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2009/03/02

眼敵不過皂液

所有物質都有3種狀態:固態、液態、氣態,以水來說,通常我們從河流和海洋見到的,是常温下自然狀態的水,都是液態,但水加熱後可以變成水蒸汽,蒸汽便是水的氣態,冬天氣温下降,水凝結成冰,冰便是水的固態。可知,物質狀態的變化與溫度有關,水的這種變化,叫做物理變化;物理變化本質不變,水凝成冰後,仍是氫(H)2氧(O)1,而且可以還原,冰加熱後又可溶成水,變的只是物質的狀態而已;化學變化不同,變化後原來的物質也起變化,而且不能還原,甲烷(methane),俗稱沼氣,碳(C)1氫(H)4,燃燒後,變成二氧化碳和水,甲烷不復存在。

固態物質的特性,金属與非金属便不一樣,液態物質的特性,有酸性與鹼性之分,格物便是「格」物的特性。化學分析後,知道酸液裡有氫(H)離子,用藍色石蕊 (litmus)試紙檢驗,藍色變紅色;鹼液裡有氫氧根(OH)離子,用藍色石蕊試紙檢驗,紅色變藍色。化學家用酸鹼值 (pH scale,pH是potential of hydrogen簡寫)來表示溶液裡氫離子的濃度,由於酸鹼度的變化範圍很大,計算時用10做底數的指數來表達,在0-14範圍內,7是中性,因為每公升水中只有10的指數負7的氫離子,含量甚微,小於7是酸性,大於7是鹼性。可見,酸鹼值數字愈小,酸性愈強,數字愈大,鹼性愈大。

日常生活常見物質的酸鹼值大致如下:0 (化學藥劑,通常有濃縮硫酸成分),1 (胃酸,是稀釋鹽酸,電池內的稀釋硫酸),2 (檸檬汁含檸檬酸),3 (食醋含醋酸),4 (茄汁含維他命C,是一種抗壞血酸),5 (啤酒、雨水含碳酸,尿酸),6 (牛奶含乳酸),7 (血液,中性),8 (海水含碳酸鈣,眼淚),9 (發酵用小蘇打,即碳酸氫鈉,可用之中和胃酸),10 (鎂乳含氧化鎂),11 (氨水,有人暈倒,不妨用少許擦鼻,有剌激作用),12 (園藝用生石灰,即氫氧化鈣),13 (水管潔劑,含氫氧化鈉),14 (苛性鈉,濃縮氫氧化納)。從以上這張簡表,大概知道胃酸比起牛奶,胃酸是强酸,喝少許牛奶可以紓緩胃臟,喝鎂乳可以中和胃酸止瀉,同理,苛性鈉比起眼淚是強鹼,工業上用來做肥皂,眼敵不過皂液。

以下這段化學故事,是左卷健男的一本化學科普書中看到的:話說日本群馬縣的草津白根火山附近的吾妻河,因硫酸含量高,河裡的魚和岸邊的草都無法生存,當地的人稱之為「毒水」,由於河水的強酸性,不止魚草難活,河上搭橋用的鐵和混凝土,也因腐蝕而落下碎片碎屑,5寸長釘子,10天內全部溶解。如果在古代,說不定又要犧牲些童男童女,把他們獻給河神消災。今時今日,考察研究後,得知吾妻河由3條支流形成,若在每條支流的入口處,投下石灰石粉末,便可有效地中和硫酸。目前平均每天要投入約50-70噸石灰石粉末,最多時要用到90噸,中和後的河水,可以灌溉附近乾旱的農作物。這是人類利用化學知識,克服自然環境的一例。每天在這裡耗掉50到90噸石灰石,運輸和堆存便是一大工程,農作物的生產成夲肯定提高,當地人就是有那股勁,寧可不遷徙,也要支撐下去。就像蝦夷族(日本原居民)要在太平洋的地震帶上建國,貪圖的便是島上的蓬萊仙境。

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