春节也要防静电,化学实验
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冬季的空气寒冷干燥,随着我们不断地添衣,静电也悄然而至。有时生活中频繁出现的静电甚至让一部分人产生了恐惧感和烦躁感,这也是有些人讨厌冬天的原因。面对静电,我们仍有一些方法来将其带来的伤害最小化。

自从互联网视频时代到来,就有很多美丽的化学反应动图在网上流传。本文将对这些反应进行整理,对每一个反应给出原理、出处和危险指数。

最近,微博上一条消息称“路由器的塑料外壳会释放甲醛”,原报道中写到:“在一位客户家里的无线路由器周围50厘米范围内测到的空气中甲醛含量超标10倍。因为他家的路由器24小时开着,而塑料外壳在这种长时间‘加热’的情况下,就有可能释放甲醛。”[1]

什么是静电?

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静电是一种处于静止状态的电荷,它是物体表面电荷的积累。在正常状况下,原子的质子数与电子数量相同,正负平衡,因此并不带电。但是一旦有外力因素导致电子脱离轨道,那么便会造成电子分布的不平衡。本质上,静电也可以看成是电子通过接触,从一个物体的表面转移到另一个物体的表面而形成的。如果这两个物体皆是绝缘体,那么它们便将电荷积累下来。两者中的一种物体带有正电荷(失去电子),另一种物体则带有负电荷(获得电子)。而一旦其中一个物体之后接触了像金属这样的导体,那么电荷便会发生中和,从而产生静电冲击(static shock)。

这又意味这什么呢?如果你的家中有着许多绝缘体,比如鞋底的橡胶面、卧室里的羊毛地毯等。当你在羊毛地毯上行走时,鞋子和地毯的摩擦便会使你的身体产生并积累下电荷,但你却无法通过绝缘的橡胶鞋底来释放掉它。随后,如果你又不幸碰到了金属门把手,那就悲剧了……

摩擦便是一个不断接触与分离的过程。在日常生活,各类物体都可能由于移动或摩擦而产生静电。此外,流动的空气也能产生静电,因为空气也是由原子组合而成,所以可以这么说,在人们生活的任何时间、任何地点都有可能产生静电。而干燥的空气又可以看成是绝缘体了,因此静电在冬季频频发生。

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静电冲击的常见起因

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一种避免静电冲击最简单的方法便是注意你所穿的衣物材质,以及家具的面料。比方说,橡胶鞋底便是一个很好的绝缘体,当它和羊毛或尼龙地毯摩擦时,你的身体中就会积累下大量的静电荷。因此你可以尝试穿着皮质鞋底的鞋,或是舍弃羊毛袜,改穿棉纱袜。也就是说,在你购物单中的每一种物件,都能决定你日后的生活是否会被静电所纠缠。

同样的,羊毛衣也是造成静电的常见因素。人体活动时,皮肤与衣服之间以及衣服与衣服之间互相摩擦都会产生静电,而我们通常都是穿着绝缘的拖鞋或运动鞋,那么羊毛衣与身体或其他衣服之间摩擦产生的静电便被大量储存了下来。而棉质衣物则相对友好一些,因此如果你想要避免烦人的静电,那么试试将羊毛衣裤换成棉质的吧。此外,某些家具套或防静电喷雾同样也可以帮助解决静电带来的难题。

还有种情况你一定也注意到了,当下车后接触车门的那一刻,你同样也会受到静电冲击。而有一种说法是,你可以在下车时一直抓着门框,这是正确的。请确保在下车前你的手就已接触金属门框,并且在完全离开座位前你必须一直与其保持接触。但我们不能每次都记住这个方法吧,那么当你下车后猛然发现自己忘记抓住门框了,这时身上全是静电,怎么办?你可以用手抓住钥匙的金属部分,然后用钥匙尖去碰下车门即可。在其他的情况下,这种方法同样适用,它的原理是:指尖放电的疼痛是由于高压放电产生的,由于放电时手与金属物体之间的接触面积极小,因而会产生瞬间高压。如果先用手指大面积接触钥匙(钥匙本身并不能传走多少电荷,因此通常不会有电击),再用钥匙的尖端去接触大的导体时,放电的接触点就不是手指上的某个点,而是钥匙尖端,因此手不会感到疼痛,而电荷却可以全部导出。

硫氰酸汞分解(“法老之蛇”)

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原理:硫氰酸汞受热分解,部分产物燃烧。
2Hg(SCN)2 → 2HgS + CS2 + C3N4
CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2
2C3N4 → 3(CN)2 + N2

花絮:硫氰酸汞于1821年由德国人合成,之后不久它燃烧的特殊现象就被发现。很长一段时间里作为一种焰火在德国出售,但是最终因为多例小孩误食而中毒的事故被禁止。

录制者:ChemToddler

危险:高。汞化合物有毒,反应产生的硫化汞、二氧化硫和氰气也有毒。没有通风橱和专业人士指导,切勿自行尝试!

 

日常生活中使用的塑料制品,真有释放甲醛的风险吗?它是否真的会影响人们的健康呢?

用增湿器消除家中的静电

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上面的方法我们可以在室外使用,但你可能偏偏爱穿羊毛材质的衣物,或嫌每次用钥匙来接触过于繁琐。而在室内,我们可以使用另一种的方法来消除静电,那就是空气加湿器。它可以让干燥的空气变得潮湿,从而降低家中发生静电冲击的可能性。通常来说,你需要让屋中的相对湿度达到30%,40-50%效果更加。市面上的一般加湿器便可达到要求,而你如果想知道当前的湿度状况,那么你可以再配备一只湿度计。

火柴燃烧

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原理:火柴头包含红磷、硫和氯酸钾。擦火柴时产生的热量使红磷和硫燃烧、氯酸钾分解出氧气辅助燃烧。

花絮:最早的摩擦式火柴头上只有硫,1826年英国化学家约翰·沃克首先使用了氯酸钾,但他的火柴非常危险,经常有火球掉下去把衣服和地毯点着。

录制者:UltraSlo

危险:很低,但请勿给小孩火柴玩,可能造成火灾。

 

塑料会释放甲醛吗?

甲醛及醛类物质作为重要的工业原料,在化工制造中扮演着重要的角色,不少塑料制品在合成过程也会用到它。在工业生产中,甲醛可以作为防腐剂、溶剂、橡胶固化剂、氧化还原剂等使用。

虽然醛类物质是使用广泛的工业原料,但是醛基相当活泼,在合成过程中它往往会与其他物质、基团发生反应被消耗,而不再以醛基的形式存在。我们日常所接触到的绝大多数塑料,其成品本身都不含甲醛或其他醛类。

合格的塑料制品在常温下并不会释放足以危害健康的有害气体。不过,当它们处于极端环境中时,比如热冲击、强紫外线、高湿高压或者与其他物质发生反应,都可能导致塑料制品变得不稳定甚至分解产生有害气体,这其中就可能包括甲醛。不过,这种情况通常只有在高温甚至燃烧的条件下才会发生。

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