化学自习室移动版

1.酒精测定仪中的化学平衡
　　在公路上，常能见到交警拦下可疑车辆检查，请司机向一仪器中吹一口气，如果测定仪中橙红色的物质变为绿色，司机就要受到处罚，因为他饮酒后驾车，违反道路交通管理条例。
　　酒精仪中的橙红色物质是重铬酸钾，人饮酒后，血液中酒精含量增多，人呼出的气体中有乙醇的蒸气，遇到测定仪中的重铬酸钾，便发生如下的反应：
　　　　　　　　　Cr₂O₇^2－+ 3C₂H₅OH + 8H^+　→?2Cr³⁺＋3CH₃CHO + 7H₂O
　　　　　　　　　橙红色　　　　　　　　　 　绿色
　　橙红色的Cr₂O₇^2－转化为绿色的Cr³⁺，便能测出人呼出的气体中有乙醇成分。
　　然而酒精测定仪中还要加入硫酸，一方面上述反应要在酸性溶液中进行，同时要防止Cr₂O₇^2－转化为CrO₄^2-，即：2CrO₄^2－+ 2H⁺?→　Cr₂O₇^2－+ H₂O 。这就是酒精测定仪中的化学平衡。

2.洗涤剂的有效利用
　　我们知道，油性污垢中的油脂成分因不溶于水而很难洗去。油脂的化学组成是高级脂肪酸的甘油酯，如果能水解成高级脂肪酸和甘油，那就很容易洗去。
　　油脂水解的方程式是：(RCOO)₃C₃H₅+ 3H₂O?→ 3RCOOH + C₃H₅(OH)₃

这是一个可逆反应，日常生活中以洗衣粉(或纯碱)作洗涤剂，其水溶液呈碱性，能与高级脂肪酸作用，使化学平衡向正反应方向移动。高级脂肪酸转化为钠盐，在水中溶解度增大，因此油污容易被水洗去。在日常生活中，洗衣粉等洗涤剂易溶于温水(特别是加酶洗衣粉)是由于温度升高，洗衣粉溶解度增大，即：浓度较大。温水有利于酶催化蛋白质等高分子化合物水解，同时蛋白质的水解、油脂的水解都是吸热反应，适当提高水温，会使洗涤效果更佳，但也应该注意，一味追求高水温会降低酶的催化能力，使其失去活性，从而降低洗涤效果。

3.自来水消毒
　　近年来，某些自来水厂在用液氯消毒自来水时，还加入少量液氨，这是什么原因呢？首先要明确液氯作自来水消毒剂的原理：氯气与水发生反应生成盐酸和次氯酸，其中次氯酸有强氧化性，能杀灭水中细菌，其化学方程式为：Cl₂＋H₂O = HCl＋HClO。次氯酸不稳定，受热或见光发生分解：2HClO = 2HCl + O₂↑，使得消毒时间缩短，从而降低消毒的效果。
　　当向氯水中加入液氨时，液氨与氯水中的次氯酸有如下反应：NH₃＋HClO?→　H₂O＋NH₂Cl，而NH₂Cl较HClO稳定。
　　体系中的次氯酸同时满足两个平衡，其消毒杀菌后，由于浓度逐渐减小，使平衡向生成次氯酸的方向进行，当次氯酸浓度较高时，平衡向生成NH2Cl的方向移动，相当于暂时“贮存”，避免其分解所带来的损失。这样就延长了液氯的消毒时间。

4.大气臭氧层中的化学平衡

 地球表面有大气层覆盖，离地面12 km以上的高空有一臭氧层(实际上是臭氧的浓度高些)，但它是地球生命的保护屏障。
　　我们知道，太阳辐射对生命危害极大的是紫外线。当太阳辐射通过臭氧层时，被吸收了约90％的紫外线，或者说把这些紫外辐射的能量转变为热量，使地面生命免受伤害。这其中的奥妙就在于臭氧层里存在着以下动态平衡的缘故：　O₂+ O?→　　O₃
　　现在来分析臭氧层中这一平衡是怎样建立的，又怎样把紫外辐射能转变为热能。首先，太阳辐射把高空的氧分子分裂为2个氧原子，性质异常活泼的氧原子跟氧分子结合成为臭氧。

　O₂→ O＋O， 　O₂＋ O →O₃
　　然后，在紫外线作用下，臭氧转化为氧气，并放出热量：2O₃→ 3O₂＋ Q
　　这一反应被看作臭氧能吸收紫外线，即从能量角度看，相当于把紫外辐射能转变为热能。
　　臭氧分解生成的氧气，又会被太阳辐射作用生成氧原子，氧原子又会和氧分子结合成为臭氧，臭氧又吸收紫外线分解成为氧气…… 所以在臭氧层中，O₃、O₂和O处于动态平衡，构成了地球生命免受紫外线杀伤的天然屏障。

5.人体血液中的酸碱平衡
　　人体血液的pH是一个稳定的数值，正常值是7.4±0.05。这一数值保证了在血液中进行的各种生化反应。人体新陈代谢产生的酸性物质和碱性物质进入血液，但血液的pH仍会保持稳定，这是什么原因呢？
　　原来血液中有两对电离平衡，一对是HCO₃^-(碱性)和H₂CO₃(酸性)的平衡，另一对是HPO₄^2-(碱性)和H₂PO₄^2-(酸性)的平衡。下面以HCO₃^-和H₂CO₃的电离为例说明血液pH稳定的原因。
　　人体血液中H₂CO₃和HCO₃^-物质的量之比为1∶20，维持血液的pH为7.4。　　　　　　　　　　　　　　　
　　当酸性物质进入血液时，电离平衡向生成碳酸的方向进行，过多的碳酸由肺部加重呼吸排出二氧化碳，减少的HCO₃^-由肾脏调节补充，使血液中HCO₃^-与H₂CO₃仍维持正常的比值，使pH保持稳定。当有碱性物质进入人体血液，跟H₂CO₃作用，上述平衡向逆反应方向移动，过多的HCO₃^-由肾脏吸收，同时肺部呼吸变浅，减少二氧化碳的排出，血液的pH仍保持稳定。
　　然而，当发生肾功能障碍、肺功能衰退或腹泻、高烧等疾病时，血液中的HCO₃^-和H₂CO₃比例失调，就会造成酸中毒或碱中毒。临床指标：血液pH＞7.35，为碱中毒；血液pH＜7.35，为酸中毒。