關(guān)于化學(xué)與人類生活關(guān)系的認(rèn)識和探究

鄭艷敏

◆摘? 要：人類的生活離不開衣、食、住、行，衣、食、住、行離不開物質(zhì)，任何物質(zhì)與化學(xué)都有著千絲萬縷的聯(lián)系，因此化學(xué)與人類生活的關(guān)系十分密切，化學(xué)在人類的生活中發(fā)揮著不可估量的作用。認(rèn)識和探究化學(xué)與人類生活的關(guān)系，明確人類對化學(xué)在農(nóng)業(yè)、食品、能源、材料和醫(yī)藥等方面的有效利用，是更好地駕馭生活，提高生活質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要科學(xué)文化基礎(chǔ)。

◆關(guān)鍵詞：化學(xué)與人類生活;密切關(guān)系;認(rèn)識和探究

一、化學(xué)與農(nóng)業(yè)的關(guān)系

人類對化學(xué)的認(rèn)識和利用始于農(nóng)業(yè)。兩千多年前，人類就能夠通過腐殖或燃燒植物獲得肥料，通過用石灰對酸性土壤的改良，爭取糧食的豐產(chǎn)豐收。20世紀(jì)初，人類發(fā)明了合成肥料，而后又創(chuàng)造了各種農(nóng)藥、高效飼料、肥料添加劑。特別是20世紀(jì)中葉，以土壤為基礎(chǔ)，以植物營養(yǎng)為中心，以肥料為手段綜合研究三者之間關(guān)系的農(nóng)業(yè)化學(xué)的出現(xiàn)，將盆栽試驗(yàn)、田間試驗(yàn)、農(nóng)業(yè)化學(xué)分析、作物營養(yǎng)診斷、同位素技術(shù)、儀器分析技術(shù)等化學(xué)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，開辟了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的新天地。無論在任何時(shí)候，農(nóng)業(yè)都離不開化學(xué)的支持。

二、化學(xué)與食品的關(guān)系

食品中的三大主要營養(yǎng)素是糖、脂肪和蛋白質(zhì)。在人體內(nèi)，糖被氧氣氧化后，產(chǎn)生足夠的熱量，供人們進(jìn)行各種活動的需要;脂肪供給人體熱量以維持體溫;蛋白質(zhì)是人類細(xì)胞原生質(zhì)的組成部分，能夠促進(jìn)人體組織的生長和修補(bǔ)。除此之外，食品還含有多種維生素、纖維素、礦物質(zhì)和微量元素，使人體得到均衡發(fā)展，增強(qiáng)抵抗力，抵御各種傳染病。為了增強(qiáng)食品的營養(yǎng)成分，改善食品的品質(zhì)，延長食品的保存期，人們往往要通過化學(xué)的手段，達(dá)到既定的目的。比如：生柿子含有鞣質(zhì)，不僅澀口，還對胃腸有刺激。我們就可以把生柿子密閉在一個(gè)室內(nèi)，增加室內(nèi)二氧化碳的濃度，降低氧氣的濃度。使生柿子在缺氧呼吸的條件下，內(nèi)部產(chǎn)生乙醛、丙酮等有機(jī)物。而這些有機(jī)物能將溶解于水的鞣質(zhì)變成難以溶解于水的物質(zhì)，于是柿子吃起來沒有澀味，又香又甜。在我們的生活中，制作糕點(diǎn)、饅頭等的面團(tuán)一般都要添加酵母或發(fā)醇粉進(jìn)行發(fā)酵，使制成的糕點(diǎn)、面包疏松可口。這實(shí)質(zhì)是在食品制做中應(yīng)用了化學(xué)反應(yīng)。酵母中的酶促進(jìn)面粉中原含有的微量蔗糖以及新產(chǎn)生的麥芽糖發(fā)生水解;發(fā)酵粉受熱時(shí)就產(chǎn)生出二氧化碳?xì)怏w，使面制品成為疏松、多孔的海綿狀。可以說沒有化學(xué)就沒有現(xiàn)代食品的色香味俱全。

三、化學(xué)與能源的關(guān)系

能源問題關(guān)系到一個(gè)國家、一個(gè)民族的長遠(yuǎn)發(fā)展。隨著社會經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，以煤、石油、天然氣為主的化石能源需求持續(xù)增加，給人類帶來了巨大的能源壓力，化學(xué)則提供了一些解決能源問題的途徑。一是通過化學(xué)手段提高能源的利用率。包括：①提高石油的利用率。西德漢堡大學(xué)卡密斯庫教授發(fā)現(xiàn)的一種新型石油化工催化劑——由鈷化物和鋁氧烷絡(luò)合而成的固相鈷催化劑，具有活性高、能迅速形成大聚合物鏈、可將丙烯或高級α—烯烴生成高分子量的無規(guī)聚合物、與淀粉或纖維素以及其他填料生成均勻聚烯烴復(fù)合材料、壽命長、易長期保存等優(yōu)點(diǎn)，提高了石油化工裝置的經(jīng)濟(jì)效益。②帶動了新型煤化工。煤的直接液化是煤化工領(lǐng)域的高新技術(shù)。該技術(shù)是將煤在450℃高溫和10～30MPa高壓下催化加氫，獲得液化油，并進(jìn)一步加工成汽油、柴油及其它化工產(chǎn)品。也可以對煤間接液化。將煤氣化并制得合成氣（CO、H2），然后通過F-T合成，得到發(fā)動機(jī)燃料油和其它化工產(chǎn)品。二是通過化學(xué)手段發(fā)掘新能源。包括：①燃料電池。將儲存于燃料（H2、甲醇等）中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。②開發(fā)金屬氫化物中以原子形式存儲的氫。③研制單晶硅、多晶硅和非晶硅系列太陽能電池。

四、化學(xué)與材料的關(guān)系

材料與糧食一樣，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)?；瘜W(xué)是新材料的“源泉”，每一種新材料的出現(xiàn)，都是人類文明的一件大事，也是化學(xué)學(xué)科的一件大事。早在2500年前，文明的祖先就開始了金屬合金的研究，1965年在湖北望山一號楚墓出土的越王勾踐的寶劍和青銅編鐘，表明當(dāng)時(shí)的銅合金技術(shù)已經(jīng)達(dá)到非常成熟的境界。盛行于唐宋時(shí)期的唐三彩體現(xiàn)了化學(xué)工藝在陶瓷燒結(jié)中的高超造詣?，F(xiàn)代工業(yè)中的鋼鐵冶煉技術(shù)，應(yīng)用了化學(xué)中的氧化還原反應(yīng)原理;金屬防腐技術(shù)，運(yùn)用了化學(xué)中的置換反應(yīng)原理。20世紀(jì)中期科學(xué)家在電子信息材料的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了電子元件的大型集成化，為電子產(chǎn)品的微型化、智能化、低耗能、高品質(zhì)創(chuàng)造了條件。21世紀(jì)，人類進(jìn)入了納米材料時(shí)代，比如由4.6%的光肽纖維、40.2%的竹纖維、37%的納米硒纖維、18.2%的純棉纖維科學(xué)配置成的納米服飾就是化學(xué)在服裝領(lǐng)域應(yīng)用的新成果。這種納米服飾抗菌、阻擋紫外線，還含有人體必需的、體內(nèi)不能生成的以納米硒為主體的多種微量元素，具有保肝護(hù)肝、預(yù)防多種疾病的功能。

五、化學(xué)與醫(yī)藥的關(guān)系

化學(xué)是醫(yī)藥健康的基礎(chǔ)。在中國，2000多年前人們就知道了在發(fā)生汞、鉑、鉻等重金屬中毒時(shí)，利用牛奶、生雞蛋白、豆?jié){等食物中豐富的蛋白質(zhì)與重金屬離子作用，減輕人體器官和血液的蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀，緩解中毒的毒性（《神農(nóng)本草》）?，F(xiàn)代醫(yī)藥（無論是中藥還是西藥）的研究幾乎都離不開化學(xué)，化學(xué)遍及與醫(yī)藥相關(guān)的所有領(lǐng)域。許多醫(yī)療器材的工作原理與化學(xué)密切相關(guān)，供氧器就是利用過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)來制氧;大多數(shù)醫(yī)療習(xí)慣與化學(xué)有關(guān)，最常見的就是用酒精殺毒、滅菌。化學(xué)在醫(yī)藥領(lǐng)域最具影響力的莫過于青霉素的發(fā)明。當(dāng)常規(guī)消炎藥物對葡萄球菌感染束手無策時(shí)，英國細(xì)菌學(xué)家弗萊明培養(yǎng)這種霉菌進(jìn)行了多次試驗(yàn)，發(fā)明了葡萄球菌的克星—青霉素。生物化學(xué)家錢恩、弗羅里、瓦爾特深化了青霉菌的培養(yǎng)和青霉素的分離、提純和強(qiáng)化，使其抗菌力提高了幾千倍同，并大規(guī)模生產(chǎn)出實(shí)用的青霉素。

與如何事物一樣，化學(xué)在人類生活中也表現(xiàn)出其雙刃劍的屬性?；瘜W(xué)發(fā)展帶來的最突出問題是對環(huán)境的污染和破壞，主要包括大氣污染、水污染、土壤污染、食品污染等。這些污染造成的惡果，關(guān)系到人類的延續(xù)和發(fā)展。我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)真研究化學(xué)這門科學(xué)，以環(huán)境保護(hù)和對人體安全無害為標(biāo)準(zhǔn)，選用無公害原料，采用無污染工藝，使化學(xué)更好地為我們的生產(chǎn)和生活服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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