有机化学并不困在实验室里,它是你煮饭用的气、你的洗手液、厨房里的醋,还有从巴刹带回来的塑料袋。因为碳既能跟自己成键、也能轻易跟其他元素成键,它的化合物构成了你每天触碰的大部分材料。
这篇文章借着日常物件,带你走一遍碳化合物这一章,让那些同系物和反应因为你指得出实物而记得牢。
燃料:挑大梁的烷烃
替你把晚饭煮熟的气,主要是丙烷和丁烷(LPG);管道输进家家户户和发电站的天然气,是甲烷 CH₄;汽油和柴油,则是从原油里经分馏分离出来的较长烷烃混合物。它们全都靠燃烧释放能量。
烷烃完全燃烧生成二氧化碳和水:
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
当空气不够时,不完全燃烧会产生有毒的一氧化碳和黑烟,这正是为什么煤气灶的火焰该烧成蓝色,而不是黄色。就这一个事实,把一条中五的方程式跟厨房安全连在了一起。
乙醇:你不喝、却天天在用的那种醇
乙醇 C₂H₅OH,是洗手液里那种醇,在那里杀灭细菌;它也是香水和药物里的溶剂,还是掺进汽油当燃料的「醇汽油」(gasohol)。乙醇烧得很干净,这一点你可以在醇的燃烧里看到:
C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O
把酒或米 tapai 敞开放着接触空气,乙醇会慢慢被氧化成乙酸,这跟让任何醇变酸的,是同一个反应,只不过这里由细菌催化。
醋,和水果的香味
那股酸酸的醋,是乙酸 CH₃COOH 的稀溶液,一种用于调味、腌渍和清洁的羧酸。羧酸和醇,在这门课里最令人难忘的一个反应中相遇:酯化。
把醇和羧酸加一点浓硫酸一起加热,你就做出一种气味香甜的酯:
CH₃COOH + C₂H₅OH → CH₃COOC₂H₅ + H₂O
酯,正是香蕉、菠萝和许多香水气味背后的那些芳香分子,也被用作人工香精。完整的做法在酯化反应页面。
这是那种你一旦闻过成品就再也忘不掉的反应。
棕榈油、油脂和肥皂,一个马来西亚的故事
油脂和食用油也是酯,由甘油和长链脂肪酸结合而成。棕榈油,马来西亚最大宗的出口品之一,就是一个日常的例子。
它的分子里含有 C=C 双键(它们是不饱和的),你能检测出来,因为它们让溴水褪色,这就是经典的不饱和检验。往这些双键上加氢(氢化),能把液态油硬化成人造奶油。
把油或脂跟氢氧化钠一起煮,会把它分解成肥皂,这个反应叫皂化。棕榈油还能被加工成生物柴油,一种可再生燃料。
塑料和橡胶:巨大的碳分子
环顾四周,你看到的很多东西都是聚合物,由成千上万个小小的烯烃单元连起来搭成的巨型分子。聚乙烯购物袋、PVC 水管、聚苯乙烯杯子、聚丙烯保鲜盒,全是烯烃单体经加成聚合做成的。
天然橡胶,从马来西亚各地的树上割取,是一种天然聚合物,经硫化硬化后用来做轮胎和手套。这些日常材料,都是碳能够形成长链这一本领的直接结果。
把日常变成考卷上的答案
这一章里的同系物,烷烃、醇、羧酸、酯,每一个都对应着你天天在用的物件,而每个物件都带着一个可能考你写出来的反应。练熟这个套路:说出化合物、说出它的同系物和官能团,再给出反应和它的方程式。
当你能看着一瓶醋说出「羧酸,含 −COOH,跟醇反应生成酯」,这一章就成了你的了。
如果燃烧、氧化或酯化的方程式还纠缠不清,一节简短的在线一对一课,可以用画出来的结构带你走一遍。我们的老师以英文授课,每小时 RM50 起,你可以先付费上一小时试课,看看它适不适合你的孩子。
准备好接受一对一辅导了吗?
经验丰富的老师能帮孩子把这些付诸实践。
每小时RM50起 · 一小时付费试课 · 当天回复