酒精是一种理想的防腐材料?防冻剂的工作原理是什么?了解下
乙醇俗称为酒精,具有凝结蛋白的作用,从而防止蛋白在有生命的细胞内发挥正常机能变化。由于具有这种作用,酒精可以用来做防腐材料。
作为一种防腐剂,70%的酒精的作用比100%的酒精大。
下面的图可以充分解释这个问题。图中(A)代表的是一个单细胞有机体,如一个带病的细胞,没有经过酒精处理。(B)和(A)是同一样的东西,已用100%的酒精处理,一旦(B)与纯酒精接触,蛋白马上被凝固,使细胞内壁上形成一层硬化的蛋白层,防止更多的酒精进入细胞内,使细胞内不能凝固。这样,这个有机体只处于冬眠状态,并没有死亡。一旦条件合适,它还能起机能变化。
而用70%的酒精来处理细胞有机体时,稀释了的酒精慢慢地将蛋白凝固,因而在凝固之前,有机会渗过细胞壁进入整个细胞内,使有机体死亡。如图中(C)所示。饮料中虽然含有酒精,但政府通常征收很高的税。当酒精用于其它目的时,税收免征,但这样酒精已被加工为不可饮用的了。经不可饮月加工后的酒精,叫做变性酒精。常用的变性剂为甲醛和汽油。
甲醇也叫木醇,是酒精的不同化合物,在工业部门中广泛地用作溶剂。
防冻剂的工作原理是什么?
生长在寒带的人都知道,如果不在汽车的水箱内加入防冻剂的话,汽车冷却系统中的水,会在冬天里冻结住。19世纪后叶,法国科学家弗朗克斯·拉乌尔特(Francois Rao-
ult)为我们解决了这个问题。他发现,只要在液体中溶解某一样东西,液体的冻线温度总是会降低些的。加入液体中的物质,可以是固体,也可以是液体。根据这个原理往水中加入盐、酒精或糖,就可以把水的冻结温度降低到0℃以下。
干净的水在0℃时结冰。
弗朗克斯·拉乌尔特发现,冻结点的下降,直接跟溶解于液体中的分子数量有关。例如,如果一盎司*糖可将一定量水的冻结点降低19F**,则二盎司的糖(分子数量为一盎司的2倍),可将冻结点降低20F,以下照此类推,冻结温度的下降,只跟溶解于液体中分子数量有关,与溶解物的种类并没有关系。
所谓“冻结温度下降”,可以用下面方式来解释。随着浓体变冷,液体分子内的运动能量也减少。这就意味着,分子间试图将液体固化的引力变得更强大。达到冻结点时,分子就不再做圆周运动,它们集中到一块形成固体。“外界”分子的存在,使液体分子被分开,减少引力的有效作用。只有达到更低温度时,分子间的引力才强大到足以再将分子集中到一块,形成固体的程度。
从表面上来看,几乎所有能溶解于水的物质,都可以用作汽车防冻剂。然而,事实上还有其它重要的因素需要考虑。首先,最理想的物质应该是能按任何比例与水混合的物质,有些固体物质也许不仅不容易溶解,而且在低温情况下可能还会产生结晶现象,其次,我们需要选择对汽车冷却系统不会有什么损害的情性物质,第三,这种物质应该是价廉的第四,它必须具有较高的沸点,即使在冷却系统的高压环境中也不会沸腾。最常用的汽车防冻液为乙二醇,它的沸点为197℃。乙二醇与水的比例达1比1时,汽车冷却系统的冷冻温度约为-40℃