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『基础三』基础知识(石油知识及其它~)

分析化学

  • 石油知识
    1概述
    石油又称原油,是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。
      最早提出"石油"一词的是公元977年中国北宋 编著的《太平广记》。正式命名
      为"石油"是根据中国北宋杰出的科学家沈括(1031一1095)在所著《梦溪笔谈》中根据这种油《生于水际砂石,与泉水相杂,惘惘而出》而命名的。在"石油一词出现之前,国外称石油为"魔鬼的汗珠"、"发光的水"等,中国称"石脂水"、"猛火油"、"石漆"等。
      我们平时的日常生活中到处都可以见到石油或其附属品的身影,不知你注意了吗?比如汽油、柴油、煤油、润滑油、沥青、塑料、纤维等还有很多!这些都是从石油中提炼出来的;而我们日常所用的天然气(液化气)是从专门的气田中产出的!通过输气管道和气站再到各家各户。
      目前就石油的成因有两种说法:①无机论 即石油是在基性岩浆中形成的;②有机论 既各种有机物如动物、植物、特别是低等的动植物像藻类、细菌、蚌壳、鱼类等死后埋藏在不断下沉缺氧的海湾、泻湖、三角洲、湖泊等地经过许多物理化学作用,最后逐渐形成为石油。
       原油的颜色非常丰富红、金黄、墨绿、黑、褐红、甚至透明;原油的颜色是它本身所含胶质、沥青质的含量,含的越高颜色越深。原油的颜色越浅其油质越好!透明的原油可直接加在汽车油箱中代替汽油!原油的成分主要有:油质(这是其主要成分)、胶质(一种粘性的半固体物质)、沥青质(暗褐色或黑色脆性固体物质)、碳质(一种非碳氢化合物)。
      石油由碳氢化合物为主混合而成的,具有特殊气味的、有色的可燃性油质液体!天然气是以气态的碳氢化合物为主的各种气体组成的,具有特殊气味的、无色的易燃性混合气体。
      在整个的石油系统中分工也是比较细的:物探 专门负责利用各种物探设备并结合地质资料在可能含油气的区域内确定油气层的位置;钻井 利用钻井的机械设备在含油气的区域钻探出一口石油井并录取该地区的地质资料;井下作业 利用井下作业设备在地面向井内下入各种井下工具或生产管柱以录取该井的各项生产资料,或使该井正常产出原油或天然气并负责日后石油井的维护作业;采油 在石油井的正常生产过程中录取石油井的各项生产资料并对石油井的生产设备进行日常维护;集输 负责原油的对外输送工作;炼油 将输送到炼油厂的原油按要求炼制出不同的石油产品如汽油、柴油、煤油等!
      石油的性质因产地而异,密度为0.8 ~ 1.0 克/厘米3,粘度范围很宽,凝固点差别很大(30 ~ -60°C),沸点范围为常温到500°C以上,可容于多种有机溶剂,不溶于水,但可与水形成乳状液。 组成石油的化学元素主要是碳 (83% ~ 87%)、氢(11% ~ 14%),其余为硫(0.06% ~ 0.8%)、氮(0.02% ~ 1.7%)、氧(0.08% ~ 1.82%)及微量金属元素(镍、钒、铁等)。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分,约占95% ~ 99%,含硫、 氧、氮的化合物对石油产品有害, 在石油加工中应尽量除去。不同产地的石油中,各种烃类的结构和所占比例相差很大, 但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。 通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油;以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油;介于二者之间的称中间基石油。我国主要原油的特点是含蜡较多,凝固点高,硫含量低, 镍、氮含量中等,钒含量极少。除个别油田外,原油中汽油馏分较少,渣油占1/3。组成不同类的石油,加工方法有差别,产品的性能也不同,应当物尽其用。大庆原油的主要特点是含蜡量高,凝点高,硫含量低,属低硫石蜡基原油。
      从寻找石油到利用石油,大致要经过四个主要环节,即寻找、开采、输送和加工,这四个环节一般又分别称为“石油勘探”、“油田开发”、“油气集输”和“石油炼制”。下面就这四个环节来追溯一下石油工业的发展历史。
       “石油勘探”有许多方法,但地下是否有油,最终要靠钻井来证实。一个国家在钻井技术上的进步程度,往往反映了这个国家石油工业的发展状况,因此,有的国家竞相宣布本国钻了世界上第一口油井,以表示他们在石油工业发展上迈出了最早的一步。
       “油田开发”指的是用钻井的办法证实了油气的分布范围,并且有井可以投入生产而形成一定生产规模。从这个意义上说,1821年四川富顺县自流井气田的开发是世界上最早的天然气田。
       “油气集输”技术也随着油气的开发应运而生,公元1875年左右,自流井气田采用当地盛产的竹子为原料,去节打通,外用麻布缠绕涂以桐油,映晌颐窍衷诔坪舻摹笆淦艿馈保艹ざ⑷倮铮诘笔钡淖粤骶厍嘌咏恢墓芟叻角鹆辏┕到В纬墒淦纾固烊黄挠τ么泳母浇由斓皆毒嗬氲难卧睿贫似锏目ⅲ沟笔钡奶烊黄锏侥瓴?000多万立方米。
      至于“石油炼制”,起始的年代还要更早一些,北魏时所著的《水经注》,成书年代大约是公元512~518年,书中介绍了从石油中提炼润滑油的情况。英国科学家约瑟在有关论文中指出:“在公元十世纪,中国就已经有石油而且大量使用。由此可见,在这以前中国人就对石油进行蒸馏加工了”。说明早在公元六世纪我国就萌发了石油炼制工艺。
    石油是一种液态的,以碳氢化合物为主要成分的矿产品。原油是从地下采出的石油,或称天然石油。人造石油是从煤或油页岩中提炼出的液态碳氢化合物。组成原油的主要元素是碳、氢、硫、氮、氧。
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  • 第1楼2005/10/15

    分子蒸馏技术及其在中药生产中的应用
    分子蒸馏技术,作为一种对高沸点、热敏性物料进行有效分离的手段,自上世纪30年代出现以来,得到了世界各国的重视。至上世纪60年代,为适应浓缩鱼肝油中维生素A的需要,分子蒸馏技术得到了规模化的工业应用。当时,日、英、美、德、俄罗斯相继设计制造了多套蒸馏装置,用于浓缩天然维生素A,但由于各种原因,应用面太窄,导致发展速度缓慢。此后,随着人们对这项新的液-液分离技术的逐渐重视,对分离装置不断改进、完善,不断探索、扩展新的应用领域,特别是自上世纪80年代末以来,随着人们对天然物质的青睐,回归自然潮流的兴起,更推动了分子蒸馏技术的迅猛发展。
      一、原理
      传统意义上的蒸馏是将液体加热后,根据其中不同成分的沸点不同,来进行分离提纯的一种技术。但分子蒸馏的原理与此完全不同,它的核心概念是分子运动自由程,因此在远低于液体沸点的情况下即可进行,更适用于高沸点和热敏性物质的分离。
      那么什么是分子运动自由程呢?在这里,我们首先需要了解几个概念。
      1.分子碰撞:众所周知,分子与分子之间存在着相互作用力。当两个分子离得较远时,分子之间的作用力表现为吸引力;但当两分子接近到一定程度后,分子之间的作用力就会变为排斥力,且这种排斥力随其接近程度的增加而迅速增加。当两分子接近到一定程度,排斥力的作用就会使两分子分开,这种由接近而至排斥分离的过程就是分子的碰撞过程。
      2.气体分子运动自由程:由于分子间作用力的存在,因此分子总是处于不停的运动变化中,从排斥到吸引,甚至碰撞,它们之间的距离也在不停地变化着。而所谓的气体分子平均自由程,就是指气体分子在两次连续碰撞之间所走路程的平均值。
      弄清了这两个概念,什么是分子蒸馏这个问题就可以迎刃而解了。分子蒸馏就是在高真空状态下,使蒸发面(加热面)和冷凝面的间距小于或等于轻组分物料的蒸气分子的平均自由程,即使蒸发面逸出的分子可以毫无阻碍地奔射并凝集到冷凝面上。
      具体一点讲,根据分子运动理论,液体混合物的分子受热后运动会加剧,当分子获得足够能量时,就会从液面逸出而成为气相分子。随着液面上方气相分子的增加,有一部分气体就会返回液体。在外界条件保持恒定的情况下,最终会达到分子运动的动态平衡,从宏观上看,液体系统达到了平衡。
      在一定温度下,压力越低,气体分子的平均自由程越大。但由于不同分子的分子量不同,导致轻分子的平均自由程大,重分子的平均自由程小。此时若在离液面小于轻分子的平均自由程而大于重分子的平均自由程处设置一捕集器,使得轻分子不断被捕集,从而破坏了轻分子的动态平衡而使混合液中的轻分子不断逸出,而重分子因达不到捕集器很快趋于动态平衡,不再从混合液中逸出,这样,便达到了混合物分离的目的。
      分子蒸馏装置就是通过降低蒸发空间的压力(10-2~10-4mmHg),使冷凝表面靠近蒸发表面,当其间的垂直距离小于轻气体分子的平均自由程而大于重分子的平均自由程时,从蒸发表面气化的轻气体分子,就可以不与其他分子碰撞,直接到达冷凝表面而冷凝。
      下面是分子蒸馏的四个步骤。
      1.分子从液相主体向蒸发面扩散;
      2.分子从蒸发面(加热面)上自由蒸发;
      3.分子从蒸发面向冷凝面飞射,在飞射过程中,可能与残存的空气分子碰撞,也可能相互碰撞。但只要有合适的真空度,使蒸发分子的平均自由程大于或等于两面(蒸发面与冷凝面)之间的距离即可,过高提高真空度毫无意义;
      4.分子在冷凝面上冷凝,冷凝面形状合理且光滑,从而完成对该物质分子的分离提取。
      二、分子蒸馏的特点
      1.分子蒸馏的操作温度远低于物料的沸点:分子蒸馏过程中,混合物的分离是由于不同种类的分子逸出液面的平均自由程不同来实现的,并不需要沸腾,所以分子蒸馏是在远低于沸点的温度下进行操作的。这点与常规蒸馏有本质的区别。
      2.蒸馏压强低:分子蒸馏能在很低的压强下进行操作,一般为10-1Pa数量级。
      3.受热时间短:分子蒸馏装置要求受加热的液面与冷凝面间的距离小于或等于轻分子的平均自由程,使由液面逸出的轻分子,几乎未经碰撞就到达冷凝面,所以受热时间很短。与真空蒸馏相比,在真空蒸馏条件下需受热1小时分离的物质,分子蒸馏仅需十几秒。
      三、分子蒸馏在中药提取过程中的优势
      1.由于分子蒸馏真空度高,操作温度低和受热时间短,能较好地保护中药有效成分,尤其对于高沸点和热敏性及易氧化物料的分离,有常规方法不可比拟的优点。
      2.能效地去除液体中的低分子物质,如:有机溶剂、臭味等,并有利于脱色,因此能有效改善中药成品的色泽,保持终产品的纯天然、无污染。
      3. 分离能力强,可分离出常规蒸馏不易分开的物质,且分离后有效成分高度富集,可提高药物质量。
      目前,分子蒸馏技术已被列入《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录(2000年修订)》,并在现代中药产业中得到了逐步的推广和应用,且与超临界流体萃取技术相提并论。

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  • 第2楼2005/10/15

    EPS泡塑成型理论
    泡沫塑料以塑料为基本组分,含有大量气泡,因此泡沫塑料也可以说是以气体为填料的复合塑料。
    根据塑料的物理性质,泡体质地的软硬程度可把泡沫塑料分为三大类。聚苯乙烯泡沫塑料、酚醛泡沫塑料、环氧树脂泡沫塑料、部分聚氨酯泡沫塑料都属硬质泡沫塑料;而橡胶、弹性聚氨酯和部分聚烯烃的泡沫塑料则属于软质泡沫塑料。
    可发性聚苯乙烯树脂(ExpandablepolyStyrene)是在聚苯乙烯珠粒中加入低沸点的液体发泡剂,在加温加压的条件下,渗透到聚苯乙烯珠粒中,使其溶胀,制成可发性聚苯乙烯树脂(珠粒)。
    在受热的情况下,聚苯乙烯软化而低沸点烷烃挥发导致聚苯乙烯粒子膨胀,利用这一原理,将其经过预发、熟化、成型、烘干及切割等加工工艺制得可发性聚苯乙烯制品。
    它既可用于制成不同密度、不同形状的泡沫塑料制品,又可以生产出各种厚度的泡沫塑料板材,广泛用于建筑、包装、日用品、工业品等领域。
    一、成型过程
    1、 泡沫的气泡核形成阶段:合成树脂加入化学发泡剂或气体,当加温或降压时,就会生出气体而形成泡沫,当气体在熔体或溶液中超过其饱和限度而形成过饱和溶液时,气体就会从熔体中逸出而形成气泡。在一定的温度和压力下,溶解度系数的减小将引起溶解的气体浓度降低,放出的过量气体形成气泡。
    2、 泡沫的气泡核增长:在发泡过程中,泡孔增长速率是由泡孔内部压力的增长速率和泡孔率的变形能力决定的。在气泡形成之后,由于气泡内气体的压力与半径成反比,气泡越,内部的压力越高,并通过成核作用增加了气泡的数量,加上气泡的膨胀扩大了泡沫得增长。促进泡沫增长的因素主要是溶解气体的增加、温度的升高、气体的膨胀和气泡的和并。
    3、 泡沫的稳定固化:当然,如果泡孔增长过程在某一阶段未被中断的话,一些泡孔可以增长到非常大,使形成泡孔壁的材料达到材料达到破裂极限,最后所有泡孔会相互串通,使整泡沫结构瘪塌,或会出现所有的气体从泡孔中缓慢地扩散到大气中的现象,泡沫中气体的压力逐渐地衰减,那么泡孔会渐渐地变小并消失。
    因此,在泡沫形成中控制泡孔的增长率和稳事实上是重要的。这可以通过使聚合物母体发生突然国有化或使母体变形性逐渐的降低来完成。许多稳定泡沫的方法,可降低其表面张力,减少气体扩散作用,使泡沫稳定。比如,在发泡过程中,通过对物料的冷却或树脂的交联都能提高塑料液体的粘度,达到稳定泡沫的目的。

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  • 第3楼2005/10/15

    基础化学的新前沿领域
    1.用大量相同的组分作为给定的键合单元或配体的受体的方式来合成化合物。
    Create chemical entities made up of many identicalcomponents arranged in away as to serve as receptors for given binding units or ligands.
    2.合成出自复制分子和寻找自矫正反应。后者包括催化反应,在催化反应中产物中的
    错误能被去除和矫正。
    Create self-replicating molecules and self-correctting Chemical react- ions.Included in this latter category are catalytic reactions where errors introduced in the product are deleted and corrected.
    3.充分理解给定的以及预期的化学反应的本质,以便为这种反应设计出合理的催化剂
    Understand the nature of a given or desired new chemicaltransformation sufficiently well that a catalyst for the reaction can be designed in a rational manner.
    4.探索表面化学性质(表面化学),控制以多相催化剂作为体相物种的立体化学。
    Explore the chemistry at interfaces and control the stereochemistry of heterogeneous catalysts used as bulk species.
    5.利用超分子结构维持化学不稳定物质的完整性。同时保存包含产物释放的化学反应
    中的催化位点,
    Harness supramolecular constructs to preserve the integrity of chemi- cally labile species while conserving sites for the catalysis of chem- ical reactions including product release.
    6.用平行的自动的合成方法或组合试探反应来逐步地提高化学反应的转化率。
    Use parallel automated synthesis or combinatorial trial-and error reactions to improve on a chemical transformation in an evolutionary manner.
    7.对参加反应的两个分子接近时的取向进行控制。
    Control the direction and orientation of the approach of one molecule reacting with another.
    8.理解分子的内部运动,从而可以在适当的时刻用一个电磁脉冲去打断分子中一个选定的键(选键化学)。
    Understand the internal motions of molecules so that,with appropriate timing,a pulse of electromagnetic energy can be used to dissociate specifically a chosen bond in the molecule
    9.理解分子内部相互作用的结构和动力学,以便于我们能对分子聚集体进行预测和控制。
    Understand the structure and dynamics of inter-molecular interactions so that the properties of molecular collections can be predicted and controlled.
    10.设计反应物和反应途径以打断原先认为是惰性的化学键。
    Devise reagents and pathways for breaking into chemical bonds previou-sly considered to be inert.
    11.寻找将丰富的自然物质转化为有用的化学小分子结构单元的方法以及相反的方法
    Find the means for converting naturally abundant substances into chemically useful small-molecule building blocks and vice versa.
    12.发展非溶液反应技术,
    Develop the art of conducting chemical reactionswithout solvents.
    13.合成能够只对分子的一部分进行选择性反应的化合物,从而不必在反应前先对分

    子中不想改变的活性位点进行保护并在反应后去保护。
    Create reagents that chemically modify a portion of a molecle without protecting. and later having to deprotect, other reactive sites on the molecule that we do not want to modify.
    14.寻找不使用也不会产生有害物质而是利用可再生资源的反应途径并用它们来合成
    化学产物.
    Create chemical products and processes that do notrequire the use or generation of hazardous substances and that use renewable resources.
    15.认识和利用尺寸介于分子和固态之间(1-100nm)的化合物的性质。
    Understand and harness the properties of compounds of intermediate(1-100nm) size between the mo1ecular and solid state.
    16.对单个孤立分子性质的比较,并与多个此类分子和不同溶液中的集体性质进行比较
    Investigate the chemistry of single isolated molecules and compare the properties with those of an ensemble of such molecules and in various solvents.
    17.合成能自组装成包括固态在内的具有比分子 聚集体性质优越的超分子结构。
    Create molecules that self-assemble into supramolecular structures including solids,the properties of which surpass those of the molecular collection.
    18.研究如何用任意组分的分子来生成晶态物质 以及通过掺入客体物质以提高其物理
    和化学性能。
    Learn how to grow crystalline solids of molecules of any composition and to incorporate guests into these crystals to enhance their physi-cal and chemical properties.
    19.发现由化学元素和基本粒子通过以前没有发 现的组合方式组成的特殊的化合物。
    Discover unusual compositions of matter comprising chemical elements and fundamental particles in combinations not previously encountered.
    20.掌握笼状物化学,以便能够按照人们的愿望 通过化学、磁场或电场的方式使囚禁在气体、液体或 固体宿主中的客体分子被释放出来。
    Master the chemistry of caged species,releasing at will a guest entr- apped in an appropriatehost in the gas,solution.or solid state by introducing a chemical,magnetlc or electric field.
    21.理解和应用多原子分子自由基的化学性质、 能量学和光谱知识。
    Understand and use the chemistry energetics and spectroscopy of poly- atomic radicals.
    22.发展关于化学键和反应的新的理论方法,并且通过真实的化学体系来检验它们。
    Evolve new theoretical approaches to understand chemical bonding and reactions and to test these.

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  • 第4楼2005/10/15

    如何正确使用原(分)子量与相对原(分)子质量
    长期以来,科技文稿中有关“原子量”和“分子量”的量和单位的使用一直较为混乱。在量的名称和符号方面,有“原子量”、“原子重量”、“原子质量”、“相对原子质量”;“分子量”、“分子重量”、“分子质量”、“相对分子质量”;“AW”、“A”、“Ar”;“MW”、“M”、“Mr”等多种不同的表示方式。在单位的名称和符号方面,也有“道尔顿”、“原子重量单位”、“原子质量单位”;“Dalton”、“D”、“kD”、“amu”、“awu”、“u”等多种不同的表示方式。国家标准GB310031021993《量和单位》(以下简称国标)指出:“本标准中的相对原子质量Ar和相对分子质量Mr,以前分别称为原子量和分子量”。国标的规定为我们正确使用“原子量”和“分子量”的名称和符号指明了明确而具体的方法。本文结合工作实际及当前学术上的一些争议,谈谈自己粗浅的认识。
      1.如何认识道尔顿和原子质量单位
      在计量史上,“道尔顿”与“原子质量单位”的产生和演变发展经历了约2个世纪的历程。很早以来,科学家们一直在研究选择某一种原子的质量作为度量其他各种原子质量的基准单位。直到1803年,英国化学家 J.Dalton建议将最轻的元素氢的原子质量定为基准单位“1”,其他各种原子质量都以该原子质量与它的比值来表示,此建议得到科学界的认同后即成为历史上的“氢单位”。但氢元素不够活泼,一些难以与氢发生化学反应的元素的原子质量难以准确测定。至1860年,化学家 JS.Stas提议以化学性质较活泼的氧元素原子质量的1/16作为基准单位,此即历史上的“氧单位”,后正式确定氧单位的名称为“道尔顿”,符号为“Dalton”或“D”。但当时在英国,氧单位又被称为“原子重量单位”,符号为“awu”。因此,1 Dalton = 1 awu = m (O)≈1.660 1×10-27 kg。
      1929年发现了氧元素有16O、17O、18O等3种核素。物理学家 FW.Aston建议将16O原子质量的1/16作为其他元素原子质量的比较基准,此基准单位随后为物理学界所接受并长久沿用,这就是“物理学的原子质量单位”。在英国该单位又被称为“原子质量单位”,符号为“amu”。故 1 amu =  m(16O) ≈ 1.659 6×10-27 kg。但化学界仍坚持使用原有的氧单位,即道尔顿,于是道尔顿就成了“化学的原子质量单位”。从此,科技界出现了“化学的原子质量单位”和“物理学的原子质量单位”两种基准标度并用的局面。由于前者以16O、17O、18O等3种核素的混合物为基础,后者以16O为基础,因此两者间出现了量值差异,需由转换因子1.000 275换算才能取得一致。显然,两种基准标度并存有碍于科学的正常发展。直至1961年,经国际理论与应用物理学会和国际理论与应用化学会的反复商讨,一致决定选择核素12C原子质量的1/12作为统一基准单位,废弃原有的“化学的”和“物理的”原子质量单位。至此,科学界便出现了“统一的原子质量单位”(unified atomic mass unit),此即为现在使用的“原子质量单位”,它被列为SI并用单位,也是我国的法定计量单位。国标将原子质量单位定义为“一个处于基态的12C中性原子的静质量的1/12”,符号为“u”,1 u = (1660 540 2±0.000 001 0)×10-27 kg(注:±号后为该值的标准的确定值)。随着“统一的”“原子质量单位”(u)的确立和使用,过去长期使用的各种基准单位及其名称、符号,如“氢单位”、“氧单位”、“道尔顿”、“化学的原子质量单位”、“物理的原子质量单位”、“原子重量单位”、“Dalton”、“D”、“awu”、“amu”等即相应作废,均应停止使用。 u与 Dalton的换算关系为 1 Dalton≈0.999 734 u, 1 u ≈ 1.000 266 Dalton。

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  • 第5楼2005/10/15

    2.如何识别原子量、原子质量和相对原子质量
      在明确了原子质量单位的确切含意后,我们便可以讨论如何对各种原子的质量进行度量和描述了。但对核素的原子质量和元素的原子质量的量名称的描述是不同的,前者使用“原子质量”,后者使用“相对原子质量”。
      国标中,[核素 X的]原子质量 (mass of atom of a nuclide X)或核素质量(nuclidic mass)的定义为“中性原子处于基态的静止质量”。该定义严格限定了核素 X在3个条件下的原子质量:(1)该原子为中性,主要强调没有因电子得失而引起的质量增损;(2)强调原子内部能量处于最低状态,因而为基态;(3)原子没有额外动能,因为原子如具有额外内能和动能,等于增大了它的质量。由此可知,“核素X的原子质量”实际为某核素的原子的“绝对质量”,其量符号为 ma, m(X), m(Z,A);其SI单位为千克(kg)和上面已讨论过的SI并用单位“原子质量单位”,符号为“u”,而不是“Dalton”,“D”或“kD”等。
      然而,大多数元素由两种或两种以上核素组成,自然态的元素则是其几种核素的混合物。因此,元素的原子质量必然是根据该元素所含各种核素的丰度和各核素的原子质量计算得到。但随着元素样品来源及其天然存在条件的不同,元素所含各核素的丰度随之波动。因此,元素的“原子质量”只能以一个统计的平均值来表示。为与核素的“原子质量”有所区别,描述元素的“原子质量”时引进了“相对原子质量”(relative atomic mass)这一名称。国标将“相对原子质量”定义为“元素的平均原子质量与核素12C原子质量的1/12之比”,该量是量纲为“一”的量,量符号为Ar,其相应的SI单位是“1”,而不是“u”,也不是“u”产生后即已被废弃的“Dalton”,“D”或“kD”。
      试比较一下[核素X的]原子质量(或核素质量)和相对原子质量的定义,不难发现两者存在有五个区别:(1)定义的主体不一样,前者的主体是“核素”(a nuclide X)的原子,后者是“元素”(element)的原子;(2)定义的内涵不一样,前者是单个核素原子在3个限定条件下的“绝对”原子质量,后者是某元素中几种核素原子统计的平均质量与核素 12 C原子质量的1/12(实际即是u)的比值;(3)定义的数学表达形式不一样,前者是直接计量值,后者是两个量值相比的比值;(4)两者的数值不一样;(5)两者使用的单位不一样,前者使用“u”,后者使用“1”。
      由以上分析可知,[核素X的]原子质量(或核素质量)是绝对意义上的质量概念,它用于度量和描述某种“核素”的原子质量,因而它仅使用于原子核物理等特殊专业领域中原子、中子、质子等各种粒子结构和功能的研究中。而对于自然科学的多数其他学科和专业来说,大量接触和使用的只是“元素”的相对原子质量。因而,我们过去一直使用着的“原子量”就是目前国标中规定的元素的“相对原子质量”。国标明确指出的“相对原子质量以前称为原子量”,也就是这个意思。
      过去长期使用的“原子量”,虽然简短方便,但有欠准确和科学。“原子量”一词英文为“atomic weight”,原意是“原子重量”。由于ISO国际标准和国标都已将“重量”(weight)规定为力的性质的量,因此“原子量”一词没有准确表达出质量(mass)的概念,而且又没有相对的含意。所以,再用“原子量”来描述和表达元素的相对原子质量显然是不合适的,我们应停止使用这个名词,代之使用国标规定的“相对原子质量”。

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  • 第6楼2005/10/15

    3.如何区分分子量、分子质量和相对分子质量
      与原子的质量计量一样,分子的质量计量也先后存在3个量名称:相对分子质量、分子质量和分子量。众所周知,分子的质量为组成分子的各原子的质量之和。在日常专业工作中,不论是单质还是化合物,它们的分子质量都是根据各元素原子的个数和各元素的“相对原子质量”(由元素周期表上查到)计算得到。既然元素的相对原子质量是一个单位为“1”的相对质量,那么由此计算得到的分子质量必然也是一个单位为“1”的相对质量。对于某些结构复杂的生物大分子,往往都是通过电泳、离心或色谱分析等方法测得其近似分子质量,因而更是一个相对概念的量值。所以,我们过去长期习惯使用着的“分子量”实际上都是相对的分子质量。因此,国标指出“以前称为分子量”的即是“相对分子质量”(relative molecular mass),并将后者定义为“物质的分子或特定单元的平均质量与核素12C原子质量的1/12之比”。相对分子质量是两个质量之比,也在计算表达形式上进一步明确了“相对”的含义。对于定义中的“特定单元”,主要是指空气等组成成分基本不变的特殊混合物,它们的相对质量可根据其组成成分(N2,O2,CO2,Ar等)的相对分子质量和其在空气中的体积分数计算其平均质量,然后与 12C原子质量的1/12相比即可获得。相对分子质量的量符号为Mr,单位为“1”。
      对于过去长期使用的“分子量”,其英文为molecular weight,确切原意为“分子重量”。它既不是质量概念,又没有相对的含意,因而也是一个不够准确和不够科学的量名称。根据国标规定,“分子量”应停止使用,凡过去使用“分子量”的场合都应换以使用“相对分子质量”。另外,过去一直以“Dalton”、“D”和“kD”作为分子量的单位,后来也曾有人提出以“u”作为分子量的单位,这些都是不恰当的用法。相对分子质量的单位只能是“1”,而不是“Dalton”,“D”,“kD”或“u”。
      至于分子质量,国标中仅给出了一个量符号m,其单位为“kg”和“u”。从理论上说,分子质量应是一个与“原子质量”对应的绝对意义的质量。但在现实中,这样的“分子质量”几乎是不可能得到的,而且在实际工作中也不可能接触和使用它。因此,我们可以不必花费精力去研究它。

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  • 第7楼2005/10/15

    4.如何执行国标有关规定
      如何执行国标有关原(分)子量和相对原(分)子质量的有关规定呢?我们还是从国标中寻找答案。国标GB3102•81993的引言中明确指出:“本标准中的相对原子质量Ar和相对分子质量Mr,以前分别称为原子量和分子量。在使用中应有计划地逐步采用本标准的名称。”这段文字明确而具体地回答了这个问题。该答案可理解为三层意思:(1)以前使用的原子量和分子量都应改称(而且只宜改称)为相对原子质量Ar和相对分子质量Mr;(2)由于标准的唯一性,明确地排除了原子量和分子量可改称为原子质量和分子质量的可能性;(3)执行步骤上分两步,对新出版的科技书刊、教材及其他文稿应认真执行国标规定;对于过去的出版物,由于全面修订还需要一段时间,则可有计划地通过修订再版逐步过渡执行上述规定。
      目前,对于此标准规定的执行争议较多,归纳起来,主要有两点异议:(1)过去几十年都一直习惯使用原(分)子量,现在改为相对原(分)子质量,由3个字变为6个字,既麻烦又不方便,太不习惯了;(2)国外目前仍有不少书刊,甚至包括某些知名刊物仍在使用分子量和原子量,而且其单位仍用“D”,“kD”等,我们不是要与国际接轨吗?接轨就应与这些书刊保持一致。
      究竟如何看待这些异议?笔者认为首先应突出科学性。量和单位是随科学技术的发展而不断发展、完善的。目前的国际标准和国家标准反映了当代科技发展的最高水平和最新成果,相对原(分)子质量的确立经历了近200年的不断研究、不断修正的演变过程,我们应接受目前这一最新研究成果。对过去那些不能完全正确表达科学本质和内涵的量与单位的名称符号应果断地废除,不能以习惯方便为理由留恋陈旧的、不确切的名称和符号。其次,对强制性国家标准,我们应深入领会理解和认真执行。从国际上说,国际标准ISO318:1992也早就明确规定了采用相对原(分)子质量,对此,我们应深信不疑。虽然国际上某些学术组织内部对此仍有争议,但我们考虑问题应以ISO和我国国标为准绳。再次,我们应看到世界上其他国家执行ISO也有个过程,国际上某些刊物也存在着执行ISO不力和较迟缓的现象。为此,世界各国政府都在努力贯彻ISO和SI,美国政府早在1991年就已发出通知,要求全国科学技术领域按ISO国际标准规定使用相对原子质量和相对分子质量。我们不能因国际上存在的某些不平衡现象影响我们对国标的贯彻执行。最后,我们应看到国际标准和国家标准正逐步得到全面贯彻的现实。在美国,像麻省理工学院和印第安纳大学等著名高校的教材都已完全采用了相对原(分)子质量。在我国,最近几年出版的元素周期表上的原子量都已改成了相对原子质量。一些工具书,如英汉科学技术词典、英汉汉英化学化工词汇、新世纪汉英科技大词典等也都已将“相对原子质量(relative atomic mass)”和“相对分子质量(relative molecular mass)”列为正式词条。国内近年新出版的高校教材大多数也都已采用了相对原子质量和相对分子质量这两个名称。这一可喜局面说明国标的规定已深为科技界和教育界理解,并逐步得到全面的贯彻,尤其在一些权威工具书和教材中的执行,更为我们起到了示范和指导作用。
      总之,我们应认真贯彻执行国标规定,将科技文稿中长期习惯使用的“原子量”和“分子量”分别改为“相对原子质量”和“相对分子质量”,它们都是量纲为“一”的量,单位都是“1”,而不是“Dalton”、“D”、“kD”或“u”。

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  • 第8楼2005/10/15

    裂化与裂解
    一種使烴類分子分裂為幾個較小分子的反應過程。烴類分子可能在碳-碳鍵﹑碳-氫鍵﹑無機原子與碳或氫原子之間的鍵處分裂。在工業裂化過程中﹐主要發生的是前兩類分裂。在中國﹐習慣上把從重質油生產汽油和柴油的過程稱為裂化﹔而把從輕質油生產小分子烯烴和芳香烴的過程稱為裂解(見熱解)。
    單純的裂化反應是吸熱反應﹐如果在裂化反應同時又發生大量的催化加氫反應(如加氫裂化)﹐則為放熱反應。單純的裂化是不可逆反應。裂化反應的初次產品還會發生二次裂化反應﹐另外少量原料也會在裂化的同時發生縮合反應。因此﹐裂化反應屬於平行順序反應類型。
    工業上﹐烴類裂化過程是在加熱﹐或同時有催化劑存在﹐或在臨氫的條件下進行﹐這就是石油煉製過程中常用的熱裂化﹑催化裂化和加氫裂化。熱裂化反應按自由基鏈反應機理進行﹐催化裂化反應按碳正離子鏈反應機理進行。此兩類反應的產品其性質和產率各不相同。

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  • 第9楼2005/10/15

    利用薯渣快速提取柠檬酸钙技术
      一、原料选择。制曲用的湿薯渣(一般含水量为70%)可直接用于制曲。如原料为干渣,则应先剔除变质败坏的,再洒水破碎,使其成颗粒直径为2~4毫米的粗料或2毫米以下的细料。黑曲霉菌在发酵时需适量氮源,因此需加入适量的米糠或麸皮。
      二、制曲工艺。培养基配方:麸皮5公斤、碳酸钙0.5公斤、碳酸铵25克、水5升。灭菌后接种,于30~35℃下培养3~4天。制曲配料的原料按50公斤薯渣、5.5公斤米糠或9.5公斤麸皮、1公斤碳酸钙、2%~3%酒精、40升水(细料用水35升)的比例混和。蒸料要用铁制蒸锅或木制蒸笼,常压下一般蒸90分钟。料蒸好后出锅摊晾,接入黑曲菌种。接种后的菌中立即装入用马口铁或搪瓷做成的盘子。曲料要疏松,厚度一般以4~7厘米为宜,然后放入无菌曲室的架上发酵培养。
      三、曲室培养。曲室湿度应保持在90%左右。发酵最初的18小时以27~31℃为宜,第18~48小时以38~43℃为宜,第48~96小时(结束),以35℃为宜。培养48小时后应每隔12小时测定酸度1次,一般培养96小时柠檬酸生成量达到最高,此时必须出曲,停止发酵。
      四、成品提取。出曲后应迅速在曲池中用水浸出柠檬酸,经数次浸取,待曲渣中柠檬酸含量在0.5%以下时不再浸取,浸曲液先用自然过滤法除去曲渣等杂质,然后加热到65℃,除去蛋白质、酶、菌体、孢子等其他杂质。将除尽杂质的清液在60℃下搅拌,徐徐加入碳酸钙至温度升至90℃,反应半小时,中和终点用氢氧化钠滴定。此时柠檬酸已成钙盐沉淀析出,将柠檬酸钙用离心机脱水后,于90~95℃下烘至含水量在14%以内时,即可冷却装袋。

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  • 第10楼2005/10/15

    好像不是很切合实际啊!

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