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无极性,不溶解(科学三阶段第五课)

无极性,不溶解(科学三阶段第五课)

作者: Hao思嘉 | 来源:发表于2022-12-06 23:38 被阅读0次

    今天我们来观察一下糖的溶解。

    实验器材的准备阶段一直是安安喜欢的,尤其是今天需要准备的是M&M彩虹巧克力。思来想去,还是决定买两瓶小包装的。跟安安商量好了,一瓶给她吃,一瓶拿来做实验。事先约定的好处是,安安不会去动做实验的那瓶巧克力豆,即使她很馋也不会吃。

    同时将一粒红色M&M巧克力放入相同质量的水、酒精和食用油当中,一分钟后观察结果。用安安的话说:妈妈,油里面的巧克力好红呀!说明油几乎不可能溶解糖(说是巧克力,其实只有球芯那一点点,巧克力属于酯类,更加无法溶解)。放入水中的巧克力溶解的最快,很快就将水染红了;酒精也能溶解,但明显要比水溶解的慢得多。

    对于分子化合物来说,水属于万能溶剂,因为强极性氢键的存在。糖分子之间因为有很多羟基,因此彼此之间有很强的吸引力,类似于小磁铁,通常情况下都呈固态。蔗糖是由五碳糖和六碳糖羧合而成,有很多的电压点。因此糖极易溶解与水。所谓的溶解,即溶质分子和溶剂分子之间力的抗衡。跟水相比较,酒精分子的极性很少且小,因此溶解起糖来要慢很多。食用油属酯类,无极性,因此无法溶解糖,或者极少量溶解,因为油里面也会含有极少量的水。

    从分子结构来看,无极性,不溶解。

    第二个实验是观察柠檬酸与水的溶解。柠檬酸属于有机酸,广泛存在于柑橘类水果当中。从其分子结构来看,包括三个羧基(即羟基{O+H}+羰基{C+O}),化学分子式C6H8O7,好大的一坨(对于柠檬酸,我目前跟它不熟,还要进一步努力去认识她)。有机分子有很多可变性,因为它是空间的,因此有很多可能的结构。结构不同,物质的属性千差万别,比如丙醇和异丙醇,需要借助于结晶时的样子来区分;它们之间除了结构之外,分子长度和稳定性也不同。

    关于有机物,即具有一变二,二变四,四变八……等自我复制、自组织能力的生物,比如动植物和菌类,遵循着诸如热能总是从高温物体传递到低温物体这样的宇宙法则。唯一的例外是人类,人们吃进去许许多多杂乱无章的食物,进入人体之后通过消化、吸收与排泄,变得有序起来,与其他有机物遵循的法则恰好相反。但人类会衰老与死亡,最后变成万物的养分,最终还是回归到自然法则。尘归尘,土归土。

    一直以来,科学家们认为活物的体内有“生命流”的存在,让其呈现有机、自组织特性。直到德国科学家无意间合成了尿素。(摘自百度)1773年,伊莱尔·罗埃尔(Hilaire Rouelle)发现尿素。1828年,德国化学家弗里德里希·维勒首次使用无机物质氰酸铵(NH4CNO,一种无机化合物,可由氯化铵和氰酸银反应制得)与硫酸铵人工合成了尿素。本来他打算合成氰酸铵,却得到了尿素。尿素的合成揭开了人工合成有机物的序幕。由此,证明了活力论的错误,实际上开辟了有机化学(活力论认为无机物与有机物有根本性差异,所以,无机物无法变成有机物,有机化合物只能由生物的细胞在一种特殊的力量——生命力的作用下产生,人工合成是不可能的。哺乳动物、两栖动物和一些鱼的尿中含有尿素;鸟和爬行动物排放的是尿酸,因为其氮代谢过程使用的水量比较少)。难怪爱德华和爱尔这对化学家兄弟俩认为可以将离世的母亲“合成”回来。

    无机化学研究物质最底层的规律,包括热力学,振动等等,包括平衡态,偏向于运动的机理,符合动力学规则,回归到物理层面。有机化学渐渐转向生物化学。

    庞老师问了大家一个问题:离子与离子之间吸引力的强弱看熔点还是沸点?我的理解是:只有在达到沸点的时候,离子与离子之间才能彻底摆脱彼此之间的吸引力,放飞自我,各奔东西。

    纯净水和盐水相比,谁的凝固点更低?这个大家都知道,毕竟,在冬天结冰的路面上撒盐已经成为常规做法(实际上撒的不是盐,而是氯化钙,表面看起来跟大盐很像。听说有爱占小便宜的老乡将其偷偷拿回家,真可怕)。菜汤也永远比白开水的温度要高,都是因为里面含有盐分的缘故。

    温度升高或者降低竟然能够影响糖的溶解度,这是我以前从来没有考虑过的,一直以为只是影响溶解的速度。而盐和氯化钾的溶解度就不大受温度的影响,这点比较符合我的认知,喜欢。

    无论如何,溶解都与溶质和溶剂的化学分子式的结构有关,无极性,不溶解。听起来就很带劲。

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