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日常生活中的“硝” 精选

已有 4376 次阅读 2020-9-7 08:20 |个人分类:科学与生活|系统分类:教学心得| 毛皮, 鞣制, 焰色反应, 食品添加剂, 一氧化氮

 日常生活中的“硝”

说起了硝,很多人恐怕立刻会想到那遇到什么腐蚀什么的硝酸,想起来诺贝尔的硝化甘油炸药,想起来引起不久前黎巴嫩大爆炸的农药硝酸铵,想起来硝烟弥漫战火纷飞。总之,会让人觉得有些可怕。

其实,自古至今,在人们的日常生活中,很多时候也要用到“硝”,并不仅仅只是硝酸的腐蚀和三硝基甲苯(TNT)的爆炸。

什么是硝?古人把一些矿物盐类称为硝或硝石。实际上硝或硝石是指两类不同的化合物,即两类不同的矿物盐类,一类是硫酸盐如硫酸钠,另一类是硝酸盐如硝酸钾。

天然的硫酸钠往往称芒硝,在某些内陆湖矿床中有丰富的芒硝资源。

很早以前,人们就用芒硝来鞣制裘皮。人类的日常生活,通常称衣食住行。而最早的衣,恐怕就是裘皮,也就是直接以动物的毛皮为自己的衣。而未经鞣制的动物毛皮味臭、发硬而容易腐烂。因此,鞣制毛皮的需要应当是非常非常古老的年代就有的。而用硝来鞣制毛皮的方法应当在很早以前就发明,而究竟多早,恐怕已经难以考察了。

硝,例如芒硝(硫酸钠)与皮革作用,使得皮革中胶原蛋白的结构发生变化,保持柔软,也能够防止腐烂。现在,民间仍然保留和使用着用硝鞣制毛皮的古老方法,俗话称为“硝皮”。

也正因为古人认为硝可以使得毛皮变得柔软,消去毛皮中使毛皮变硬的成分,所以把这种物质称为“消”或“消石”。由于这是自然形成的矿物,后来就造出一个“硝”字以代替“消”。在较古老的文献上,还常常称消或消石。

由于天然芒硝即含10个结晶水的硫酸钠的最常见的结晶体尖锐如芒刺,所以称芒硝。而初始的不纯的即含有较多杂质的芒硝有时候称为朴硝。又由于常用于鞣制毛皮和皮革,所以芒硝又称为皮硝。

硫酸钠容易吸收水分,外用具有杀菌消肿的作用,内服引起腹泻,作为泻药。芒硝作为外用药,如今仍然在现代医学的医院里使用。

例如硝矾洗液,仍然作为治疗带状疱疹、痔疮等疾病的辅助药物。硝矾是50%芒硝(硫酸钠)30%硼砂(硼酸钠)和20%的明矾(硫酸铝钾)的混合物。这三种化合物都有干燥吸水和抑菌的作用。用硝矾水清洗疱疹,自然还是有益的。

还有有一种的外用药,其成分为“寒水石”、雄黄、朱砂、石决明(煅)等,也用于疱疹等疾病。“寒水石”就是芒硝,也就是硫酸钠,这是有吸水干燥性质的。雄黄是四硫化四砷,朱砂是硫化汞,它们都是毒物,“重金属离子”能够与有机体内的巯基结合,有很好的毒杀微生物的作用。石决明是贝壳类动物,经过煅烧,有机物都烧没有了,只剩下氧化钙也就是石灰,也有杀菌、干燥的作用。这样的几味药物放在一起,有显然的杀菌、干燥作用,有利于机体的再生。

硝石的另一大类的主要成分是硝酸钾。硝酸钾也可以用来“硝皮”,而它与可燃物放在一起容易着火燃烧,所以称为火硝。

古代找到硝酸钾矿的地方不多,人们多从老房子的墙根、厕所、猪圈等处的土中取得。含氮元素较多的土,由于细菌等微生物的作用,把含氮的有机化合物氧化成硝酸,而土中的阳离子一般有钙、镁、钠、钾等,这样就生成了硝酸盐。含有较多硝酸盐的土就是所谓硝土。古人用草木灰水(富含碳酸钾)浸泡这样的硝土,让碳酸钾与硝酸钙、硝酸镁以及硝酸钠反应,得到富含硝酸钾的溶液,令水分蒸发后得到硝石(硝酸钾晶体)。由于这样的硝从土中取得,所以也称土硝。

由于硝土的来源并不丰富,土硝的大规模制备也就比较困难。更由于芒硝也可以从碱土中取得,也称土硝,两种硝又都可以用来鞣制毛皮,因此以硫酸钠为主要成分的芒硝与以硝酸钾为主要成分的火硝在某些古人那里很容易混淆。

相对来说,火硝的取得更为困难,而火硝又有“发火”的神奇功能,所以古代的炼丹家认为,火硝应当是“真的硝石”。他们提出真硝石应当发出紫色的火焰(陶弘景:“以火烧之,紫青烟起,云是真硝石也”)。凑巧的是,在古代,紫色被认为是高贵的颜色。

这些炼丹家的认识真是很厉害的。钾原子的焰色反应(反映出其发射光谱的特性)就是紫色。这是很不容易的事情,要较纯的硝酸钾才能够发出这样的紫色的焰色反应。如混入一些钠离子,钠的橙黄色将更加显眼。

火硝加上硫磺、木炭,那就是黑色火药。民间用来做爆竹的,就需要大量的火硝。

硝酸盐,包括硝酸钾、硝酸铵等都是非常好的肥料,不过,它们的真正大规模应用,都是发明了合成氨以后的化工产品。而且由于硝酸盐是氧化剂,遇到可燃性物质(在农村到处都是)容易起火,所以,现在我们实际使用的氮肥都以尿素等为主,钾肥以氯化钾为主,这对于化肥的运输、储存、销售和使用者来说,都安全得多。

很久以前,人们发现,在肉类加工时(例如做酱方、火腿、肴肉、香肠等)加入少量的“硝”(硝酸或亚硝酸的钠盐),会使得肉变得鲜红,好看、好吃而且不容易变质。

研究发现,硝酸盐在细菌的作用下,会还原成亚硝酸盐,然后与肌肉中的乳酸反应,变成亚硝酸,接着又发生歧化反应,生成硝酸和亚硝基。亚硝基与肉类的肌红蛋白结合生成亮红色的亚硝基肌红蛋白,这就使得腌制的肉类呈现出鲜艳的红色。而且,亚硝酸盐对抑制微生物生长有一定作用,这样就可以使腌制的肉类能够避免腐烂。在这个过程中,还产生一种特殊的好口味。

因此,千百年来,人们都一直使用着这个方法。

但是,这个方法也有着很大的风险。那就是亚硝酸能够与人体内普遍存在的胺类比如二甲基胺反应,生成亚硝基二甲基胺,这是一类强烈致癌的物质。

所以,虽然直到现在,世界各国大都仍然允许在肉类加工中把硝酸和亚硝酸的钠盐等作为防腐剂(抗微生物剂)和发色剂,但是都对其用量做了严格的规定。有些小作坊为了肉制品的更好看、更好吃以及保存时间更长,用硝量往往是超标的,这一点,我们一定要特别注意。

亚硝酸钠在人体内能够使得血红蛋白内的二价铁离子氧化成三价铁离子,从而使血红蛋白失去携带氧气的能力,致使人体组织特别是脑组织缺氧。严重的情况会造成死亡。

当然,由于肉类加工中加硝造成上面所说这种急性中毒的可能性比较小。肉类加工中加硝最大的危险还是在致癌。而亚硝酸钠急性中毒的主要危险是误食。亚硝酸钠的外形与食盐(氯化钠)非常相似,也有咸味,这样就经常有人误食亚硝酸钠而中毒。

最后,说一下硝酸甘油,对,就是那种历史上有名的炸药,但是现在以急救药物而更加有名。硝酸甘油在医药上用作血管扩张药,制成片剂,舌下给药,作用迅速,用于救治冠状动脉狭窄引起的心绞痛。这是一种急救药物。硝酸甘油片必须放在舌下含服。这是因为吞服的硝酸甘油在吸收过程必须通过肝脏,药效太慢,而且在肝脏中大部分的硝酸甘油将被分解。而含在舌下时,溶化了的药物迅速能透过舌下的血管直接进入血液系统。硝酸甘油在代谢中生成一氧化氮,这是能够扩张血管的信使分子,扩张血管以使心肌能够及时得到血液的供给,避免坏死。所有的人懂得一些这样的知识,都是有好处的。

 




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