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TUhjnbcbe - 2024/10/9 18:09:00
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上周末,延期一年的“东京奥运会”终于开幕。那么你知道在奥运会中有哪些化学知识吗?

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化学反应的奥运会◆◆◆

01

颜色都是溶解了不同的化学物质变的

在五个小杯子当中分别溶解了少量不同的化学物质(原本无色),然后加入硫酸铁铵溶液,分别得到颜色。

红色:含硫氰酸钾,反应形成血红色的硫氰化铁

蓝色:含亚铁氰化钾,形成亚铁氰化铁,也就是著名的普鲁士蓝

黑色:单宁酸,形成鞣酸铁,深色复合物

绿色:与酒石酸形成复合物

黄色:与亚硫酸氢钠的反应,和三价铁形成黄色复合物。

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分子世界的奥运会◆◆◆

“奥林匹克烯”Olympicene

——这个便是大名鼎鼎的“奥林匹克烯”(olympicene)。它是一个由五个苯环融合组成的多环芳烃。分子式为C19H12。其结构十分微小,宽度只有约1.2纳米,相当于人类头发约10万分之一,堪称世界上最小的五环标志。

这个分子最早来自于一位化学家当年的突发奇想。英国皇家化学会理事格雷厄姆-理查兹教授某次随手涂鸦时,突然想到:如果把一个拥有3个六角形环的分子结构跟其他两个结合在一起,或许会成为一个十分有趣的合成化学的挑战。

之后,英国皇家化学学会、英国华威大学和IBM实验中心的化学家们联手合成出了这种分子,并且利用一种极高分辨率的“非接触式原子力显微镜”为它拍摄了一张清晰的单分子图像。

由于其分子结构酷似奥运五环,因此被命名为“奥林匹克烯”。不过,它的意义可不仅仅在于向奥运致意,而是有着更为实际的科学价值。它的结构与石墨烯类似,在电学和光学等方面都有独特之处,将来极有可能应用于研发下一代太阳能电池或发光二极管等。

“奥林匹克烯”虽然和奥运五环造型相似。不过,它的环与环之间却是并合的。而不是像奥运五环那样环环相扣。于是,脑洞大开的化学家们又合成出了环环套连的“奥林匹克索烃”,(Olympiadane)

索烃是含有两个或两个以上的原子环,象在链条上的环一样连接在一起。但每个环之间不被任何价键力连接。

索烃的合成本身就极具难度,而要做到5环相互套连,在有机合成中就更富挑战性。其对于分子器件的合成具有重要的指导意义。

奥运会中的化学小知识

01

奥运火炬自年第11届奥运会以来,历届开幕式都要举行隆重的“火炬接力”。火炬的常用燃料是丁烷和煤油。年北京奥运会的祥云火炬使用丙烷为燃料。燃烧反应只放出二氧化碳和水,不会对环境造成任何影响。

02

运动鞋底篮球、排球运动员需要有一定弹跳性的鞋,就选用弹性好的顺丁橡胶作鞋底;足球运动员要求鞋能适应快攻快停、坚实耐用,使用强度高的聚氨酯橡胶作底材,并安装上聚氨酯防滑钉;田径运动员要求穿柔软并富有弹性的鞋,就设计高弹性的异戊橡胶作鞋底,以此满足不同运动员的要求。

03

发令烟雾发令枪火药中的药粉含有氧化剂氯酸钾(KClO3)和发烟剂红磷(P)等物质。反应方程式:5KClO3+6P=3P2O5+5KCl摩擦产生的高温使氯酸钾迅速分解,产生的氧气马上与红磷发生剧烈的燃烧。燃烧产物是五氧化二磷粉末,它的吸水性很强,吸收空气中的水,生成磷酸溶液的小液滴,因此产生烟雾。所以计时员就在看到白色烟雾时开始计时。

04

撑杆撑杆跳高作为一项借用器材的运动,撑杆的弹性和长度发挥着关键作用。60-70年代,美国运动员凭借复合材料的技术优势,垄断了近20年的撑杆跳高项目最好成绩。80年代,由于高性能纤维应用于复合材料撑杆上,撑杆跳高的优势开始转向欧洲,年前苏联选手用“碳纤维撑杆”首破6米大关。紧接着人们又征服了一个又一个惊人的高度。

05

泳衣材料改进游泳衣的关键有两点:一是水不能从泳衣表面进入,又能使进入泳衣的水流出;二是所用材料要质轻料薄、表面光滑。有人设想,在泳衣表面涂上相对分子质量为万的高分子涂料,可减少水的摩擦阻力10%。由此推算,米自由泳可缩短2秒时间。

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镁粉

体操或举重运动员在比赛前会将白色粉末涂抹于双掌,白色粉末俗称“镁粉”。其实是碳酸镁(MgCO3)粉末。碳酸镁粉末具有很好的吸湿性,能加大手掌心与器械之间的摩擦系数,从而有助于运动员创造优异成绩。

正如“奥林匹克烯”的提出者格雷厄姆-理查兹所言:“我们希望用它与奥运会的联系激发学生对化学的兴趣”。如果说奥运赛场上的五环代表着更快更高更强的奥林匹克精神,那么,化学世界的五环同样展现了化学家们追求极致,不断超越的进取精神。

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