一天中的百變化學

田蓉 戶曉 陳澤楠 張壽春

當我們品嘗食物，通過口腔里的余味懷念美味，尤其是甜甜的味道時，其實已經有大量殘留在口腔中的糖包裹住了牙齒。

糖發酵會產生氫離子（H+），氫離子與氫氧根離子（OH-）結合，促使上面的化學反應正向移動，羥基磷酸鈣被溶解，進而牙釉質被破壞。

但這個問題也不是無解，氟化物就能夠降低牙釉質溶解度（溶質在溶劑中的溶解能力），促進牙釉質再礦化。

因此，在飯后要及時漱口或使用含氟牙膏刷牙。

7：00AM

清晨起床，讓早餐開啟美好的一天！

從我們進食的那一刻起，口腔中就開始了一系列化學反應。例如，在牙齒表面覆蓋著保護牙齒的牙釉質，其主要成分是羥（qiǎng）基磷酸鈣，化學式為Ca5（PO4）3OH，它存在以下化學平衡：

Ca5（PO4）3OH（固）?5Ca2+（液）+3PO43-（液）+OH-（液）

7：30AM

吃完早餐，背上書包乘公交車去上學啦！

馬路上，傳統燃油汽車與新能源汽車并肩而行。傳統燃油汽車會產生一氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、碳氫化合物、細顆粒物等污染物。發展新能源汽車是減少汽車尾氣排放、改善大氣環境的重要舉措之一。

新能源汽車包括純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車等。以燃料電池電動汽車為例，作為燃料的氫在汽車搭載的燃料電池中，與大氣中的氧發生化學反應，產生電能并通過電動機驅動汽車。

原理看起來復雜，但其實就是我們已經學習或者以后會學到的原電池原理——原電池借助氧化還原反應產生電流，將化學能轉化為電能。而這一氧化還原過程的反應物是氫氣——真正意義上的高效、清潔能源。

炎熱的下午或許會讓你覺得有些乏力，此時掏出一塊薄荷味的口香糖嚼一嚼，涼意直沖大腦。但你有沒有思考過，為什么口香糖不是入口即化呢？這與它的主要成分——橡膠有關。

燃料電池電動汽車原理示意圖（繪圖/ 魏欣）

橡膠一詞最早來源于印第安語，意為“哭泣的木頭”——割開橡膠樹皮便可以得到液體橡膠。液體橡膠暴露在空氣中，不久就會變硬且有彈性。

當我們拆開口香糖包裝時，它是硬的；在嘴里它就變軟了。在這個過程中，牙齒有一定功勞，但更重要的是溫度——橡膠對溫度較敏感，溫度升高它會變黏，溫度降低它會變得又硬又脆。

如果要降低橡膠對溫度的敏感程度呢？這就需要化學來幫忙了！將生膠（從種植園或工廠生產出來的未經配合加工的天然橡膠和合成橡膠）與硫磺按比例一起加熱進而得到硫化橡膠。天然橡膠的主要成分是聚異戊二烯（在高溫和催化劑的條件下，異戊二烯通過聚合反應生成的），硫化過程使分子間形成了二硫鍵（-s-s-），從而使其具有良好彈性的同時，熱穩定性也有所提高。

當然，隨著研究人員對橡膠認識的不斷加深，合成橡膠因其更加優良的性能大量替代了天然橡膠，廣泛應用于生產輪胎、膠鞋、電線。

6：30PM

放學回家，揭開鍋蓋，撲面而來的香味讓你垂涎欲滴。

制作美食離不開專業的器具。人們普遍認為鐵鍋炒出來的菜更香，但是在有氧氣和水的條件下，單質鐵容易銹蝕；有酸、堿鹽時，鐵氧化得更快。那么，用鐵鍋炒菜豈不是會吃到很多鐵銹？這鐵鍋可還用得？

其實不必擔心，鐵鍋表面有一層油膜，可以隔絕氧氣，從而阻斷化學反應。研究人員還在鐵鍋上加了不銹層，制成了不銹鐵鍋，因此我們較少看到紅褐色銹衣。

8：30PM

迎著晚風、伴著晚霞，結束了一天的學習，疲勞的大腦似乎要“關機”了，那就通過運動給身體充充電吧！

不過，運動也需要循序漸進，否則就會出現肌肉酸痛。這是因為短時間的劇烈運動，人體處于缺氧狀態，體內的葡萄糖無法被完全氧化，腺嘌呤核苷三磷酸（ATP，生物體內最直接的能量來源）不足，不得不依靠“無氧供能”，導致體內產生了過多的乳酸。

10：30PM

睡前喝一杯熱牛奶是很多人的習慣，但單純喝牛奶似乎有些寡味，要不要悄悄進廚房加點糖或者巧克力呢？

確實，加了糖的牛奶更好喝。但是，在加熱條件下（80～100攝氏度），牛奶中的賴氨酸會與糖發生反應，導致賴氨酸“中毒”，變成糖基賴氨酸——人體吸收不了，還會危害健康。晾涼的牛奶（40攝氏度以下）由于溫度降低，難以構成反應條件，糖就可以順利地溶解到牛奶中了。

不過，加糖要適量，太嗜甜，牙釉質可要“受難”了。

如果把糖改成巧克力呢？把巧克力加入牛奶后，你會發現牛奶里好像有一些固體顆粒，這些固體顆粒可不是沒有融化的巧克力，而是草酸鈣！巧克力中含有草酸，而牛奶中的鈣會與草酸反應生成草酸鈣。草酸鈣無法被人體吸收利用，大量聚集在體內，容易出現結石。

所以，美味佳肴還是“黑暗料理”僅在一念之間。