绿色化学

化学反应

如果物质是一座大厦，那么原子就好比是砖头。例如，一块煤是由数十亿个碳原子组成的，其化学符号为C。

分子和离子

原子通过组合，可以得到分子。例如，云是由水滴组成的，而一滴水里面含有数十亿的水分子，化学式为H2O。每一个水分子由3个原子组成：2个氢原子（H）和1个氧原子（O）。在一定条件下，单独的原子或原子的集合体形成了离子。例如，水壶或浴室的水垢，是一种含有数十亿个钙离子的固体，钙离子的化学式为Ca2+，它还含有化学式为CO3 2-的碳酸根离子。

实验：

-取一小块白垩。

-加入两汤匙酒精白醋。

-观察：冒出了非常小的气泡，然而白垩消失了。

你看到的不是魔法，而是化学反应。

反应物和产物

白垩没有被溶解，不像一块糖溶解在水中那样。它其实是与醋发生了反应。更准确地说，是白垩和醋中含有的化学物质发生了反应：白垩中的碳酸盐离子与醋中的醋酸发生了反应。碳酸根离子和醋酸称为反应物，它们转化成的其他化学物质，称为产物。比如这个化学反应的产物是二氧化碳气体，因此可以看到有气泡冒出的现象。在上述实验中，反应物直接得出产物：我们称该反应为一次反应。在其他情况下，要得出产物需要经过几个步骤，即为了从反应物中得到所需的产物，必须利用其他化学物质，而这些化学物质本身也会发生反应。

溶剂安排的约会！

为了发生反应，反应物必须要有良好的接触。溶剂正是起到了这个作用，它让反应物充分接触。溶剂通常是大量的液体。在我们的实验中，溶剂就是醋中含有的水。化学反应中还可以使用催化剂。有时一个化学反应的速度太慢，可能需要几天甚至几个月才能完成，为了加快它的速度，人们会使用催化剂。

实验：

进行与上述相同的实验，但这次要使用热醋。

观察：冒泡更为迅速。

通过观察到的现象，我们可以判断化学反应的发生速度较更快了。温度是这个反应的催化剂。在某些情况下，起到催化剂作用的可能是一种新的物质，能给反应物提供一点帮助，使它们转化为产物。

化學家的工具

当你生病或受伤时，父母会带你去看医生。医生会根据你的症状，让你去做X光、B超、验血、核磁共振或CT扫描等检查，找出你所患的疾病，并提出适合你的治疗方法。同样的，化学家也根据问题的不同而使用不同的分析方法。通常情况下，医生需要进行多项检查才能下诊断。化学家也是如此！

真的波尔多葡萄酒还是假的？

有一种叫作色谱分析的方法可以用来检查药物是否含有正确的组成成分。化学家通过这种方法来验证最终得到的产物是否与所检的药物相符。同时，通过一种叫作RMN的方法，基于与核磁共振相同的原理，化学家也可以让葡萄酒拥有“数字指纹”，从而打击假酒（包括假的产地、年份、酒精含量等）。

叫停致癌布料

人们利用色谱分析的方法，可以将混合物中所包含的化学成分进行分离和识别。例如，在纺织品样品上，化学家会识别出所有添加在布料上的化学物质。这样，就能判断出布料是否含有质量标准中所禁止的致癌染料，并决定是否要禁止该布料的销售！利用色谱分析方法，还可以检查香水或食品的成分与其标签上所标识的内容是否相符。

检测污染

和验血可以了解病人的胆固醇水平是否正常类似，化学家利用他们的工具检查核电站排入河流的水是否干净，对人和鱼类有没有危险。他们还可以检测大城市的空气质量，在出现污染时向民众发出警告。

绿色化学的原则

为了让化学和生态和谐相处，全世界的化学家们制定了要遵守的原则。

1. 减少污染

化学家应当找到对人类和环境有害的化学品（特别是溶剂）的替代品。他们还应当帮助工厂减少废物，避免工厂在再加工中浪费的时间、精力和金钱，从而降低工业生产对环境的污染。

2. 改良现有的化合物

化学家懂得如何合成对于日常生活非常有用的东西，如药品、油漆、纺织品、肥皂等。有些化合物是20世纪发明的，大有改进的空间！ 为此，化学家可以尝试设计具有针对作用的化学品，或者使用更好的催化剂。这样，化学家在发明出更简单、危险性更低的化合物的同时，也减少了现有化合物对环境的影响。

3. 节约资源

在化工行业，能源消耗往往很高，限制能源消耗有利于地球和您的钱包！化学家必须学会利用可再生资源：如果化学工业中使用的原材料是可再生的，那么我们就不用那么担心有一天这种原材料会耗尽。

4. 利用所掌握的所有工具，实时控制污染源

具体方法参考《化学家的工具》一章。

5. 防患于未然

在设计化学产品之前，化学家必须考虑到产品的再处理问题：如果产品中所含有的化学物质在用完之后都能轻易降解，那事情就简单多了！最后，化学家应当想办法降低化学事故、爆炸和火灾的风险，并从过去的错误中吸取教训。