中华文明史上的化学应用翻开历史的长卷,人类的智慧映入眼帘从最早的黄帝轩辕氏打败蚩尤部落,中国源远流长的文化便迈着轻盈的脚步姗姗而来禹建立历史上第一个封建王朝、神农尝百草、春秋战国时期的百家争鸣……中国在政治医学文化等各个方面竞相发展,呈现出五彩缤纷、风姿绰约的文化那么我们的祖先在化学方面都有哪些应用呢?就让我们一起来沿着历史的脚印追溯这一分支吧!元谋人的发现揭开了我国古人类史上新的一页 翻开中学课本《中国历史》第一册,开篇便见“在云南发现的元谋人,距今约有 170 万年,是我们已知的祖国境内最早的人类 ”追溯历史,曾经默默无闻的元谋,因国土资源部地质力学研究所研究员钱方先生等 1965 年在云南元谋县上那蚌村发现两颗“元谋人”牙齿化石而名扬四海谁曾想到,时隔 40 年,钱方先生在研讨会开幕式上一席“元谋人是最早使用火的人类,是世界上烧烤的发明者”的热情洋溢的讲话,再次将元谋推向世界之最,会场立即爆发出了当地群众阵阵热烈的掌声但与此同时,参会的国内专家也纷纷表达了各自不同的声音,元谋人用火问题立即成为研讨会议题之外的又一个议题中华民族的历史,就是从元谋人开始元谋人不但会使用石器,骨器,还会使用火。
元谋人是最早使用火的人类,可以说元谋人是世界上烧烤的发明者,也是世界上最早使用火的关于火的化学我们可能都都已经习以为常,它的本质就是炭在空气中燃烧生成二氧化碳并放出氧气的过程,即 C+O2==CO2.火可以用来加热食物、可以取暖、可以用来照明、驱赶猛兽随着科学技术的进步火的用途也延伸到各个领域陶器的发明是人类最早利用化学变化的一种物质结构的创造性活动,专家说,陶器的发明是人类最早通过化学变化改变天然物质的开端,也是人类社会发展史上划时代的标志陶器的制作过程有以下:制作一件陶器之前,最基础的工作是选择适合的黏土黏土是制陶的原料,而它又分为陶土和瓷土瓷土含铅量较少,没有很多杂质,氧化铝含量较高,熔点也较高,而陶土却有可能含一些微量的金属或其它草类,所以陶土成形需要的温度低,瓷土成形需要的温度较高接下来就是动手做了首先把你要的形状(在此我们制作一个变形的花瓶)在脑袋里构思好,再来要依靠拉胚机把湿泥拉成圆柱体,然后随着拉胚机的旋转,把圆柱体向你构思的形状靠近根据瓶形制作底部造型,等到陶土半干的时候,再沾上水将瓶形和底部粘合,就是很简单的器皿了接着把泥浆倒入器形,让泥浆在接近底部的部分进行凝结,时间根据温度、泥浆浓度、自我需要等因素自由控制,到了一定的厚度,把里面的泥水到出,直到没有水为止,等泥浆半干后仔细的修整器形,直到自己满意。
再拿去窑里烧两、三个小时,就可以了陶器的制作过程中的化学反应有:SiO2+Na2CO3==Na2SiO3+CO2、SiO 2+CaCO3==CaSiO3+CO2.在高温的条件下黏土中的二氧化硅鱼碳酸盐(碳酸钠)反应生成硅酸盐这些形成的硅酸盐形成以硅为骨架的长链所以,陶器不仅美观大方,而且结实耐用我们的祖先用它来取水、盛装食物,人类逐步走向现代文明我们伟大的祖国有悠久的历史,我国人民创造了灿烂的古代文化, 在发展古代冶金技术方面有辉煌的成就,古代炼铁技术的发明, 就是一项杰出的范例 炼铁技术的发明 我国历史上使用铁器始于何时? 目前还很难定论, 从一些文献记载来看, 大致可追溯到春秋时期,再早的还有一些传说或推测,难以为据考古发掘的金属文物是古代劳动人民创造的古代冶金技术的实物见证用现代科学技术检测金属文物,为冶金史的研究提供了丰富的、可靠的资料 1972 年河北策城县台西村商代遗址出土一件铜锨,其上镶铸有铁刃铁刃铜铱的发现表明, 我国劳动人民早在三千三百多年前就认识了铁,熟悉了铁的锻造性能, 识别了铁与青铜在性质上的差别,并且把铁铸在铜兵器的刃部铁刃虽已全部锈蚀, 经过科学鉴定证明铁刃系用陨铁锻成的。
因为铁中没有人工冶炼的硅酸盐等夹杂同时,铁锈中含有镍及钻;尽管经过锻造和长期风化,镍和钻仍保留在铁中呈高低层相间分布,这种层状分布的成分只能从高温每一万年冷却几度的条件下生成,而这个条件是人工无法达到的1931 年河南浚县出土的商末周初炼铁技术的成熟为我们中国的文明又开启了另一扇大门通过炼铁人们可以制造农具,用于生产生活,提高了生产效率有了锋利的工具人们就会野心膨胀,占有欲望就变得强烈,进而发明了兵器,征服弱小群体,这样封建社会就应运而生古代的炼铁方法是块炼铁,即在较低的冶炼温度下,将铁矿石固态还原获得海绵铁,再经锻打成的铁块冶炼块炼铁,一般采用地炉、平地筑炉和竖炉 3 种我国块炼铁始于春秋时代,在掌握块炼铁技术的不久,就炼出了含碳 2%以上的液态生铁,并用以铸成工具战国初期,我国已掌握了脱碳、热处理技术方法,发明了韧性铸铁战国后期,又发明了可重复使用的“铁范”(用铁制成的铸造金属器物的空腹器)西汉时期,出现坩埚炼铁法同时,炼铁竖炉规模进一步扩大1975 年,在郑州附近古荥镇发现和发掘出汉代冶铁遗址,场址面积达 12 万平方米,发掘出两座并列的高炉炉基,高炉容积约 50m3西汉时期还发明了“炒钢法”,即利用生铁“炒”成熟铁或钢的新工艺,产品称为炒钢。
同时,还兴起“百炼钢”技术东汉(公元25~220 年),光武帝时,发明了水力鼓风炉,即“水排”炼铁的原理是:在高温下利用碳与氧气生成的一氧化碳 C+O2==CO2、CO2+C==CO把铁从铁矿石中还原出来 3CO+Fe2O3==2Fe+3CO2,利用石灰石等物质将矿石中的二氧化硅转变为炉渣 CaCO3==CaO+CO2.祖先的另一个功劳就是发明了酒,酒不仅能够活血通淤缓解还能缓解疲劳早在九千多年前我们的祖先贾湖人发明了酒,这酒的酿造过程中也涉及到了化学呢白酒酿造大多是固态发酵,其主要产物是乙醇分析检测,白酒中大部分是乙醇和水,还含有占总量 2%左右的其他香味物质由于这些香味物质在酒中种类的多少和相互比例的不同才是酒有别于酒精,具有独特的风格白酒中的香味物质主要是醇类、酯类、醛类、酮类、芳香族化合物等物质白酒物质的产生过程:淀粉→糖→乙醇; 蛋白质→氨基酸→醇、醛、酮等物质对人体具有营养作用和对健康具有生理调解作用这种奇特的功效源于茶叶的营养和药效成份自古以来,我国人民就很了解茶叶与健康的美系,但古人并不知道茶叶的营芥威分和化学成分,对于茶叶的生理、药理功效是知其然,不知其所以然通过近代生物化学的研究,人们才进一步了解到茶叶对人体生理功能的作用,是由于茶叶含有多种营养和药效成分。
经分离鉴定,其有机化合物已达 450 种以上.无机矿物管养元素巳发现有几十种这些成分绝大部分都有益于身心健康,以及防治疾病的效用,据科学检测的分析表明,其主要成分和功能大致有:维生素维生素是茶叶中的重要营养成分维生素 A 可维持上皮组织正常机能,防止角化,预防夜盲症、白内障和抗癌作用B 族维生素的功效很多:可维持神经系统、消化系统和心脏的正带功能,参与人体氧化还原反应、维特视网膜的正常机制,加强人体脂肪代谢的功能,参与磷酸代谢贮藏过程,对预防肝硬化、动脉硬化、脂肪肝、胆固醉过高存效果维生素 C 是一种氧化剂,在人体内参与糖的代谢及氧化还原过程,广乏应用于增加集体对传染病的抵抗能为,可提高机体对工业化学毒物的抵杭力,解毒、抗癌、抗辐射及有促进创口愈合的功能维生素 E 具有防衰老、抗瘤、抑制动脉粥样硬化、平衡脂质代谢功能维生素 K 具存降血压、强化血管的功效维生素 U 有预防消化道溃疡的功效茶叶中的维生素含量很半富,所以自古以来人们把茶作为一种养生饮料矿质元素茶叶中含有几十种矿质元素含量校多的有钾人体细胞不能缺钾,夏天出汗过多,易引起缺钾,饮茶是补充钾的理想才法其次还有磷、钠、硫、钙、镁、锰、铅,微量元素有铜、锌、钼、镍、硼、硒、氟等,这些元素大部分是人体所必需的。
矿质元素对人体内某些激素的合成,能量转换,人类的生殖、生长、发育,大脑的思维与记忆,生物氧化,酶的激活,信息的传导等都起着重大的作用如氟对牙齿的保健有益,对低氟地区来说,喝茶可作为补充氟的重要来源铁是血液中交换和输送氧气所必需的一种元素铜是人体氧化还源体系中的催化剂,同时还和骨骼形成、脑功能有关,并能调节心搏回顾历史,古人对化学做出了很大的贡献我们应该从先人那里学习经验,更好地为我们社会的发展做出贡献。