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种草莓的小仙

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化学学科

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MDEA选择性脱硫？你明说吧，痛点是啥？关键是我们这里也是差不多的处理方式，为什么我们不觉得痛？你们那边可能对硫化氢中的二氧化碳含量没有要求，我们要求硫化氢中的二氧化碳含量越低越好查看更多

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化学示範实验：神奇的闪光纸［II］？ ● 硝化纤维或硝基纤维素（Nitrocellulose），又名纤维素硝酸酯（cellulose nitrate），也称为闪光纸（flash paper），通常由棉绒纤维和木浆等纤维材料浸入浓硝酸和浓硫酸混合液或其他的硝化剂中製得，硝酸提供硝基，硫酸当作催化剂，纤维素转换成硝酸纤维素和水，其反应称为硝化反应（nitration），如下反应式所示。 3HNO 3 + C 6 H 10 O 5 → C 6 H 7 (NO 2 ) 3 O 5 + 3H 2 O 在上述反应式中，C 6 H 10 O 5 为纤维素的单体，C 6 H 7 (NO 2 ) 3 O 5 为硝化纤维的单体。纤维素的结构式如图十五所示，硝化纤维的结构式如图十六所示。图十五纤维素的结构式图片来源：Cellulose, Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Cellulose 图十六硝化纤维的结构式图片来源：Nitrocellulose, Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Nitrocellulose ● 典型的硝化反应使用浓硝酸和浓硫酸，称为“混合酸（mixed acid）”，此混合酸产生硝酰阳离子（nitronium ion, NO 2 + ），如下反应式所示。在此反应中，硫酸是不被消耗的，因此当作催化剂。浓硫酸也可以吸收反应副产物的水，以避免使纤维素和硝化纤维溶于水而使纸张糊掉。 HNO 3 + 2H 2 SO 4 → NO 2 + + 2HSO 4 - + H3O + ● 硝化纤维是一种高度易燃的化合物，当作推进剂或低阶炸药。在1880年代，被樟脑塑化的硝化纤维可被用于照相底片、X光底片和电影底片，被称为硝酸盐底片（nitrate film）。不稳定的硝酸盐底片在经过无数次的火灾之后，1930年代开始使用安全的X光片底片，1948年安全的电影胶片才问世。 ● 相较于较纤维素，硝化纤维的燃点较低。原本的纸张含纤维素需要较高的温度才能燃烧，只有线香点到的地方才会烧起来，没有点到的地方不会燃烧。然而，硝化后的纸张含硝化纤维，较低的温度就能够立即燃烧闪光纸。事实上，硝化纤维具有闪点12.7℃和自燃温度170℃。 ● 从微观上而言，硝化纤维的分子结构（如见图十六）比纤维素（如见图十五）要複杂得多，－NO 2 基比－OH基佔有的空间较大，因此硝化纤维的分子有立体障碍而且其分子间的氢键较纤维素为弱，此分子增加原來纤维素分子之间的距離，也降低它们之间的作用力。纸张内的纤维素之间的氢键变弱因而降低燃烧反应的活化能，以致硝化纤维较纤维素容易燃烧。 ● 一般而言，某些官能基如硝基（–NO 2 ）、硝酸基（–ONO 2 ）和叠氮基（–N 3 ），当有内在的不稳定的情况下就会立即分解。就动力学而言，这些官能基存在着低活化能而容易进行分解反应，因此这些官能基对火焰或机械冲击具有高灵敏度性。在这些官能基中的化学键的特点主要是共价键，而不是具有高离子晶格能的热力学稳定性的离子键。此外，相较于热力学稳定的化合物，含这类官能基的化合物通常具有正值的形成焓以及分子内有一点点的立体障碍，导致其热力学不稳定。例如，叠氮化铅（Pb(N 3 ) 2 ），氮原子彼此键结在一起，容易分解成Pb和N 2 。硝化纤维具有动力学不稳定，也具有热力学不稳定。虽然纤维素燃烧形成CO 2 和H 2 O为放热反应，但是硝基分解为吸热反应（正值的硝基形成焓）。总和地，硝化纤维的燃烧放热反应不多，以致闪光纸放在手掌心燃烧，感觉不会很烫。 ● 再者，闪光纸瞬间燃烧，火焰接触手掌心的时间非常短暂，以致传到手掌心的热量不多，这也是手掌感觉不会很烫的另一项原因。 ? 教学提示 1. 在步骤中所配製的混合酸，第一批放入5张秤量纸，反应时间约3~5分钟即可取出。第二批再放入另外5张秤量纸，反应时间需加长至约10分钟，这是因为混合酸已消耗一些，溶液的浓度也下降。依此比例时间，大约仅可以製作第三批闪光纸，愈后面的放入的秤量纸，其燃烧效果愈差，燃烧的速率也愈慢，且燃烧后有明显的灰烬。提醒：最好使用新鲜的浓硝酸和浓硫酸，製作的闪光纸才会整张完美，其燃烧效果才有立即燃烧的效果 2. 製作闪光纸时，使用浓硫酸及浓硝酸浸泡时，务必在抽风柜中操作！因为製作过程可能产生二氧化氮（NO 2 ）气体，此气体有毒！请小心。浓硫酸及浓硝酸具有强腐蚀性，必须戴塑胶手套製作闪光纸。 3. 闪光纸要用塑胶密封袋密封保存，并储存于低温阴凉处，需要示範时再取出使用。若直接放在空气中，或放在盒子里，经大约数星期后，可能会因水蒸气潮解而变成糊状物。 4. 燃烧闪光纸时，当燃烧约一半之量时立即往上方抛出。勿手持闪光纸燃烧到结束，否则可能会烧到手。注意：燃烧的闪光纸勿朝人丢出！若担心烧到手指，可以用镊子夹住闪光纸再行点燃。中小学生勿独自燃烧闪光纸，必须有老师和家长监督。由于燃烧闪光纸有火产生，因此示範时旁边必须準备一具灭火器，以方便易燃物着火时灭火。 5. 闪光纸放置于手掌心燃烧时，会稍微有刺热的感觉。无此经验者，可以先用小张闪光纸试试感觉，再使用大张一点测试看看。若使用大张闪光纸，先弯折成碗状，再倒立地放在手掌心燃烧，可降低接触手掌心燃烧的时间，如此可以避免长时间接触燃烧的火焰而烫伤。当点燃闪光纸时，应该有技巧地点燃上方，使燃烧火焰不直接接触到手掌心，如此也可以避免长时间接触燃烧的火焰而烫伤。若感觉有点疼痛而不舒服，可以立即抛开闪光纸。 6. 除了秤量纸之外，平板卫生纸也可以製作闪光纸，但要注意下面几个问题：(i)单张卫生纸由两层堆叠而成，放入混合酸前应该先分开成两张。(ii)卫生纸容易吸收空气中的水蒸气，因此一定要先用烘箱加以烘乾，然后放入混合酸。否则，直接放入混合酸，会立刻变成糊状而无法製作整张完美的闪光纸。(iii)混合酸的温度一定要降至40℃以下，才能放入卫生纸进行硝化反应。若温度过高，卫生纸也会立即变成糊状而无法保持整张闪光纸。 7. 提醒示範者：现场演示示範实验所展现的变化现象的临场感，以及激发互动讨论的教学效果，比单纯的播放影片好很多。 8. 这个示範实验所使用的溶液和器材均可重複使用，最好装在一个标示「神奇的闪光纸」或放在相似主题的置物箱中备用。问题与参考答案 1. 硝化过和未硝化的纸张，燃烧的情形有什么不同呢？答：如果用线香点燃一般的秤量纸（或卫生纸），只会在接触的地方燃烧一个小洞，整张的秤量纸（或卫生纸）不会完全燃烧。但是硝化过的秤量纸（或卫生纸）用线香点燃时，整张纸瞬间燃烧起来，没有留下任何灰烬。 2. 在硝化反应中，浓硫酸扮演什么角色呢？答：在硝化反应中，硫酸是不消耗的，因此当作催化剂。浓硫酸也可以吸收反应副产物的水，以避免使纤维素和硝化纤维溶于水而使纸张糊掉。 3. 以微观角度，说明硝化纤维比纤维素比较容易燃烧。答：从微观上而言，硝化纤维的分子结构比纤维素要複杂得多，－NO 2 基比－OH基的体积较大而且极性较小，因此硝化纤维的分子有立体障碍而且其分子间的氢键较纤维素为弱，此分子增加原來纤维素分子之间的距離，也降低它们之间的作用力。氢键变弱导致降低燃烧反应的活化能，以致硝化纤维较纤维素容易燃烧。安全 ● 製作闪光纸时，使用浓硫酸及浓硝酸浸泡时，务必在抽风柜中操作！製作过程可能产生NO 2 气体，有毒！请小心。浓硫酸及浓硝酸具有强腐蚀性，必须戴塑胶手套製作闪光纸。 ● 示範这个实验实行适当的风险评估是老师的责任。废弃物处理 ● 使用过后之硫酸及硝酸，务必用碳酸氢钠中和后以大量的清水稀释排放。参考文献 1. Cellulose, Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Cellulose. 2. Nitration, Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Nitration. 3. Nitrocellulose, Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Nitrocellulose. 4. The Properties of Nitrocellulose, http://www.ehow.com/about_5078853_properties-nitrocellulose.html. 5. Explosive material, Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Explosive_material. 6. Flash Paper，2007白沙化学惊奇秀，http://chemed.ncue.edu.tw/chemdemo/92/CHEMED/5刘佳欣6.pdf。查看更多

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化药

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聚酰胺胺PAMAM乙酰化？ 求助查看更多

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生物医学工程

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微生物

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线型空质粒被双酶切时，为何没有看到两条带? 看来很少有人关注这个问题了。大家以为太简单，还是没有认真深究呢？查看更多

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组织结构？ 都不理我查看更多

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化学学科

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工艺技术

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草酰氯和醇的反应？ 換個思路：二乙二醇，二乙二酸，二乙二酸醯氯。可以讲的具体点嘛查看更多

#酰氯和醇

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化学学科

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热致相分离法制电池隔膜问题？ 主要是这隔膜不是我买的 ... 去celgard公司网页上寻找查看更多

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化学学科

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气质联用谱图？ 检查一下进质谱的接口处有没有拧紧查看更多

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细胞及分子

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高固含弹性氟橡胶重防腐涂料？ 更新这么多内容着实不易，送您一朵小红花聊表敬意查看更多

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化学学科

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求助点板方法（薄层色谱）？ 基础有机化学实验里就有详细步骤。不过这个主要是经验，看半天不一定能看懂，动次手就都明白了查看更多

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化学学科

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材料科学

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布鲁克核磁的DOSY测试和数据处理问题？ 1.同一个DOSY参数能不能用在多种不同的物质体系上进行测试？(例，一种含有分散好纳米固体的均匀液体和一种均匀液体) 回答：一般不行，因为不同体系的扩散系数差别很大，每个体系都要优化参数。 2.测试完之后要如何获得扩散系数D？可以直接在实验室电脑上做数据处理吗？还是需要回去用mestrenova进行处理？具体要怎么做呢？回答：如果你用布鲁克核磁根据布鲁克的说明书操作，使用布鲁克的标准程序测试，那么测试后，直接进入数据处理模块，每一步都有按照说明书操作即可。查看更多

#布鲁克

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化学学科

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诚聘催化制备英才？ 能不能多介绍自己点查看更多

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化学学科

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DigitalMicrograph处理EELS数据具体方法(元素的line scan 和2D mapping分布)？ 这个你自己的DM软件做不了，EELS要用一个付费插件的，建议回你测的地方电脑处理 SI插件吗？有的查看更多

#Micro

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化学学科

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求助物化题目的思路…（绝热过程相关）？ 3.6一种思路 1、将S2、S3看成一个整体S4，则S4系统看成绝热变化过程，内能变化等于体积功，用绝热过程的体积功W=1/（κ-1）*（P1V1-P2V2）=1/（κ-1）*（P1V1-nRT2）(n=2mol)，可以计算出S4的内能变化量，S2和S3之间是导热的，内能变化量相等，可求出S2和S3内能变化量 2、由绝热过程公式TV^(κ-1)=常量，可以求出p\V\T等状态量 3、由于活塞都是串在一起，三个系统终态的压强都一样，可求出S1的P1=P2=P3。又由于S1、S2、S3的总体积固定，可以求出S1的V1 4、由P1和V1，可以根据理想气体状态方程PV=nRT计算出T1 5、由△U=nCv△T，可以计算出△U1 6、由所有△U可以计算出外部环境给出的热量查看更多

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材料科学

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哪里可以做EPR测试吗? 1. 仪器：布鲁克A300是组合式模块化设计，无干扰、无破坏性、多功能仪器； 2. 检测具有未成对电子样品的波谱学方法。即使是在正在进行的化学和物理反应中，它也能获得有意义的物质结构信息和动态信息，且不影响这些反应。在广泛的应用领域中，EPR是弥补其它分析方法的理想技术。 3. 低温（最低77k）,高温（最高600K）,可提供捕获剂，转角度； e测试分析检测中心，欢迎咨询查看更多

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化学学科

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激光划片？ 这边可以的，欢迎沟通交流查看更多

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清洗剂变色？ 防腐剂和tea可能变色吧，做个对比试验查看更多

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精细化工听起来很高大上，但是主要是干嘛的呢? 大多数对身体不好查看更多

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仪器设备

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对TSG 07-2019D级产品范围的理解？ 不可以的，楼上说得对。查看更多

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工艺技术

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我没有喜欢搞有机合成自助创业的一起呀！？ 好歹说下自己的经历想法吧查看更多

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简介

职业：安徽同心化工有限公司 - 高级研发工程师

学校：湛江师范学院 - 生命科学与化学学院

地区：辽宁省

个人简介：真实是人生的命脉，是一切价值的根基。查看更多

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