃色會漸漸變?yōu)榛疑翌伾珴u漸變深,最終呈黑色,而餐巾紙上的棕黃色沒有變化。
探究實驗2 變黑?變藍?
小明同學推測,在探究實驗1中,打印紙上涂碘變黑是因為打印紙上涂有淀粉。但是他用米湯(含有淀粉)在紙上寫字,然后將紙張浸入稀碘水中,出現(xiàn)的字跡為藍色。碘遇淀粉,到底變黑還是變藍?為了研究這個問題,小明做了兩個小實驗:
(1)在一塑料瓶蓋內放一層面包粉(熟而干燥的淀粉),量約1克,用滴管吸取市售的碘酒,滴加幾滴在面包粉上,此時滴在面包粉上的碘酒呈棕黃色。如空氣較潮濕,幾分鐘后這棕黃色會漸漸變?yōu)榛疑翌伾阶冊缴?,最終呈黑色。用滴管滴加少許水,將這面包粉攪拌均勻,蓋內面包粉會全變?yōu)闉鹾谏?/p>
(2)將探究實驗1中涂有碘酒的打印紙放在燈焰上小心烘烤(除去紙上水分),片刻后這黑色漬印會變?yōu)樽攸S色,冷卻后還是棕黃色。在棕黃色漬印的邊沿滴一滴水,水滴慢慢滲入紙內。此時可發(fā)現(xiàn),水珠中出現(xiàn)了藍色,漬印滲水變濕處卻變?yōu)楹谏?,干燥處仍然為棕黃色。
思考題:根據(jù)上述兩個小實驗中的變色現(xiàn)象,可以發(fā)現(xiàn)淀粉遇碘后會呈現(xiàn)不同的顏色,其差異和含水的多少密切相關。你能總結其中的規(guī)律嗎?
知識拓展
根據(jù)以上實驗原理及探究方法,同學們還可自行設計一些實驗來探究碘與淀粉顯色反應的條件,比如溫度、溶液pH的改變,以及向溶液中滴加四氯化碳等操作對顯色的影響。
請用科學原理解釋以下現(xiàn)象:
1. 在淀粉和碘水混合的顯藍色的溶液中滴加1%的燒堿溶液,則藍色會很快褪盡。
2. 在糯米粥湯中滴入稀碘水,則會顯現(xiàn)出紫紅色。 (適合初中學生)
1. 近幾年已有多項諾貝爾化學獎與蛋白質的研究有關。核糖體主要由RNA和蛋白質構成,其功能是將氨基酸合成蛋白質。下列關于蛋白質的敘述中,正確的是( )。
A.通過鹽析作用析出的蛋白質難再溶于水
B.蛋白質溶液不能發(fā)生丁達爾現(xiàn)象
C.蛋白質溶液中的蛋白質能透過半透膜
D.天然蛋白質的水解產(chǎn)物為α-氨基酸
2.為了使魚苗順利經(jīng)受運輸,必須滿足三個條件:①保持適量氧氣;②及時排除魚苗呼出的二氧化碳;③防止細菌大量繁殖。在遠距離運輸魚苗的用水中,最好適量加入下列物質中的( )。