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第14章 与生命有关的有机物(3)

1.甘油脂肪酸酯

其性能与油脂不同,可以应用于食品工业和化妆品工业。

2.甘油芳香族羧酸酯

甘油与苯甲酰氯反应可生成甘油三苯甲酸酯,这是一种固体的树脂增塑剂。

3.甘油三硝酸酯

甘油三硝酸酯又被称为硝化甘油。将惰性气体(如氮气)通入甘油溶液中,然后加入硝酸即可制得。在炸药生产中占有重要位置,也是一种药品。

甘油是甘油三酸酯分子的骨架成分。当人体摄入食用脂肪时其中的甘油三酸酯经过体内代谢分解,形成甘油并储存在脂肪细胞中。

在野外,甘油不仅可以作为供能物质,满足人体需要,还可以作为引火剂,方法为:在可燃物下堆上5克~10克的高锰酸钾固体,再将甘油倒在高锰酸钾上,约半分钟就有火苗冒出。因为甘油黏稠,所以可以事先用无水乙醇等易燃有机溶剂稀释,但溶剂不宜过多。

瓦斯爆炸的首恶——甲烷

甲烷是最简单的有机物,也是含碳量最小(含氢量最大)的烃,是沼气、天然气、坑道气和油田气的主要成分。

甲烷的基本性质

甲烷是无色、无味、可燃和微毒的气体。甲烷对空气的重量比是0.54,比空气约轻一半。甲烷溶解很小,在20℃、0.1千帕时,100单位体积的水,只能溶解3个单位体积的甲烷。同时甲烷燃烧产生明亮的蓝色火焰,然而有可能会偏绿,因为燃烧甲烷要用玻璃导管,玻璃在制的时候含有钠元素,所以呈现黄色的焰色,甲烷烧起来是蓝色,所以混合看来是绿色。

甲烷在自然界分布很广,是天然气、沼气、坑气及煤气的主要成分之一。甲烷高温分解可得炭黑,用作颜料、油墨、油漆以及橡胶的添加剂等;氯仿和四氯化碳都是重要的溶剂。甲烷还可用作燃料及制造氢、一氧化碳、炭黑、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。

天然气的解析

天然气是一种多种成分组成的混合气体,主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水汽,以及微量的惰性气体,如氦和氩等。在标准状况下,甲烷至丁烷以气体状态存在,戊烷以下为液体。

天然气系古生物遗骸长期沉积地下,经慢慢转化及变质裂解而产生的气态碳氢化合物,具可燃性,多在油田开采原油时伴随而出。

天然气蕴藏在地下多孔隙岩层中,主要成分为甲烷,比重约0.65,比空气轻,具有无色、无味、无毒之特性。天然气公司皆遵照政府规定添加臭剂,以资用户嗅辨。天然气在空气中含量达到一定程度后会使人窒息。

若天然气在空气中浓度为5%~15%的范围内,遇明火即可发生爆炸,这个浓度范围即为天然气的爆炸极限。爆炸在瞬间产生高压、高温,其破坏力和危险性都是很大的。

依天然气蕴藏状态,又分为构造性天然气、水溶性天然气、煤矿天然气等三种。而构造性天然气又可分为伴随原油出产的湿性天然气、不含液体成分的干性天然气。

中国沉积岩分布面积广,陆相盆地多,形成优越的多种天然气储藏的地质条件。根据1993年全国天然气远景资源量的预测,中国天然气总资源量达38万亿立方米,陆上天然气主要分布在中部和西部地区,分别占陆上资源量的43.2%和39.0%。

中国天然气资源的层系分布以新生界第3系和古生界地层为主,在总资源量中,新生界占37.3%,中生界11.1%,上古生界25.5%,下古生界26.1%。天然气资源的成因类型是:高成熟的裂解气和煤层气占主导地位,分别占总资源量的28.3%和20.6%,油田伴生气占18.8%,煤层吸附气占27.6%,生物气占4.7%。中国天然气探明储量集中在10个大型盆地,依次为:渤海湾、四川、松辽、准噶尔、莺歌海琼东南、柴达木、吐哈、塔里木、渤海、鄂尔多斯。中国气田以中小型为主,大多数气田的地质构造比较复杂,勘探开发难度大。1991年~1995年间,中国天然气产量从160.73亿立方米增加到179.47亿立方米,平均年增长速度为2.33%。

中国煤矿术语中的瓦斯是从英语gas译音转化而来,往往单指CH4(甲烷,也称沼气)。地下开采时,瓦斯由煤层或岩层内涌出,污染矿内空气。

瓦斯从煤矿里的煤岩裂缝中喷出,当瓦斯浓度低于5%时,遇火不爆炸,但能在火焰外围形成燃烧层,当瓦斯浓度为9.5%时,其爆炸威力最大;瓦斯浓度在16%以上时,失去其爆炸性,但在空气中遇火仍会燃烧。

瓦斯的引火温度,即点燃瓦斯的最低温度。一般认为,瓦斯的引火温度为650℃~750℃。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化。当瓦斯含量在7%~8%时,最易引燃;当混合气体的压力增高时,引燃温度即降低;在引火温度相同时,火源面积越大、点火时间越长,越易引燃瓦斯。

让人着迷的饮料——乙醇

工业上乙醇主要来自石油(乙烯水化法),也常用含糖的物质发酵来生产乙醇(主要是酿酒)。

不翼而飞的酒

有个酒鬼在自己配酒的时候,发现酒少了许多,可屋里就他一个人,中间也没有人进来过,他自己也没有喝,难道是酒长了翅膀飞走了吗?原来在稀释配制的过程中,酒精悄悄地蒸发了。酒精稀释时会产生热量,一部分酒精就变成蒸气不知不觉地“溜”到空气中了,人的肉眼是看不出来的。乙醇是“酒”的主要成分,而不是酒精的主要成分,因为它的俗名就叫做“酒精”,对人体无害。

乙醇的功用

乙醇被广泛用于医用消毒。一般使用95%的酒精用于器械消毒;70%~75%的酒精用于杀菌,例如75%的酒精在常温(25℃)下一分钟内可以杀死大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、铜绿假单胞菌等;更低浓度的酒精用于降低体温,促进局部血液循环等。

乙醇还可以用于食用,如酒。因为它能作为良好的有机溶剂,所以中医用它来送服中药,以溶解中药中大部分有机成分。

酒精在中药使用上的作用:一是酒精可以助药力,古人谓“酒为诸药之长”,酒精可以使药力外达于表而上至于巅,使理气行血药物的作用得到较好的发挥,也能使滋补药物补而不滞;二是酒精有助于药物有效成分的析出,中药的多种成分都易于溶解于酒精之中;三是具有防腐作用。

甲醇被大众所熟知,是因为其毒性。工业酒精中大约含有4%的甲醇,被不法分子当做食用酒精制作假酒,而被人饮用后,就会产生甲醇中毒。甲醇的致命剂量大约是70毫升,酒中人饮用的最高限量为0.1克/升。

甲醇有较强的毒性,对人体的神经系统和血液系统影响最大,它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应,甲醇蒸气能损害人的呼吸道黏膜和视力。急性中毒症状有:头疼、恶心、胃痛、疲倦、视力模糊以至失明,继而呼吸困难,最终导致呼吸中枢麻痹而死亡。慢性中毒反应为:眩晕、昏睡、头痛、耳鸣、视力减退、消化障碍。甲醇摄入量超过4克就会出现中毒反应,误服一小杯超过10克就能造成双目失明,饮入量大造成死亡。致死量为30毫升以上,甲醇在体内不易排出,会发生蓄积,在体内氧化生成甲醛和甲酸也都有毒性。

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