如果問我們生活中接觸最多的化學物質是什麼?
毫無疑問,當然是水!每天一起床的洗漱、喝水,食物中,都包含了這一個小可愛(H2O)。正因為接觸的多,都讓我們忘了它也是一種化學物質。它具有很多有意思的性質,跟我們生活息息相關。今天我們就從科學的角度來談談它。
水和冰的密度差
通常的一些物質中,往往固體的密度要大于液體的密度,比如銅塊和銅水。而對于水,4℃時水密度最大 。
4℃以上時,分子的熱運動為主要傾向,使水的體積膨脹,密度減小。4℃以下時,雖然分子的熱運動減弱,但是形成氫鍵的傾向增大,結冰時水分子全部以氫鍵相連,分子間的空隙增大, 形成空曠的結構,使冰的密度小于水。
正是因為氫鍵的存在,使得冰浮在水面上, 使水下生物安全過冬,維持自然界的生态平衡。如果冰的密度大于水,那麼南北兩極的水面上一旦形成冰之後,都會立刻下沉。久而久之,整個海面都會被冰凍起來,水生生物将無法生存。DNA分子兩條雙螺旋結構間也存在大量的氫鍵,使得遺傳物質得以穩定。
水溶液的依數性
溶液的依數性是一類特别有趣的性質,其表現為跟溶質的種類沒有關系,而跟溶質的數目有關。即往水中加入一定的溶質之後,會出現蒸汽壓下降、沸點上升、凝固點降低以及滲透壓等現象。這些性質可以被用于生活中很多方面,如:
1、高原地區由于氣壓的降低,使得水的沸點低于100℃,這是大家都清楚的。因此,在高原地區需要用高壓鍋才可以将食物煮熟。那麼在沒有高壓鍋的情況下,根據溶液的依數性的沸點上升原理,往食物中提前加入食鹽、蔗糖等調味品進去,可以使水的沸點有一定程度的提高,使得食物得以煮熟。當然對于氣壓過低的情況這樣煮食物不合适,可以采用蒸的方式。
2、某些食品加工時的防腐處理:水中加入氯化鈣可使沸點上升至116℃,如此可以用較高溫度的水來縮短加熱防腐處理的時間, 使原需4-5小時減為25-40分鐘。
3、汽車散熱器中冷卻水加入适量乙二醇或甘油,可以使水的沸點上升和凝固點降低。可以防止夏天水沸騰; 在嚴寒的冬季可以降低凍結溫度,保證汽車在嚴寒氣候下能正常運行。
4、給人體注射或靜脈輸液時,常用與血漿等滲的0.154mol•L-1NaCl溶液(生理鹽水),而不能用高滲溶液或低滲溶液,與血漿滲透壓有關。
水的這些奧秘可被用于解釋生活中所遇到的大多數問題,大家有什麼問題可以在評論區進行讨論解答。
本文參加【科學V計劃】,内容為作者原創。
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