复习笔记：消费与工业化学

这份笔记一次处理消费与工业化学一章的一条内容标准，让你能逐部分复习、并核对你是否掌握了评分方案所要求的准确用词。本章最看重两项能力：用分子两端来解释肥皂的清洁作用，以及就日常材料给出把性质与用途连起来的平衡答案。

把这份笔记放在历年题旁边，用它来核实你的答案。

13.1 油、脂及其性质

油与脂都是由甘油和长链羧酸（称为脂肪酸）形成的酯；每个分子是称为三酸甘油酯的三酯。考试要你把它们清楚区分。

• 脂肪在室温下通常为固体，多来自动物，其脂肪酸链是饱和的，只含碳碳单键。
• 油在室温下通常为液体，多来自植物，其链是不饱和的，含有一个或多个碳碳双键（C=C）。

关键观念。 不饱和会降低熔点。双键使碳链出现弯折，分子无法紧密堆叠，分子间作用力较弱，熔化所需的热较少。这就是不饱和的油为液体、而饱和的脂为固体的原因。

你还要懂不饱和度的检验：加入溴水。不饱和的油会使溴水褪色，因为 C=C 双键与溴发生加成反应；饱和的脂则不使溴水褪色（或极慢）。

这是考官爱出的一道短题。

13.2 肥皂与洗涤剂

肥皂是长链脂肪酸的钠（或钾）盐，一般写作 RCOO⁻Na⁺。它经皂化反应制成：把油或脂与热的浓碱（如氢氧化钠）一起加热，产物是肥皂和甘油。

在实验室里，加入氯化钠把肥皂分离出来，这叫盐析，它降低肥皂的溶解度，使肥皂浮到表面。

洗涤剂则是磺酸衍生物的钠盐，例如烷基硫酸钠或烷基苯磺酸钠。它由石油中的烃制成，而非由油或脂制成，也不涉及皂化。

硬水中的肥皂对洗涤剂。 硬水含钙离子与镁离子。肥皂与这些离子反应生成不溶的皂垢，因此起泡差、浪费肥皂。洗涤剂不生成皂垢，因为它的钙盐与镁盐可溶，所以在硬水中仍能良好清洁。这道比较几乎年年考，要背原因，而不只是结论。

洗涤剂还含有具特定作用的添加剂，你应能说出它们的名称和功能：

• 生物酶，在较低温度下分解蛋白质或油脂污渍。
• 增白（荧光增白）剂，吸收紫外光并发出蓝光，使白布看起来更白。
• 软水剂／增效剂（例如三聚磷酸钠），去除钙、镁离子，使洗涤剂作用更好。
• 悬浮剂（例如羧甲基纤维素钠），使被抬起的污垢保持悬浮，不再沉积回布上。
• 干燥剂（例如硫酸钠），使粉末保持干燥、易流动。
• 香料与色素，使产品用起来更宜人。

13.3 肥皂与洗涤剂的清洁作用

这是本章最重要的解释，所以要把它当作一串带标签的步骤来记。肥皂或洗涤剂的离子有两端：

• 疏水尾，一条长的非极性烃链，溶于油污却不溶于水；
• 亲水头，带电的一端（肥皂为 –COO⁻，洗涤剂为 –SO₃⁻），溶于水。

机理，逐步说明。

1. 肥皂降低水的表面张力，使水能润湿布上带油污的表面。
2. 疏水尾溶入油污，而亲水头留在水中。
3. 搅动（搓洗或洗衣机）把油污从布上拉起，并把它分成小油滴。
4. 每个油滴被肥皂离子包围、头朝外，形成悬浮在水中的乳浊液。
5. 各油滴带相同的负电荷，因而互相排斥，无法重新聚合或沉积回布上。
6. 漂洗把悬浮的油污随水带走。

上面每一个观念，两端、表面张力降低、乳浊液、同电荷相斥，都是得分点。漏掉一个就丢一分；这正是一对一老师能替你检查解释是否完整之处。

13.4 食品添加剂

食品添加剂是为改善食品而加入的物质。要记住主要类型、功能与各一例：

• 防腐剂，减缓微生物生长，使食物保存更久（例如苯甲酸钠）。
• 抗氧化剂，减缓氧化，使油脂不变馊、切开的水果不变褐（例如抗坏血酸，即维生素 C）。
• 调味剂／增味剂，改善或增强味道（例如味精）。
• 着色剂，恢复或添加颜色，使食物诱人。
• 稳定剂与增稠剂，使混合物均匀，并给予适当的质地。
• 甜味剂，增加甜味，有时热量较低。

平衡的看法。 添加剂带来真实的好处，保质期更长、食物更安全、外观更好，但过量或不当的添加剂可能危害健康，因此其使用受管制。好的答案给出两面，而不只是危害。

13.5 药物与化妆品

药物是用来预防、治疗或治愈疾病的物质。要认识主要类别及各自的作用：

• 止痛药缓解疼痛，例如阿司匹林与扑热息痛用于轻度疼痛，而更强的鸦片类药物如可待因用于剧痛。
• 抗生素杀死或抑制细菌生长，例如青霉素。它对病毒无效。
• 精神治疗药物作用于心智，兴奋剂、抗抑郁药与镇静剂，必须严格按处方服用。
• 传统药物取自植物等天然来源，也被使用，但剂量较不标准化。

正确使用。 药物必须以正确剂量、服用正确时长。滥用，剂量错误、共用处方，或未服完整个抗生素疗程，会造成伤害并导致耐药性。若题目问滥用药物的危害，要把这点写清楚。

化妆品是涂抹于身体以清洁、保护或改善外观的物质，如护肤霜、防晒霜、除臭剂、洗发水与口红。要理解一些功能，以及某些成分可能引起副作用这一观念：例如汞等有害物质或不受管制的美白剂会损害皮肤与健康，这正是化妆品受管制的原因。

同样地，平衡的答案要举出一项好处和一项风险。

13.6 现代材料与纳米科技

现代材料经设计而具有普通材料所缺乏的性质。要懂得由每一种性质引出的一种用途：

• 超导体在极冷时输送电流而无电阻，用于强力磁体与高速运输。
• 陶瓷坚硬、耐热且化学稳定，用于切削工具、引擎部件与电绝缘体。
• 复合材料把两种材料结合以取二者之长，玻璃纤维、钢筋混凝土与光致变色玻璃都是例子；每一种在强度、轻量或响应性上都超越其组成材料单独所能。
• 光纤以光的形式传送数据，用于高速通信。

纳米科技在纳米尺度上处理物质，材料在此尺度上表现不同。纳米粒子相对其体积拥有极大的表面积，因此可用作高效催化剂、用于更强更轻的材料、用于靶向药物，以及用于自洁或防水的涂层。

课程标准在此也期望平衡的看法：在好处之外，要指出某些纳米材料对健康与环境的影响尚未完全清楚，因此使用应谨慎并以研究为依据。

如何使用这份笔记

一次复习一条内容标准，并通过大声解释来自我测验。对 13.1，要能把不饱和度连到较低的熔点、连到溴水检验。

对 13.2，写出皂化反应以及硬水中肥皂对洗涤剂的比较连同原因。对 13.3，反复演练清洁作用的步骤，直到每个得分点都自动浮现，这一段解释在本章拿分最多。

对 13.4 至 13.6，练习由性质推用途的答题，并始终给出两面兼顾的平衡论述。然后做本章的练习题，按上面的用词批改你的答案。

由于本章大部分是解释与讨论而非计算，分数落在准确的术语与完整的推理上。掌握关键术语表里的词汇，让每一个安全与健康要点都保持平衡，本章就会成为整个 SPM化学 里最可靠的得分章之一。