化学原理在生活生产中的解释与应用

唐浩文

摘 要：化学原理是生活生产中的运用依据，对生活生产中的化学原理进行总结和分析，有助于我们高中学生理解化学知识，同时生活作为一个大课堂，其蕴含着丰富的知识及深刻的哲理，将学习生活化，可培养我们的实践能力，促进我们化学成绩的整体提升。

关键词：化学原理；生活；原理解释；生产

在高中化学的学习中，其内容与我们的日常生活有着紧密的联系，尤其是化学原理，在生活与工业生产中随处可见，同时作为高中的学生来说，对化学原理在生活、生产中的应用进行总结和分析，对于我们后期的化学学习将大有裨益。

1化学原理在生活中的解释

1.1人工降雨

通過开尔文公式可解释微小液滴在一定温度和压力下的饱和蒸气压。开尔文公式为：ln（pr/p0）=2σM/RTρr，公式中pr为微小液滴的饱和蒸气压，p0为平液面的饱和蒸气压，M为液体的分子量，r为小液滴的半径，ρ为液体密度，σ为液体的表面张力，从公式可以看出，液滴的半径越小，其上方的饱和蒸气压越大。不知道大家有没有将水洒在饱和桌面上的经历，如在这时我们用玻璃罩罩住，其会因小液滴的饱和蒸气压大，大液滴的饱和蒸气压小，而使玻璃罩内的蒸气压为不饱和状态，致使小液滴会不断的蒸发，从而将桌面上的小水滴去除，而相对于大液滴来说是过饱和的，故会不断的在大液滴表面凝结，最终使液滴更大。

在生活中，笔者有时也会疑惑为什么天上有云，却有时不下雨呢？人工降雨又是什么原理呢？对此，笔者通过以下假设进行了分析：如云层中的水蒸气压强为p，小液滴的饱和蒸气压为pr，当ppr时，对小液滴而言是过饱和的，因而水蒸气会不断的在液滴表面凝聚，当液滴生长到一定大小时，其会因悬浮不住而坠落，从而就形成了雨，而人工降雨就是向云层中撒入碘化银或者干冰，并引入晶核，从而使p>pr，促使其形成较大的水珠而坠落下来。

1.2金属冶炼

电解是将直流电通过电解质溶液或熔体，使电解质在电极上发生化学反应，以制备所需产品的反应过程，电解过程必须具备电解质、电解槽、直流电供给系统，并且在这个过程中，电解槽中电解质的离子在通电前会处于无秩序的运动中，当接通直流电后，离子就会做定向运动，具体为：阳离子向电解槽的阴极移动，在电解槽的阴极端得到电子，被还原，同时阴离子向电解槽的阳极移动，而在阳极端失去电子，被氧化。这一原理在许多化工产品的生产、稀有金属的冶炼、金属的精制、电镀等方面发挥着重要作用。

1.3煤制油

由于油产品是没有含氧元素的液体燃料，因此煤制油在经过煤炭添加氢元素或是添加氢元素之后，会提取混合烃的液体油与甲醇，同时在煤制油的生产过程中会添加氢元素，并会消耗氢资源，询问相关人员后，其表示现在应用的成熟的方法有两种，一种是通过煤炭来获得甲醇，另一种是通过煤炭来获得混合烃。首先通过煤炭来制成甲醇的化学原理为：

（1）煤炭纯氧气化（生成物H2/CO=0.5）：2（CH）+O2→2CO+H2。

（2）合成甲醇（配入由水电解生成的H2，反应物H2/CO=2.0）：2CO+H2+3H2→2CH3OH。

（3）合成二甲醚：2CH3OH→CH3OCH3+H2O，或者由合成气来制得（配入由水电解生成的H2，反应物H2/CO=2.0）：2CO+H2+3H2→CH3OCH3+H2O。

（4）合成乙烯：2CH3OH→C2H4+2H2O，或者由合成气来制得（配入由水电解生成的H2，反应物H2/CO=2.0）：2CO+H2+3H2→C2H4+2H2O，ΔH=-11.72kJ/mol。

（5）甲醇合成丙烯：3CH3OH→C3H6+3H2O，ΔH=-30.98kJ/mol。

其次煤制油的技术是根据德国化学家的理论为制作基础的，其需先把煤转变成合成气，也就是一氧化碳与氢气的混合气体，再把合成气体经过高温与高压、催化剂的环境生成混合烃（存在的反应机理如图1所示）。

图1中带有斜线的线段表示同态催化剂，CO和H2在催化剂表面发生化学吸附，并会裂解为各自的组成原子，而裂解产生的原子相互反应会生成H2O，以及继续留在催化剂表面的CH2（亚甲基），如果没有更多的H2存在，两个亚甲基的聚合产物就会是乙烯（H2C—CH2），而当存在足够的H2时，聚合产物则是饱和烃的混合物。

2化学原理在生产中的应用

2.1镀金仪

在陪老人去牙科看病时，笔者发现医生用的镀金仪是利用电解原理工作的一种口腔修复工艺设备，以前由于在口腔修复中大量使用的贱金属是一种不稳定合金，在口腔酸溶液环境中极易腐蚀，有害金属离子析出后，会对人体有极大的毒害性，因此为有效防止贱金属离子析出，医生选择在贱金属义齿表面镀一薄层黄金，以有效阻止有害的贱金属离子对人体的侵害，防止烤瓷牙牙龈黑线的产生。其次关于镀金仪的化学原理，笔者还存在些许困惑，而后通过询问老师了解到，阳极通常由钛或惰性材料构成，阴极是经过处理的金属冠，以将电极浸入镀金液中，在阴极上发生的反应为：Au++e→Au（还原反应），镀金时间一般在90～180S的范围内，以此就可得到孔隙率低、结合力好、光亮的纯金镀层。

2.2纳米材料的光催化

通过化学学习我们知道，光催化氧化有机和生物分子在环境方面的应用有着非常广阔的前景，特别是在摧毁有害废弃物方面，理想的结果是有机或生物化合物得到完全矿化，脂肪族和芳香族氯化碳氢物转换成为小的无机、无毒或低毒害分子，如CO2、H2O、HCl等。其次光催化剂包括不同的金属氧化物半导体，同时也可包括被半导体光催化作用降解的化合物，即：烷烃、脂肪醇、羧酸、芳香烃、芳香环、除草剂等。胶体颗粒与其对应的块体相比，可表现出更好的光催化反应活性。

3总结

总之，在生活、生产中理解化学原理的过程，就是将生活与学习、化学知识进行更为紧密的融合，引导自身在已有的生活体验和生活积累的基础上，更加深入地理解和应用化学知识，提升化学实践能力，最终实现我们的全面发展。

参考文献：

[1]朱佳雯.高中化学在生活中的应用[J].科技展望，2017（07）.

[2]黄丹.绿色分析化学原理与技术综述[J].黑龙江科技信息，2009（17）.