内容正文:
第八章 化学与可持续发展
第一节 自然资源的开发利用
8.2 化学品的合理利用
学习目标
1、通过阅读资料“滴滴涕的功与过”,举办有关“农业生产中是否应该继续施用化肥和农药”等社会性议题的辩论赛,辩证地看待农药、化肥使用的利弊及其对环境和社会的影响。
2、以阿司匹林的制备为例,了解药物合成的一般思路和方法,认识化学在促进人类健康方面的重大贡献,形成“结构 ⇄ 性质 ⇄ 用途”的结构化认识。
3、通过对抗酸药有效成分的探究,培养学生的证据意识和推理能力。
4、通过调查包装食品等活动,能从分类的视角认识常见食品添加剂的种类、功能、性质和作用,促进学生实现“知、情、意、行”的统一。
决定
决定
反映
反映
一、化学品
1、定义:
2、分类:
有商品属性的化学物质,如:84消毒液是化学品,其主要成分NaClO是化学物质
大宗化学品:
精细化学品:
如乙烯、硫酸、纯碱和化肥等
如医药、农药、日用化学品和食品添加剂等
★ 生产精细化学品已经成为当代化学工业结构调整的重点之一
二、化肥、农药的合理施用
(1)合理施用化肥的目的:
1、化肥的合理施用
① 提供农作物生长所需要的营养元素
② 保障农作物增产
③ 减少农作物损失
(2)常见的化肥:
氮肥、磷肥、钾肥、复合肥等
★ K抗倒伏、P抗旱、枝叶茂盛就靠N
1、下列属于复合肥的是 。(填序号)
① NH4HCO3 ② Ca(H2PO4)2 ③ KH2PO4
④ CO(NH2)2(尿素) ⑤ KNO3 ⑥ K2CO3(草木灰)
⑦ NH4H2PO4
③⑤⑦
★ 同时含有N、P、K中两种或两种以上营养元素的化肥
二、化肥、农药的合理施用
(3)合理施用化肥考虑的因素:
1、化肥的合理施用
① 土壤酸碱性
② 作物营养状况
③ 化肥本身的性质
如:向酸性土壤里撒熟石灰
如:小麦易被风吹倒,就施用含K化肥等
如:硝酸铵是一种高效氮肥,但受热或经撞击易发生爆炸,因此必须作改性处理后才能施用
如:铵态氮肥不能与草木灰等碱性物质混用,也不能在烈日下施用
NH4+ + OH- = NH3↑ + H2O
△
400℃
2NH4NO3 = 2N2↑ + O2↑ + 4H2O
△
NH4HCO3 = NH3↑ + H2O + CO2↑
二、化肥、农药的合理施用
(4)过量施用化肥的危害:
1、化肥的合理施用
① 很多化肥易溶于水,过量施用会造成浪费
② 污染水体:造成水体富营养化,产生水华等污染现象
③ 污染土壤:影响土壤的酸碱性和土壤结构
水华
赤潮
二、化肥、农药的合理施用
2、农药的合理施用
(1)农药的发展与代表:
农药类型 代表物
早期 植物
无机物
新型 有机合成农药
除虫菊、烟草等
波尔多液、石灰硫黄合剂等
有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类农药等
除虫菊
(含除虫菊酯)
★ 农药发展方向:高效、低毒和低残留
二、化肥、农药的合理施用
2、农药的合理施用
(2)农药不合理施用的危害:
① 破坏害虫与天敌之间的生态平衡,一些害虫还会产生抗药性
② 使对农药敏感的有益昆虫大量死亡
③ 造成土壤和作物的农药残留超标
④ 造成大气、地表水和地下水的污染
滴滴涕的功与过
C6H6Cl6
如何正确有效去除果蔬农药残留?
放置法
去皮法
水洗法
碱水浸泡法
加热法
爆炒法
【思考与讨论】
以“农业生产中是否应该继续施用化肥和农药”为题进行小组辩论。可以参考下列正方和反方的一些观点。
正方观点举例:
(1)解决全球快速增长人口的吃饭问题。
(2)与有机肥料和天然农药相比,化肥和有机合成农药用量少、见效快。
(3)降低生产成本,促进农业机械化发展。
反方观点举例:
(1)滥用农药会破坏当地的生态环境。
(2)研制和施用杀虫剂等农药已经进入了恶性循环。
(3)绿色食品的口味更好。很多食品味道不好可能与化肥和农药的施用有关。
麦冬
人参
冬虫夏草
灵芝
三、合理用药
1、药物的分类
(2)按使用严格程度:
(1)按来源:
天然药物
合成药物
三、合理用药
2、药物在人体内的作用方式
改变机体细胞周围的物理、化学环境而释放药效
药物分子与机体生物大分子的功能基团结合而发挥药效,其分子结构与生物活性密切相关
具有相同生物活性的药物分子常包含相同的结构成分
某些药物分子的结构稍加改变,则可能失去生物活性
三、合理用药
3、常见合成药物
(1)抗酸药 —— 中和胃里过多的胃酸,缓解胃部不适
胃得乐
【MgCO3】
胃舒平
【Al(OH)3】
【NaHCO3】
3、常见合成药物
(2)阿司匹林(乙酰水杨酸) —— 解热镇痛
三、合理用药
① 制备:
催化剂
水杨酸
(最早发现于柳树皮)
乙酸酐
乙酰水杨酸
乙酸
② 官能团:
羧基 —COOH
③ 化学性质:
酯基 —COOR
a. 酸性
b. 酯化反应
c. 水解反应
d. 取代反应
3、常见合成药物
(2)阿司匹林(乙酰水杨酸) —— 解热镇痛
三、合理用药
④ 长期大量服用的副作用:
胃酸环境下部分水解,在人体内产生的水杨酸会刺激胃黏膜,长期大量服用可能会导致胃痛、头痛、眩晕、恶心等不适症状
催化剂
水杨酸
(最早发现于柳树皮)
乙酸酐
乙酰水杨酸
乙酸
4、药物的副作用
三、合理用药
“是药三分毒”——不管是中药 / 西药、合成 / 天然,都有可能对人体产生与用药目的无关的有害作用
5、合理用药原则
① 必须在医生、药师指导下,遵循安全、有效、经济和适当等原则
② 主要考虑药物和机体两个方面
药物:剂量、剂型、给药途径和时间等因素
机体:患者年龄、性别、症状、心理和遗传等因素
6、滥用药物危害巨大
三、合理用药
① 没有医生处方,长期服用安眠药或镇静剂
② 滥用抗生素
③ 运动员服用兴奋剂
④ 吸食毒品
青霉素
细菌会逐渐对抗生素产生抗药性
化学与药物设计、合成
20世纪70年代,我国科学家受中医古籍启发,从传统中药中成功提取出抗疟疾有效成分青蒿素。他们对青蒿素分子进行结构修饰和改造,得到了一系列抗疟疾新药。挽救了成千上万人的生命,为治疗这种严重影响人类健康的疾病作出了重大贡献。
东晋葛洪:青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之
屠呦呦:以更低沸点的易挥发有机溶剂提取之
青蒿素:
水溶性不佳
过氧键怕高温
四、安全使用食品添加剂
1、食品添加剂概念:
指为改善食品品质和色、香、味,以及防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或天然物质
四、安全使用食品添加剂
2、重要的食品添加剂
着色剂
功能
分类 来源 / 特点 举例
改善食品色泽
天然色素
合成色素
从植物或微生物中得到
着色力强,稳定性好,成本较低
红曲红、β - 胡萝卜素、姜黄、叶绿素铜钠盐、焦糖色等
苋菜红、柠檬黄、靛蓝等
四、安全使用食品添加剂
2、重要的食品添加剂
增味剂
功能
味精 化学名称 物理性质 来源
谷氨酸钠
无色晶体,易溶于水
海带中发现和提取
淀粉为原料发酵法
谷氨酸钠
增强或改进食品味道
四、安全使用食品添加剂
2、重要的食品添加剂
膨松剂
添加对象
举例
化学特性
功能
① NH4HCO3、NaHCO3
馒头、面包、饼干
可中和酸并受热分解,产生大量气体
使面团疏松、多孔,生产的食品松软或酥脆,易于消化吸收
② 复合膨松剂(碳酸盐 + 酸性物质)
四、安全使用食品添加剂
2、重要的食品添加剂
凝固剂
功能
举例
原理
改善食品的形态(固化)
① 盐卤(含MgCl2、CaSO4)
② 葡萄糖酸 - δ - 内酯
蛋白质聚沉
葡萄糖酸 - δ - 内酯
葡萄糖酸
四、安全使用食品添加剂
2、重要的食品添加剂
防腐剂
功能
举例
防止食品因微生物滋生而腐败变质
① 苯甲酸及其钠盐
② 山梨酸及其钾盐
③ 亚硝酸钠等
亚硝酸钠【NaNO2】
① 防腐剂和护色剂(使肉制品较长时间地保持鲜红色),可用于腊肉、香肠等的生产
② 但具有一定毒性,还会与食物作用生成致癌物,因此,严格规定食品中亚硝酸钠最大使用量和残留量
③ 外观与食盐相似,应防止误食中毒
四、安全使用食品添加剂
2、重要的食品添加剂
抗氧化剂
功能
举例
原理
防止食品在空气中被氧化而变质
抗坏血酸(即维生素C)
还原性
抗坏血酸
氧化
失两个H
脱氢抗坏血酸
四、安全使用食品添加剂
2、重要的食品添加剂
营养强化剂
功能
举例
注意
补充必要的营养成分(年龄阶段、工作环境及地方性营养状况等)
① 食盐中添加碘酸钾【KIO3】
② 奶粉中添加维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌等
是否需要含有营养强化剂的食品,根据个人不同情况和医生、营养师的建议而作出选择
部分防腐剂和抗氧化剂的使用规定
食品添加剂的使用
不能作为食品添加剂的物质
“苏丹红”
“三聚氰胺”
“瘦肉精”
3、请将下列常见食品添加剂按其主要功能进行分类(填序号)
① 谷氨酸钠 ② 碳酸氢钠 ③ 硫酸钙 ④ 碘酸钾
⑤ 苯甲酸钠 ⑥ 铁强化酱油中的乙二胺四乙酸铁钠
⑦ 焦糖色 ⑧ 硫酸锌
(1)着色剂 ;(2)增味剂 ;
(3)膨松剂 ;(4)凝固剂 ;
(5)防腐剂 ;(6)营养强化剂 。
⑦
①
②
③
⑤
④⑥⑧
化学品
Lavf58.51.100
$