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氢氧化铝的作用机制:它如何作用于身体和胃?
引言: 氢氧化铝是一种常见的药物成分,常被用于治疗胃部不适和消化系统问题。其作用机理主要涉及其在胃部的抗酸性质和对胃酸的中和作用。 简介: 氢氧化铝( Al(OH)3)是一种两性无机化合物,用作治疗十二指肠溃疡、消化性溃疡和胃溃疡以及其他一些疾病的抗酸剂。氢氧化铝优于碳酸氢钠等其他替代品,因为 Al(OH)3 不溶于水,不会使胃的 pH 值升高到 7 以上,因此不会引起胃分泌过量酸。品牌名称包括 Alu-Cap、Aludrox、Gaviscon 或 Pepsamar。它与胃中的过量酸发生反应,降低胃内容物的酸度,从而可能缓解溃疡、胃灼热或消化不良的症状。此类产品可能导致便秘,因为铝离子会抑制胃肠道平滑肌细胞的收缩,从而减缓蠕动并延长粪便通过结肠所需的时间。 1. 氢氧化铝作用机理 ( 1) 药效学 胃消化性疾病是由于保护性因素(如粘液、碳酸氢盐和前列腺素分泌)与侵袭性因素(如盐酸、胃蛋白酶和幽门螺杆菌 (H. pylori))之间的不平衡而发生的。抗酸药通过恢复酸碱平衡、减弱胃蛋白酶活性和增加碳酸氢盐和前列腺素分泌来发挥作用。 ( 2) 作用机制 氢氧化铝是一种碱性无机盐,通过中和胃分泌物中的盐酸起作用。氢氧化铝在胃中缓慢溶解并与盐酸反应形成氯化铝和水。它还通过增加 pH 值和吸附来抑制胃蛋白酶的作用。通过增加碳酸氢根离子 (HCO3-) 和前列腺素,可能产生细胞保护作用。 2. 氢氧化铝在体内如何发挥作用? ( 1) 氢氧化铝 [Al(OH)3] 解离成 Al3+ 和 OH- 在胃中。然后,释放的氢氧化物基团与游离质子结合,最终在胃内产生水和不溶性铝盐,主要是Al(Cl)3。质子结合有助于增加胃的整体pH值,即酸性降低,减少消化不良的症状。产生的铝盐主要通过粪便排出体外,只有不到 1% 的生物可利用铝在胃肠道内被吸收。 ( 2) 铝在体内维持着稳定的状态,因此使用铝作为抗酸剂会暂时增加其吸收,并导致未改性铝的尿排泄量相应增加。然而,随着长期摄入铝量的增加,体内稳态设定值可能会提高。因此,氢氧化铝治疗不应被视为胃酸消化不良患者的长期解决方案。此外,对于患有慢性肾病的患者,由于可能无法有效排泄增加的铝,需特别谨慎考虑其使用。 ( 3) 外用氢氧化铝在刺激区域形成酸性亲水层;这可作为防止感染和阻止伤口内细菌生长的保护屏障。 ( 4) 氢氧化铝作为疫苗中的佐剂已被证实能增强巨噬细胞的吞噬作用,可能通过上调 NLRP3炎症小体来增加抗原的摄取。此外,它也以促进“储存库效应”而闻名,即使抗原在分子和周围区域聚集,有助于防止其在体内的降解。 ( 5)氢氧化铝(alum) 是最常用的佐剂。其佐剂作用机制复杂,迄今为止,已提出多种假说来解释其作用方式 。研究表明,它通过在注射部位形成储库来缓慢释放抗原。这延长了抗原与抗原呈递细胞 (APC) 之间的相互作用时间。此外,它将可溶性抗原转化为易于吞噬的颗粒形式。在细胞水平上,氢氧化铝直接刺激单核细胞产生激活 T 细胞的促炎细胞因子。活化的 Th2 细胞释放 IL-4,进而可诱导单核细胞上 MHC II 类分子表达增加。alum已被批准作为多种已获准用于人类的疫苗的佐剂,在全球大多数国家/地区使用。 3. 氢氧化铝在胃中如何发挥作用? 3.1 中和胃酸 氢氧化铝的作用是中和胃内产生的胃酸,但它不影响胃酸的生成过程本身。当氢氧化铝与胃酸反应时,会生成水和氯化铝,随后通过粪便排出体外。通过中和胃酸,氢氧化铝能够提升胃内 pH值,使其更为碱性,从而抑制胃蛋白酶的产生和活性。胃蛋白酶是一种能分解膳食蛋白并损害消化性溃疡中胃粘膜的胃酶。 降低胃酸度和胃蛋白酶活性有助于治愈消化性溃疡,并减少食道的胃酸反流。氢氧化铝还会与胃肠道中的磷酸盐结合,形成不溶性复合物,并随粪便排出。这可防止膳食磷酸盐的吸收,并有助于降低血液中的磷酸盐水平。 3.2 对胃粘膜的影响 粘膜保护剂指 任何能保护胃粘膜免受酸性胃液侵蚀的药物。这粘膜屏障是指胃内阻止氢 离子反向扩散的屏障。该屏障是一层厚的粘液与碱性液体一起分泌。由于粘液是凝胶,它会包住碱性液体,从而覆盖胃部。 例如硫酸铝是蔗糖与氢氧化铝的聚合物,可在粘膜内层形成保护层,尤其是在溃疡区域。 含有氢氧化铝的抗酸剂对胃具有保护作用,因为它们可以防止阿司匹林或无水乙醇等有害物质引起的肉眼可见的粘膜坏死和出血。从组织学上看,这种保护作用主要局限于胃粘膜深处的组织,主要由胃腺组成,而表面上皮的损伤并没有明显减轻。因此,浅表上皮层的完整性参数(电位差、粘液分泌、细胞脱落)并不表明抗酸剂对坏死剂损伤具有保护作用。相反,微出血率的显著降低确实表明抗酸剂的保护作用在粘膜更深的层面上起作用。抗酸剂的保护作用可能至少部分由内源性前列腺素介导,在这种情况下,前列腺素会升高。 4. 氢氧化铝的优点和用途 氢氧化铝通常用于口服,用于暂时缓解胃灼热或胃食管反流。此外,它还可局部、暂时用于保护和缓解擦伤、轻微伤口和烧伤所引起的皮肤擦伤,以及因摩擦而引起的皮肤刺激。患者也可以用漱口水的形式接受它来治疗化疗引起的口腔粘膜炎。此外,由于其增强吞噬作用和刺激免疫反应的能力,它被批准用作多种疫苗的佐剂。此外,它还被用于各种浓度的化妆品。在慢性肾病患者中,氢氧化铝也可用作磷酸盐粘合剂。然而,由于可能存在不良反应的风险,这种用法并不常见。一般来说,口服氢氧化铝是以液体制剂的形式提供,通常包含铝和氢氧化镁。 5. 建议 氢氧化铝主要通过中和胃酸和形成保护屏障的方式来缓解消化不良和胃部不适等症状。然而,使用氢氧化铝时仍需注意一些重要事项。由于每个人的身体状况和药物反应可能不同,具体的使用剂量和频率应咨询医生或专业医务人员的建议。遵循医生的指导使用氢氧化铝可以确保其安全有效地发挥作用,同时减少潜在的不良反应和药物相互作用的风险。因此,使用氢氧化铝前请务必向医生查询,以确保合适的用药方式和最佳的疗效。 参考: [1]https://drugs.ncats.io/drug/5QB0T2IUN0 [2]Shon N N, Yarbrough T, Shah A D. Aluminum Hydroxide[J]. 2019. [3]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK546669/ [4]https://www.britannica.com/science/mucosal-protective-agent [5]https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3104655/ [6]https://go.drugbank.com/drugs/DB06723 [7]https://www.sciencedirect.com/topics/pharmacology-toxicology-and-pharmaceutical-science/aluminum-hydroxide [8]https://www.medicinenet.com/ [9]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1567576920313862
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如何合成7-乙基喜树碱?
7-乙基喜树碱是一种重要的喜树碱类衍生物,在医药领域具有广泛的应用,其合成方法的研究对于推动相关领域的应用具有重要意义。 简述: 7-乙基喜树碱(7-ethylcamptothecin)是一种新型喜树碱类衍生物其B环7位被乙基取代,喜树碱及其衍生物能靶向抑制拓扑异构酶Ⅰ而在临床产生良好抗肿瘤作用。 合成: 1. 方法一: 在 AcOH/98%H2SO4 体系中, 喜树碱 和正丙醛经烷基化反应制得 7-乙基喜树碱。具体实验步骤如下: 将喜树碱 3.00 g(8.6 mmol)溶于冰醋酸(80 mL) 中,于5℃~10℃缓慢滴加98%硫酸20 mL ,滴毕,搅拌至亮黄色得溶液 A。在三口烧瓶中加入FeSO4·7H2O 2.50 g(9 mmol)和去离子100 mL,搅拌使其溶解; 于 2℃左右加入溶液A,搅拌均匀后滴加正丙醛3.00 mL (40 mmol),滴毕,待体系温度降至2℃左右时缓慢滴加30%H2O2 2.40 mL(15 min); 反应 45 min。倾入250 mL 冰水中,静置 1.0 h,过滤,滤液用氯仿(3×100 mL)萃取,合并萃取液,减压浓缩至干得黄色固体。经硅胶(100目~200目)柱层析(洗脱剂:氯仿)纯化得淡黄色粉末7-乙基喜树碱 2.40 g,纯度 99.0%(HPLC,下同),收率74.0%,m.p.259℃~260℃。 2. 方法二: 方法包括以下实验步骤:在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗的 100 mL三口烧瓶中,先加入2.5 g FeSO4·7H2O和24 mL去离子水,冰水浴冷却下搅拌,降温至2 ℃,再加入由3 g CPT、25 mL冰醋酸和9 mL w(H2SO4)=98%浓硫酸组成的混合液,控制温度在3 ℃以下,先滴加4.5 mL丙醛,搅拌10 min后再滴加1.8 mL w(H2O2)=30%双氧水,搅拌反应1.5 h后,将反应液倒入100 mL冰水中,然后用氯仿(6×50 mL)萃取,萃取液减压浓缩至干,得到2.88g土黄色固体,即为产品7-Et-CPT,收率88%,w(7-Et-CPT)=93.8%,熔点251~254 ℃。 合成 7-乙基喜树碱的最佳条件为:喜树碱3.0 g; 丙醛 4.5 mL;w(H2O2)=30%的双氧水1.8 mL;FeSO4·7H2O 2.5 g;w(H2SO4)=98%的浓硫酸9 mL; 冰醋酸 25 mL; 去离子水 24 mL; 反应温度 2~3 ℃; 反应时间 1.5 h。产品收率88%,w(7-乙基-喜树碱)=93.8%, 熔点 251~254 ℃。 参考文献: [1]刘志莲,王文贵,杨红晓等. 伊立替康药物中间体7-乙基喜树碱合成的课程思政设计 [J/OL]. 大学化学, 1-5[2024-02-23]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1815.O6.20230727.1251.010.html. [2]陈小炎. 7-乙基喜树碱通过线粒体凋亡通路诱导肝癌细胞凋亡的研究[D]. 中国医科大学, 2019. DOI:10.27652/d.cnki.gzyku.2019.001436. [3]高鹏,朱磊,王佳乐等. 20(S)-O-取代苯甲酸-7-乙基喜树碱酯类化合物的合成及其抗肿瘤活性 [J]. 合成化学, 2012, 20 (02): 137-142. DOI:10.15952/j.cnki.cjsc.2012.02.022. [4]马金娥,田志娟,李斌等. 7-乙基-喜树碱的合成 [J]. 精细化工, 2004, (05): 392-394.
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如何合成炔诺酮醋酸酯?
本文将介绍炔诺酮醋酸酯的合成方法,这对于理解该化合物的制备过程以及在药物合成和有机化学领域的应用具有重要意义。 简介:炔诺酮醋酸酯,英文名为 Norethisterone Acetate ,化学名为 17α- 乙炔基 -17β- 羟基雌甾 -4- 烯 -3- 酮 17- 醋酸酯,系 19- 去甲基睾酮衍生物,是一种口服有效的孕激素,能抑制下丘脑促黄体释放激素的分泌,并作用于腺垂体,降低其对促黄体释放激素的敏感性,从而阻断促性腺激素的释放,产生排卵抑制作用,因此主要与炔雌醇合用作为短效口服避孕药。 合成: 1. 方法一。炔诺酮醋酸酯的合成通常是以炔诺酮( Ⅰ )为原料,在吡啶或对甲基苯磺酸存在下,与醋酐酯化,先获得 3 , 17- 位双醋酸酯( Ⅱ )和 17- 位醋酸酯( Ⅲ )的混合物,再使双酯水解,得到炔诺酮醋酸酯。另有报道,以二甲苯为溶剂,醋酐为酰化剂,经共沸脱水去除二甲苯后,再经水解制得炔诺酮醋酸酯。上述诸方法,由于水解条件较难控制,产物中容易混入炔诺酮或炔诺酮双醋酸酯而影响产物的质量。 2. 方法二。文献报道 4- 二甲基氨基吡啶( DMAP )是高效酰化剂,可使化合物中的叔醇基团直接酯化,得到高产率、高纯度的酯化产物。以炔诺酮和醋酐为起始原料,用 DMAP 作酰化剂,直接使炔诺酮的 17- 位羟基酰化得到炔诺酮醋酸酯。该方法反应条件温和,避免由于水解反应而影响产品纯度和质量,操作简便,产率高,得到高纯度的白色针状炔诺酮醋酸酯的结晶。 3. 方法三。《全国原料药工艺汇编》中收录的炔诺酮合成方法,以 19- 去甲 -4- 雄烯二酮为起始原料,直接炔化得到炔诺酮,其合成路线如下: 该方法需要用甲苯脱水来生产乙炔钾,能耗较高,且 3 位酮基也会发生炔化反应,会得到较大的 3- 位炔化杂质,该杂质难以精制除去,提纯困难,且该方法不适合工业化生产。 4. 方法四。以 19 -去甲-4-雄烯二酮为起始原料,经保护、炔化、水解、酯化 4 个步骤,制备得到炔诺酮醋酸酯。具体步骤如下: ( 1 )保护反应:将 19- 去甲 -4- 雄烯二酮 (1) 加入到有机溶剂 A 中,加入原甲酸三酯,酸性催化剂,控制温度 20 ~ 60℃ 搅拌反应,反应结束后,加入碱 A ,降温至 -10 ~ 5℃ ,过滤,干燥,得到中间体 2 ; ( 2 )炔化反应:将步骤 1) 中得到的中间体 (2) 溶于有机溶剂 B ,加入碱 B ,通入乙炔,控制 0 ~ 50℃ 搅拌反应,反应结束后,加酸溶液 A 中和,浓缩,加水水析,过滤,得到中间体 3 。 ( 3 )水解反应:将步骤 2) 中得到的中间体 (3) 溶于有机溶剂 C ,加入酸溶液 B ,控制 0 ~ 50℃ 搅拌反应,反应结束后,加入碱 C 中和,浓缩,加水水析,过滤,干燥,得到中间体 4 。 ( 4 )酯化反应:将步骤 3) 中得到的中间体 (4) 经酯化反应后得到炔诺酮醋酸酯,具体的酯化反应方法如下: 将步骤( 3 )中得到的中间体 (4) 溶于有机溶剂 D ,加入催化剂,缚酸剂,酯化试剂,控制 0 ~ 50℃ 搅拌反应,反应结束后,水洗,浓缩,加水水析,过滤,精制,干燥,得到炔诺酮醋酸酯; 或,将步骤( 3 )中得到的中间体 (4) 溶于有机溶剂 D ,加入醋酸,催化剂,脱水剂,控制 0 ~ 50℃ 搅拌反应,反应结束后,浓缩,加水水析,过滤,精制,干燥,得到炔诺酮醋酸酯。 该制备方法通过改进传统工艺的不足,反应条件温和,减少了杂质的形成;总体的转化率高,操作简便,适于工业化生产,具有广阔的市场前景。 参考文献: [1]朱家蕙 , 沈正荣 , 马臻等 . 炔诺酮醋酸酯的一步合成法 [J]. 中国药物化学杂志 , 1999, (01): 62-63. [2]刘滔 , 李光华 , 徐敏 . 炔诺酮醋酸酯合成的工艺改进 [J]. 中国现代应用药学 , 1998, (01): 29-69. DOI:10.13748/j.cnki.issn1007-7693.1998.01.013 [3]浙江神洲药业有限公司 . 一种炔诺酮醋酸酯的制备方法 :CN202010579599.4[P]. 2020-11-03.
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如何从天然产物中提取纯化对香豆酸?
对羟基肉桂酸(p-Hydroxycinnamic acid),又称对香豆酸,是医药与香料工业中间体,广泛存在于自然界植物中。除了通过有机合成获得,还可以直接从天然产物中提取纯化获得。 白花蛇舌草 可以采用90%乙醇提取,大孔吸附树脂纯化,40%乙醇洗脱,浓缩干燥,乙酸乙酯再回流提取的方法来得到对香豆酸粗品。 玉米芯 通过碱解、超滤、透过液脱色、离子交换吸附、解吸、二次脱色、结晶等步骤对玉米芯中主要成分对香豆酸进行含量富集。 甘蔗 蔗渣先经碱解,滤液超滤,活性炭脱色,离子交换树脂吸附,浓缩结晶即可得到高含量对香豆酸。 竹茹 以上几种方法大多需要使用柱层析方式纯化对香豆酸,该工艺周期较长,回收率偏低,而且溶剂消耗较大。 CN105384626B公开了一种新的分离纯化竹茹中对香豆酸的方法,步骤如下: 步骤1:向原料竹茹中加入原料质量3倍量的水和原料质量0.3%-0.8%的复合生物酶,得酶解后原料;所述复合生物酶为木质过氧化物酶和木葡聚糖酶的混合酶;所述木质过氧化物酶和木葡聚糖酶的质量比为1:1.2; 步骤2:将酶解后原料晾干或烘干,加入有机物回流提取,合并提取液并浓缩,放置,过滤,收集沉淀;所述有机物为乙酸乙酯、乙酸甲酯和正丁醇中的任意一种或多种的混合; 步骤3:步骤2所得的沉淀先用石油醚洗涤,再用酸性溶液洗涤;所述酸性溶液为盐酸、硫酸或柠檬酸的水溶液; 步骤4:向步骤3洗涤后的沉淀中加入乙醇回流溶解,然后加入活性炭吸附除杂,过滤,放置冷却析晶,干燥即得对香豆酸。 此方法的优点包括: 1.生物酶解:采用酶解-提取-洗涤-重结晶等手段对竹茹中的对香豆酸进行分离纯化,工艺简单,效果好;主要采用生物酶解的手段使对香豆酸完全的游离出来,操作条件缓和,且酶的专一性可以避免一些其他成分的分解,或遇酸碱而溶出,降低了后续处理的难度。 2.周期短、成本低:采用四步即可将竹茹中的对香豆酸进行分离纯化,首先酶解为后续的分离纯化做了很好的铺垫,再通过小极性有机溶剂提取明显减少了杂质的含量,从而避免了背景技术中各种柱层析的使用,缩短了工艺流程,适用于工业化生产。 3.质量稳定:本发明工艺简单,可操作性强,产品收率高,质量稳定,重复性高。
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#反式-4-羟基肉桂酸
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分子筛的吸附能力如何?
沸石分子筛是一种含铝硅酸盐的结晶,被广泛应用。它具有高效能选择性的吸附能力,根据结构和组成的不同,已有多种类型可作为分子筛使用,其中常用的是A型和X型。 常用的A型分子筛有3A型、4A型和5A型三种,它们的化学组成分别是: 3A型,K9Na3[(A1O2)12(SiO2)12]·27H2O 4A型,Na12[(A102)12(SiO2)12]·27H2O 5A型,Ca4.5Na3[(A1O2)12]·30H2O 常用的X型分子筛是13X型,其化学组成为Nas6[(A102)86(Si02)106]∝H2O 分子筛具有高度选择性吸附性能,这是因为其结构形成了许多与外部相通的均一微孔。分子筛可以筛分各种分子大小不同的混合物,较小的分子可以进入孔道,而较大的分子则留在孔外。表2.5.8列出了分子筛的吸附性能,以便根据实际情况进行选择。 有机化学实验室常常使用分子筛吸附有机溶剂中的少量水分,如乙醚、乙醇、异丙醇和氯仿。此外,分子筛还可以吸附有机反应生成的水分,效果较好。在使用分子筛进行干燥时需要注意以下几点: 新领来的分子筛在使用前应先进行活化脱水,温度为550+-10℃,在常压下烘2小时。温度过高或过低都会影响吸附量,超过600℃以上时,分子筛的晶体结构会被破坏,从而降低或丧失其吸附能力。活化后的分子筛待冷至200℃左右,应立即取出存于干燥器备用。 分子筛在使用之后活性降低,需要再次进行活化才能使用。活化前需要用水蒸气或惰性气体将分子筛中的其他物质替代出来,然后按照注意事项1进行处理。 使用分子筛时,介质的pH值应控制在6-12之间。 分子筛适用于除去微量的水分,如果水分过多,应先使用其他干燥剂进行去水,然后再使用分子筛进行干燥。
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#分子筛
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晶态聚合物/晶态聚合物共混物的形态有哪些?
晶态聚合物/晶态聚合物共混物的例子主要有聚对苯二甲酸丁二酯(PBT) /对苯二甲酸乙二酯(PET)共混物、PE/PP共混物、PA/PE共混物等。由于结晶聚合物尚有非晶区,结品型及品体结构又受多方面因素的影响,此类共混物的相态结构就更为复杂,有可能呈现如图3-12所示的六种形态。 图3-12(a)、(b)中两种情况破坏了原两结晶型聚合物的结晶性,形成了非晶态的共混体系,其中互溶性好为(a) 的形态,互溶性差为(b)的形态。例如,PBT/PET熔融共混,因发生酯交换形成了无规嵌段共聚物,完全失去了结品性,其共混物就表现为这类非晶共混体系的形态。 图3-12(e)、 (d)中两结品聚合物分别结品的形态是较为普遍的,例如,PP/UHMWPE (超高分子量PE)和PPS/PA共混物,在定制备条件 下均可形成两相分离的结晶/结品形态,图3-12(c)、(d)所表现的似乎是晶态分散于非晶态中,但当共混体系能充分结品达到高结晶度时,则成为少量非品区夹层分布于品粒和球晶之间的另外的形态,其状况显然有别于图3-12(e)、(d)。 图3-12(e) 中所表现的形态是两结晶聚合物分别形成球品,但球晶中含有非晶区的成分。 若两结品聚 合物能形成共品,则犹如图3-12(D中所示的形态。该形态中的共混球晶中,同样也有含非品区和不含非晶区之分(后一种情况,图中未体现)。关于聚合物共混中共品的存在,已有大量研究证实,如对溶液共混法得到的LLDPE/UHM-WPE共混物研究表明,其结品熔融峰是单一:的且不同于两聚合物原来的熔融峰,借此证明了共晶的形成。 除以上所述 各种可能的形态外,依据近来广泛的研究,尚有如下形态发现于晶态聚合物/品态聚合物共混体系中,若按图3-12中形态类别继续编号,则为: (g)一种结晶型聚合物形成品体,另种结晶型聚合物未结品而转化为非晶态,例如对于PP/UHMWPE聚合物熔融共混体系,当在140C下高温结晶,就会出现仅PP结晶、PE成为非晶态的这种形态,并且PE可渗透到PP球晶或片晶中: (h) 单组分晶体与双组分共晶同时存在的形态。在研究HDPE/LLDPE的报告中,证实经热处理的试样,LLDPE中规整性低的部分是单独结晶,面规整性高的部分则参与HDLPE形成共品。HDPE/LDPE共混体系的研究也有类似的结论。 此外,附晶(epitaxial crystalation)也是晶态聚合物/晶态聚合物共混物形态中的种特别值得注意的情况。所谓附品(又称附生结晶、 外延结晶)是一种结晶物质在另一物质(基质)上的取向生长。结品聚合物之间附晶的研究开始于20世纪80年代中期,当前研究较多的是iPP/HDPE及iPP/PA等共混体系。以PP/PE共混物为例,当拉伸此类共混物薄膜时,作为基质的PP就会出现如图3-13(a)所示的形态。该形态中黑色为结品区,标以A字的浅色区为非晶区,结晶区中的PP分子沿应力方向取向,而结晶沿垂直于应力的方向增长,形成“羊肉串式”的结晶:另一共混组分PE在PP品体上附生增长,其增长方向与PP品体成长方向星45角,如图3-10(b)所示,附晶的生成可以显著提高共混物的力学性能,因此,引起人们极大的兴趣。
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#聚合物
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什么是不同类型的激光器?
1.固体激光器 一般来说,固体激光器具有小巧、坚固、易于使用和高输出功率的特点。这种激光器使用晶体或玻璃等作为基质材料,其中掺入少量活性离子作为工作介质。除了红宝石和玻璃,常用的还有掺入三价钕离子的钇铝石榴石(YAG)激光器,它发射近红外激光波长为1060nm。固体激光器的连续功率通常可达到100W以上,脉冲峰值功率可达到109W。 2.气体激光器 气体激光器包括He-Ne、 CO2、Ar+激光器等。气体激光器具有结构简单、造价低、操作方便、工作介质稳定、光束质量好、能够长时间稳定连续工作等特点。它们是目前种类最多、应用最广泛的激光器,市场占有率约为60%。氦氖激光器输出波长为632.8nm,功率约为几毫瓦,采用几千伏的高压电激励,工作电流为10~20mA,可以采用内腔式、外腔式或半外腔式结构的光学谐振腔;CO2激光器输出波长为1064nm,功率通常约为10W。 3.液体激光器 液体激光器的特点是输出波长可连续调节,覆盖范围广,但工作原理相对复杂。常用的是染料激光器,使用有机染料作为工作物质,利用不同的染料可以获得不同波长的激光(在可见光范围内),通常使用激光作为泵浦源,如氩离子激光器等。 4.半导体激光器 半导体激光器体积小、质量轻、寿命长、结构简单而坚固,它们以半导体材料作为工作介质。目前比较成熟的是砷化镓激光器,发射激光波长为840nm。还有掺铝的砷化镓、硫化铬、硫化锌等激光器。激励方式包括光泵浦和电激励等。由于体积小、质量轻、寿命长、结构简单而坚固,半导体激光器特别适用于飞机、车辆和宇宙飞船等场合。在20世纪70年代末期,随着光纤通信和光盘技术的发展,半导体激光器在高科技领域的应用得到了极大推动。 激光器还可以根据不同的输出方式分为连续激光器和脉冲激光器,其中脉冲激光的峰值功率可以非常大。此外,还可以根据发光频率和发光功率的大小进行分类。
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控制论的应用领域及相关理论方法?
控制论是研究控制系统和信息系统共同规律和控制方法的科学,它探索系统的普遍本质,而不是具体系统的具体控制方法。控制论的创始人是美国的维纳(N. Wiener,1894~ 1964),他在1948年出版了《控制论》一书,定义控制论为“关于机器和生物的通信和控制的科学”。控制一词源自希腊文的掌舵术,在狩猎、射击和自动火炮等领域都涉及控制问题。 从第二次世界大战开始,维纳和别格罗(J. Bigelow)合作,研究防空火炮的自动控制问题。他们详细探索了负反馈对自动火炮控制调节的作用,并在1943年发表了《行为,目的和目的论》的著名论文,这是控制论的一个里程碑。1943~ 1944年,维纳和冯.诺伊曼发起了一次交叉学科的学术讨论会,会议邀请了工程师、生物学家、数学家等多方面专家参加,讨论了控制论的相关问题。1946年,纽约还召开了讨论反馈问题的学术会议,这两次会议对控制论的产生和发展起到了推动作用。1947年,维纳参加了在法国南锡召开的数学学术讨论会,期间,弗里曼要求维纳写一部专著出版,维纳答应了这个要求,并在1948年出版了《控制论》一书,从而宣告了这门科学的正式诞生。此后,中国科学家钱学森在1954年将控制论的思想用于工程技术的研究,并著有《工程控制论》专著。近半个世纪以来,控制论的思想方法已渗透到各种科学技术领域。例如,在化学的实验设计、化学反应的自动控制、化工生产的设计、施工、管理生产流程的调控等方面都需要控制论的科学方法作指导。尤其是大型综合性的化工生产,系统控制方法起着主导和关键的作用。 和系统论、信息论、控制论相联系的理论方法还有很多。如米勒在1949年提出的“行为科学”理论方法,诺贝尔奖获得者、化学家艾根在1977年提出的“超循环自组织理论”,日本的槌田敦在20世纪70年代提出的“资源物理学”,还有运筹学、博弈论、对策论、社会控制论、经济控制论、数学中的莫萨洛维克体系、怀莫尔体系、克勒体系等。这些系统性的理论方法相互联系、相互补充、相互渗透,共同推动着科学的发展。近年来影响比较大的系统理论有耗散结构理论、协同学、突变理论。下面再对这几种理论和方法进行说明。
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三种沉淀滴定方法的适用范围及优缺点?
莫尔法、佛尔哈德法与法扬司法三种沉淀滴定法各有其适用范围和优缺点归纳比较如下: 表9-2 三种沉淀滴定方法适用范围及其优缺点 沉淀滴定方法 适用范围 优缺点 莫尔法 氯化物、溴化物 方法可靠、简便,但只能在中性或弱碱性溶液中进行滴定 佛尔哈德法 银盐 终点明显,只能在酸性条件下滴定,某些离子存在没有干扰,以硫氰酸铵标准溶液可直接测定 卤化物 终点明显,只能在酸性条件下进行,但必须用间接法加入过量AgNO3标准溶液后,再用NH4SCN标准溶液回滴过量的AgNO3,由于使用二种标准溶液,操作麻频,引入误差的机会增多 法扬司法 卤化物、 硫氰化物 方法简单,终点明显,但反应条件要求严格,如溶液的酸碱度、浓度以及对胶体的保护等 银量法的应用实例 (一)氯化钠的含量测定(莫尔法) 精密称取试样约0.16克,置于锥形瓶中,加蒸馏水50毫升,振摇使溶解。加入5%K2CrO4指示剂1毫升。在充分振摇下用0.1NAgNO3标准溶液滴定到刚好呈现砖红色为终点。 试样中NaCl的百分含量为: (二)溴化钾的含量测定(佛尔哈德法) 精密称取试样约0.2克,置于250毫升锥形瓶中,加蒸馏水50毫升,溶解后再加入新煮沸放冷的HNO32毫升,用移液管加入0.1N AgNO3标准溶液25毫升,充分振摇,加铁铵矾指示剂一毫升。在用力振摇下用0.1N NH4SCN标准溶液回滴过剩的AgNO3,滴到溶液刚呈红色,半分钟不褪色即为终点。 试样中KBr百分含量为: (三)碘化钾的含量测定(法杨司法) 精密称取试样约0.3克,置于250升锥形瓶中。加蒸馏水50毫升溶解后,加稀醋酸10毫升和曙红指示剂10滴,用0.1N AgNO3标准溶液,滴定至沉淀由黄色转变为玫瑰红色为终点。 试样中碘化钾的百分含量为: 银量法除了可以测定无机化物、银盐、硫氰酸盐外,也可以测定有机碱的氢卤酸盐或有机卤化物。但测定时必须先经过适当处理,如用NaOH水溶液加热回流水解或用无水碳酸钠熔融等方法,使有机卤化物中的卤素以卤离子形式进入溶液后,再用银量法进行测定。
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为什么过白的馒头不能吃?
如果仔细观察,就会发现,街上卖的馒头也有不同,有的馒头雪白雪白的,于是就有很多市民去买,可吃了这种馒头后就有不少的人肚子疼、不舒服。人们都无法理解,难道太白的馒头不能吃吗?原来,那些馒头白得很不正常。 天然面粉蒸出的馒头本色是微黄的,过白的馒头是劣质甚至霉变面粉蒸好后,再用硫磺熏蒸漂白的。由于硫磺加热燃烧后,会生成一种有漂白性的气体二氧化硫,它可以将草帽辫、纸张等漂白。但这种漂白是不持久的,容易回归本色,所以草帽辫和书本纸张等,日子久了会发黄。二氧化硫是种易溶于水、有刺激性气味的有毒气体,很容易被松软物质大量吸附,因此用它漂白的馒头有毒。再者,需要漂白的馒头往往原料面粉有问题,常吃这种毒馒头当然会有损健康。 除了用硫磺漂白馒头外,还有种鲜为人知的面粉增白剂问题。 我们现今吃的馒头,是不是整体都比以前白了?那是因为在你买的面粉里加人了增白添加剂一过氧化苯甲酰的缘故。 过氧化苯甲酰具有强氧化作用,它可以缓慢地氧化破坏面粉中的叶黄素、胡萝卜素等有益成分,使其由略带黄色变为白色,同时面粉原有的麦香味会消失,散发出漂白剂的味儿。叶黄素被认为是维生素的一个新品种,对人体保健特别是在抗视力疲劳方面显现出一定的功效。除此之外,叶黄素在防病、抗癌和增强免疫力方面的作用也不可小视。它是人血液中主要类胡萝卜素之一,对直肠癌、皮肤癌等多种癌症有抑制作用,它可保护皮肤不受紫外线照射的损伤,能大大减少皮肤癌的发生率,增强机体免疫力。在膳食中摄人叶黄素不仅可以抑制肿瘤,还能预防肿瘤的发生。叶黄素还有利于预防心血管病的发生,延缓早期动脉硬化。这些充分显示了叶黄素对人体保健方面的重要价值。 目前,普遍使用过氧化苯甲酰做小麦粉的漂白,主要是因为它不仅使用工艺简单,而且没有蓄积性、致突发病变和抗原作用。但存在的问题是,在搅拌过程中,很难达到均质的程度,其增白的效果自然会大打折扣。一些 不法商家就会增加使用量,直至超标。
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材料科学
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氧化钒(Ⅲ)的性质及应用?
氧化钒(Ⅲ)是一种黑色难熔物质,可以通过将V2O5用氢气或一氧化碳还原而制得。它具有刚玉结构,但纯度较高的制备较为困难,因为它在氧不足的条件下仍然保持刚玉结构的倾向。曾有报道称其组成中的氧含量较低,类似于VO1.35,但仍保持刚玉结构。 V2O3具有碱性,可以溶于酸中生成VⅢ水合离子或其络合物溶液。在这些溶液中加入OH-,可以得到容易被氧化的水合氧化物。 水合离子和络合物 :兰色水合离子[V(H2O)6]3+可以通过上述方法或将VⅣ(或VⅤ)溶液用电解法或化学法还原得到。VⅢ的这种溶液(以及其他溶液)容易受到空气氧化。根据电势可以看出: VO2++2H++e=V3++H2O E0=0.36伏 当V2+和VO2+的溶液混合时,会形成棕色的V3+,它具有一个氧桥VOV4+的中间物。这与铬(Ⅲ)物种CrOCr4+相似,后者是在Cr2+在CrⅣ络合物存在的条件下被二电子氧化剂Tl3+氧化形成的。 钒(Ⅲ)可以形成许多络离子,其中大多数是阴离子,例如[V(C2O4)3]3-、[V(CN)6]3-和[V(NCS)6]3-,还有一些是中性的,例如V[S2P(OEt)2]3。除了水溶液中存在的[V(H2O)6]3+,部分水解成V(OH)2+和VO+。[V(H2O)6]3+还以钒的形式存在,如MⅠV(SO4)2·12H2O。通过电解还原H2SO4中的NH4VO3,可以得到对空气稳定的兰紫色晶体铵钒。然而,核四极共振光谱证实,水合卤化物VX3·6H2O的结构与FeⅢ和CrⅢ的水合物相似,例如[VCl2(H2O)4]Cl·2H2O。 钒(Ⅲ)的电子结构是八面体配位d2离子的电子结构的典型例子。对于一些八面体络合物,如V(H2O)63+、VF63-、V(C3H2O4)33-和被V3+所取代的α-Al2O3,配位场模型可以很好地解释它们的性质,尽管已经发现必须考虑到基本八面体场的三角形畸变(D3d)的影响。 其他钒(Ⅲ)络合物 :与其他卤化物一样,钒(Ⅲ)也可以形成加合物和阴离子物种,例如VX3(NMe3)2和VX3py3,以及VCl4-和V2Cl93-。
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#氧化钒
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涤纶是如何制造的?
涤纶是一种聚酯纤维,用于制造大家熟悉的“的确良”。 分析涤纶的名称,你会发现它是由对苯二甲酸和乙二醇这两种原料制成的。然而,在工业生产中并不是简单地将二者直接反应就可以得到涤纶。因为对苯二甲酸在乙二醇中溶解性不好,直接和乙二醇酯化的速度较慢。此外,对苯二甲酸不易提纯,用不纯的对苯二甲酸缩聚时得到的树脂分子量低,不能用于纺丝。因此,常常将对苯二甲酸预先和甲醇制成容易精制的对苯二甲酸二甲酯,然后进行提纯。 接下来,将对苯二甲酸二甲酯与乙二醇进行酯交换反应,制得涤纶单体——对苯二甲酸乙二醇酯。 然后,在高真空下于265~285℃时进行缩聚(以Sb2O3为催化剂),并不断蒸出乙二醇,就得到涤纶树脂。 在280~300℃时,加热涤纶树脂进行熔融鈁丝,然后进行拉伸、热处理等过程,就得到涤纶的长丝或短纤维。将其分别与棉、毛、丝等混纺,就可得到相应的“的确良”混纺商品。 对苯二甲酸和乙二醇这两个原料均可通过石油加工得到。从石油和天然气生产涤纶的过程如图5-10所示。 涤纶纤维具有许多突出的性能。由于在涤纶的主链上有着僵硬的苯环结构,使官能团排列得很规整、紧密,结晶度较高,不易变形,受力形变后也易恢复,所以织物的抗绉性能特别好,外形挺括。但是,涤纶分子排列紧密,吸水率低,做成内衣穿着时有不透气的感觉,因此常常与棉纤维混纺。不过,洗起来却容易干;同时,由于吸湿性小,电绝缘性好,适宜于做电绝缘材料。 涤纶纤维在工业上可用于制作耐酸滤布。不过,由于涤纶分子的主链上有酯键,容易发生碱性水解,遇到醇类也会发生酯交换而受到破坏,因此不耐碱、不耐醇。不过,对大多数有机溶剂、氧化剂、还原剂来说,涤纶纤维是稳定的,常用于制作工作服、渔网、传送带、人造血管等。
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安培表和伏特表的构造和使用方法是怎样的?
安培表和伏特表是用来测量电流和电压的仪表。 简单构造 安培表和伏特表的构造有两种类型:磁电式和电磁式。 (1)磁电式电表 是根据带电线圈和磁铁相互作用的原理制成的。它有一个固定的马蹄形磁钢,磁场中有细导线绕成的线圈,线圈中心有一固定的软钢圆柱,线圈和轴连接,可以转动。当线圈中通过电流时,线圈在磁场中转动的角度与电流的大小成正比。 (2)电磁式电表 是根据螺管线圈通电后吸引钢质铁心的原理制成的。它有一固定线圈,当通过电流时,线圈将装在转轴上的钢片吸入,转轴转动的角度与电流的大小成正比。 使用方法 (1)安培表的使用方法 :测量直流电流通常采用磁电式安培表,测量交流电流常采用电磁式安培表。安培表永远串联在电路中使用。为了防止安培表被烧坏,应注意将安培表串联在电路中,不要并联。 (2)伏特表的使用方法 :测量直流电压常用磁电式伏特表,测量交流电压常用电磁式伏特表。伏特表永远并联在电路中使用。为了扩大伏特表的量程,需要串联一个倍压器。
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为什么爱因斯坦的名字被用来命名一个元素?
命名一个元素并不容易,尤其是用某个人的名字来命名。虽然有超过800名诺贝尔奖获得者,但只有很少的几个人得到了这个殊荣。爱因斯坦是其中一个,他是有史以来最著名的科学家之一。 爱因斯坦不仅是一位著名的科学家,还曾发出过一封20世纪最重要的信,这封信实际上是导致原子弹发明的起因。 当一个重的原子核分裂成两个轻的原子核时,我们称之为核裂变。如果一个中子击中合适的原子核,裂变就会立即发生。裂变会释放出大量能量,也可能释放出一个或多个中子。 1933年9月12日,列奥·齐拉特意识到核裂变可能导致灾难性后果。他意识到,如果一个裂变的原子核能释放出2个中子,击中其他原子核使它们发生裂变,释放出更多中子,这些中子又能使更多原子核发生裂变,那么人类将走上一条直通地狱的道路。 齐拉特决定写信给罗斯福总统,提醒他美国需要建造能够抵御德国的核装置。这封信由爱因斯坦签名,并通过一位受信任的朋友交给罗斯福。之后的5年11个月14天,代号为“三位一体”的核装置在阿拉莫戈多沙漠上空闪耀。 然而,德国并没有取得任何进展。科学家们试图引起领导人的注意,但德国的种族纯洁主义使得一些科学家选择离开德国去为其他国家工作。
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材料科学
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对苯二甲酰氯的化学性质和应用?
对苯二甲酰氯 【英文名称】p-phthaloyl chloride;4-benezenedicarbonyl chloride 【CA登记号】100-20-9 【化学名称】对苯二甲酰氯 【分子式、相对分子质量】C 8 H 4 Cl 2 O 2 203.02 【别名】对酞酰氯,1,4-苯二碳酰二氯 【性质】白色针状体或片状体结晶。熔点83~84℃,沸点259℃,140~145℃(2.0kPa)。在湿空气中发烟,遇水分解,溶于醚等有机溶剂。能较快地与空气中的水分生成相应的酸。有毒,对皮肤、眼睛和黏膜有强烈刺激作用,催泪性很强。大鼠经口LD 50 为2500mg/kg。 【制法】以对二甲苯为原料,通过光催化氯化、对苯二甲酸酰氯化、调至碱性、过滤、减压蒸馏得到成品。主要化学反应方程式: 【主要用途】对苯二甲酰氯是一种有机合成中间体,可用于制备芳纶、聚丙烯酸酯耐高温树脂、绝缘材料、染料、颜料、医药以及农药(敌草索)。 【质量指标】主要质量指标: 指标名称 指标 优级品(芳纶级) 一级品(芳纶级) 含量/%(质量分数) ≥ 99.80 99.5 熔点/℃ 82~83.5 81.1~83.5 【消耗定额】 原料名称 规格(质量分数) 消耗定额/(kg/t) 对二甲苯 工业级,≥99.0% 440 对苯二甲酸 聚合级,≥99.5% 688 液氯 工业级,≥99.0% 2550 聚对苯二甲酰对苯二胺的制备方法和应用 【英文名称】poly(p-phenylene terephthalamide);poly(1,4-phenylene terephthalamide);PPTA 【制法】高纯度对苯二甲酸在催化剂等的存在下,与对苯二胺直接缩聚,生成聚对苯二甲酰对苯二胺。主要化学反应方程式: 【主要用途】聚对苯二甲酰对苯二胺是一种著名的溶致性全芳香族聚酰胺液晶高分子,通过溶液液晶纺丝,可以制得强度高、模量大的有机纤维芳纶。主要用于制作高级乘用车轮胎帘子线、飞机结构件及防弹衣等。
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#对苯二甲酰氯
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天然水中的碳酸物质与溶解氧和pH的关系是怎样的?
天然水中的碳酸物质与溶解氧和pH之间存在密切的联系。溶解氧较少的地方通常会导致总二氧化碳增加,从而降低pH值。 首先,水中氧气的增加是由大气中的溶解和植物光合作用引起的。氧气的减少主要是由氧化和生物呼吸引起的。此外,当溶解氧达到过饱和状态时,一部分会逸出到大气中。碳酸物质的增加是由大气中的溶解、生物呼吸、含碳物质的氧化、有机化合物的分解以及无机盐如碳酸钙的溶解等引起的。而碳酸物质的减少则是由植物光合作用、不溶性碳酸盐的沉淀、二氧化碳的生物化学固定以及逸出到大气中等引起的。 氧气通过呼吸或有机物的氧化会产生相当量的二氧化碳,而二氧化碳经光合作用可以产生几乎等量的氧气。虽然比值(O 2 /CO 2 )严格来说并不等于1,但可以近似认为是1。 因此,从原理上来说,无论以氧气还是总二氧化碳的变化为基础,都应该得到相同的结果来计算植物光合作用产生的有机物生产量。为了测定海水中有机物的生产量,斯蒂曼?尼尔森(Steeman Nielsen,1962)首创了使用放射性碳的方法。另一方面,赖利(G.P.Riley)等根据溶解氧的变化来测定海水中的有机物生产量。这两种方法得到的结果应该是一致的,但问题在于赖利测得的值约为尼尔森测定值的10倍,原因尚不明确。在我们进行的实验室研究中,使用放射性碳和溶解氧法得到的有机物生产量几乎完全一致。从原理上来说,放射性碳法比溶解氧法更优越,因此一般认为赖利等所得值过大可能是由于浮游植物的光合作用和呼吸作用以外的其他原因导致的。然而,在这种情况下,如果我们关注水中溶解氧和总二氧化碳的变化,两者之间的当量关系可能仍然成立。 在湖沼的表层,氧气充分溶解,但在湖沼底部附近往往形成嫌气性环境,尤其在成层期间这种倾向更加明显。在这种情况下,氧气和二氧化碳的关系变得非常复杂。 在缺乏氧气的环境中,相对于1个分子氧气,会生成2个分子二氧化碳。而在还原环境中,有机物的生化分解通常会生成二氧化碳。可以认为,相对于氧气的消耗,二氧化碳的生成量通常超过当量。 关于湖沼中碳酸物质的研究已经很多。在日本,有人对高须贺沼进行了研究,还有人对本崎湖和中纲湖进行了研究。 他们在高须贺沼和本崎湖测定了总二氧化碳、pH值和水温的垂直分布以及年变化,并发现在成层期和循环期之间存在显著差异。 除了像黑海这样的封闭海区或沿岸的浅海和海湾以及生产力特别高的海区外,海洋中直到海底都充分溶解了氧气,因此整体上形成了氧化环境。因此,与湖沼相比,海洋中氧气和二氧化碳的关系相对简单。 过去已经进行了一些关于海洋中碳酸物质溶解量的研究。这些测定结果表明,海水中二氧化碳的分压与大气中的二氧化碳分压不保持平衡。 沃坦伯格(H.Wattenberg,1933)测定了不同深度的海水的碱度比,并认为随着深度增加,碱度也增加。他认为这是由于海底沉积物中的碳酸钙溶解所致。雷维尔(Revelle)测定了北太平洋表层水的碱度,发现其值比大西洋表层水的值大,并指出北太平洋的高碱度与深层水和中层水的低氧含量相对应。莫伯格(E.G.Moberg,1934)等发现,碱度的垂直分布与钙的垂直分布非常相似。汤普森(T.G.Thompson)等测定了北太平洋华盛顿州外海直到2000米深的总二氧化碳,发现随着深度增加,总二氧化碳也增加,而氯度在10米处显示出极小值,并随深度增加。
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#二氧化碳
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材料科学
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氮的性质及其在工业中的应用?
空气中除了含有约78%的氮气外,还含有少量的有机氮化合物和硝酸。在自然界中,无机氮化合物的存在并不常见,只有少量的硝酸钠存在于某些地区,尤其是智利沿海地区。氮还以铵盐、硝酸盐或亚硝酸盐的形式存在于肥沃的土壤中。所有生物体都含有氮的有机化合物-蛋白质。没有蛋白质就没有生命,而氮是蛋白质的必要组成部分,因此,氮对于生命的重要性是显而易见的。 在工业上,氮的大量生产是以空气为原料,通过液化和分馏的方式进行。氧气和稀有气体是工业制氮的副产品。分馏液态空气所得的氮常常含有少量的氧气和微量的稀有气体。可以通过红铜将这种不纯的氮中的氧气除去。剩下的稀有气体对一般工作并没有影响。 在实验室中,加热亚硝酸铵的浓溶液至约70°C,即可得到氮: NH4NO2 = N2↑ + 2H2O 要制得纯净的氮气,可以将氨气通过加热的氧化铜进行反应: 2NH3 + 3CuO = N2↑ + 3H2O + 3Cu 一、 氮的性质 氮是双原子分子,其低沸点表明氮分子的稳定性。氮分子内部的原子核间距离为1.095?,两个原子通过一个σ键和两个π键相连接。氮的稳定性使其具有较低的活性。要使这样的分子分解,需要输入大量的能量,因为氮的分解热为每克分子225.2千卡,比其他任何双原子分子都高。在高压放电的影响下,氮分子会被“活化”。活化的氮类似于氮原子,其中的一个或两个电子被激发到较高的能级。放电停止后,在短时间内,活化的氮会发出淡黄色的光,表示活化的分子会逐渐释放多余的能量。活性氮容易与磷、硫、钠等元素形成化合物,而普通的氮则没有这种反应。升高温度也可以增加氮的反应性;在高温下,氮可以与许多元素反应生成氮化物。 在实验室中,氮常用作为一种惰性保护气体,可以防止易于氧化的物质在暴露于空气时被氧气氧化。在工业上处理易燃液体时,也常使用氮作为保护气体。然而,现在氮在工业上的主要用途是用于制造氨、硝酸和“石灰氮”。 二、氮氢化合物 氮的电负性较氩高,因此当氮与氩发生化合时,对氮来说是一种还原作用,表现为负价。氮氢化合物中的重要物质包括以下几种:(1)氨NH3,它可以与氢离子结合形成铵离子NH4+,因此可以与酸反应生成铵盐;(2)联氨(肼)N2H4,它也可以与酸反应形成联氨盐;(3)氢氮酸HNO2,以及金属的氮化物盐类。
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阴离子的分析特性有哪些方面表现?
阴离子的分析特性主要表现在以下几个方面: (一)易挥发性:许多阴离子与酸作用,生成挥发性的气体。例如: CO32-+2H+=CO2↑+H2O SO32-+2H+=SO2↑+H2O 这一性质给鉴定带来许多方便,但也必须注意到,在酸性试液中阴离子是不稳定的。因此,我们应该把阴离子保存在碱性溶液中。 (二)氧化还原性:阴离子的氧化性和还原性一般表现得比阳离子突出,多数阳离子可以共存于同一个溶液中,而阴离子有些却不能共存,因为彼此之间可以发生氧化还原反应。在我们研究的阴离子范围内,不能共存的情况如下表所示: 氧化性阴离子 还原性阴离子 NO3- S2-,SO32- NO2- S2-,I- SO32- S2- 阴离子的这一性质,使我们可以通过试验其氧化性、还原性来推测某些阴离子是否存在。在一定的酸碱环境中,当不能共存的离子中有一方已经被鉴定出来后,另一方就没有必要再去鉴定了,这可以使分析手续大为简化。 (三)形成络合物的性质:有些阴离子,例如PO43-、S2O32-、CN-、F-、Cl-、Br-、I-、NO2-等,能作为配位体同阳离子形成络合物。例如,PO43-可以与Fe3+等络合,F-可以与Al3+,Fe3+等络合。这一性质可用于掩蔽某些阳离子,但同时也给阳离子分析带来干扰。另一方面,易于同阴离子生成络合物的阳离子也给阴离子分析带来干扰,所以在制备阴离子分析试液时,要事先把碱金属以外的阳离子全部除去。 从上述阴离子分析的特点可以看出: 1.阴离子在分析过程中容易起变化,不利于进行手续繁多的系统分析。而且阴离子没有理想的组试剂,现采用的组试剂只能起到预试某组离子是否存在的作用。 2.多数情况下阴离子被此不妨碍鉴定,可以利用的特效反应较多,而且阴离子共存的机会较少,所以阴离子很置合于进行分别分析。 根据上述理由,在阴离子分析中主要采用分别分析法进行。
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锌族元素与碱土金属有哪些不同?
锌族元素在铜族元素之后,原子除了有充满的d电子层外,还有一对s电子。由于与铜族相应元素比较,又增加了一个核电荷,以及18电子层对核电荷的屏蔽效应较小,因此,锌族元素原子最外层的一对s电子所受核的引力较强,原子半径和离子半径比相应钙、锶,钡为小,所以它们的电离势比碱土金属高。由于是18电子层结构,所以本族元素的离子具有很强的极化力和明显的变形性。结构方面的这些特点造成在性质上与碱土金属有许多不同。具体对比如下: 一、熔沸点 锌族金属的熔、沸点比碱土金属低,汞在常温下是液体。 二、化学活泼性 锌族元素活泼性较碱土金属差,它们在常温下和在干燥的空气中不发生变化。都不能从水中置换出氢气,在稀盐酸中,锌易溶解,镉溶解较慢,汞完全不溶。 三、键型和配位能力 锌族元素在形成共价化合物和配离子的倾向上比碱土金属强得多。 四、氢氯化物的酸碱性及其变化规律 锌的氢氧化物显两性,镉、汞的氢氧化物是弱碱性的。本族内从上到下,它们氢氧化物的碱性增强,而金属活泼性从上到下是减弱的。碱土金属的金属活泼性以及它们氢氧化物的碱性从上到下都是增强。钙、锶、钡的氢氧化物呈强碱性。 五、盐的水解 锌族元素的盐在溶液中都有一定程度的水解。而钙、锶、钡的强酸盐一般不水解。 一般,在ⅡB和ⅡA族元素之间存在着与ⅠB和ⅠA族元素之间相同的差别,不过ⅡB族元素的性质略比ⅠB族更有规律。 ⅡB族元素的性质比ⅠB族元素活泼些。锌、镉与镁相似,这三个元素均可以从酸中置换出氢。ⅡB族元素的氢氧化物的碱性比ⅠB族元素的稍弱些。
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为什么大米饭加上酒药后会变成甜酒?
生活在南方的同学一定知道什么叫做“醪糟”,它还有一个名字叫“甜酒”。它虽然有酒的芳香,却不是酒。它是人们用糯米或籼米做成的。 甜酒的制法通常是:将适量糯米或者大米泡软蒸熟成较干而稍硬的米饭后,置于盆或竹筲箕中,用冷水冲透且不黏为止。然后将碾成粉状的酒曲(酵母),均匀撒拌于糯米饭中,盛于瓦缸或小碗中(因发酵时会膨胀,故不要装满),于中心处挖一小洞,密封,置于暖处(如暖气片上或覆盖棉被,29~32℃)24小时,即可成为甜酒酿。 从大米到香甜的酒酿,这其中发生了什么奇妙的化学反应呢? 我们知道,淀粉和葡萄糖等糖类物质都属于碳水化合物,它们在分子组成上有共同之处。淀粉的分子是由许许多多的葡萄糖小分子联结而成的。在酒药中含有促使淀粉水解的淀粉酶,它能使淀粉变成有甜味的麦芽糖,淀粉酶在人的唾液中也存在,当我们将米饭在嘴中嚼得久一些,也会觉得有甜味,这就是淀粉转化为麦芽糖了。 在做酒酿时,麦芽糖又在药酒中含的麦芽糖转化酶的帮助下,转化为葡萄糖,另有一部分发酵成酒精。这样,原来淡而无味的大米饭,就变成了甘甜芳香的甜酒了。 甜酒富含糖、有机酸、蛋白质、维生素、酵素等,是南方许多地方人们喜爱的食品,且名产甚多,主要有: (1)湖南长沙的甜酒冲蛋。此酒由洞庭湖滨产的糯米加上本地特制的甜酒药(主要为酵母菌和糖化菌)发酵,并用著名的长沙沙水配制而成。用其冲成“半熟蛋”,动、植物蛋白兼备,极易消化。 (2)浙江绍兴的黄酒。绍兴黄酒已有2500多年历史,兼饮料、药用和调味之效。由精白糯米、优质黄皮小麦配以鉴湖水制成原汁酒,又称料酒。 (3)福建龙岩的沉缸酒。以糯米为原料,糖化发酵的曲糵为古田红曲,配制30多种中草药,埋坛3年,富含维生素、酵素等。 (4)蜜酒。世界许多国家均有蜜酒,西方多系将蜂蜜发酵后加香草酿制而成,进餐时饮用。我国的制法则更简单:将沙蜜500克、糯米500克、面曲200克、凉开水5000毫升在瓶内混匀,密封7天成酒。
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