抗击“新冠病毒”中的化学知识

李彬 唐丽芳

江安县川师大实验外国语学校,四川 宜宾 644200

摘要疫情是灾难,疫情也是历练。目前我们响应教育部门“停课不停学”的号召在家抗疫,我们人可以宅在家防止疫情蔓延,但是我们的心不能躲在追剧和游戏中荒芜。我们应该让自己的思想走出来,看看周围发生的事情。很多国民因缺乏简单的科学知识,造成自己和家人的伤害。面对疫情,我们可以从学科知识的角度出发,对自己身边的亲人朋友进行科普扫盲。

关键词新冠病毒;84消毒液;医用酒精

、近期有专家称,“新冠病毒”又有新的传播途径——气溶胶传播。那么何谓气溶胶?气溶胶可怕吗?发生“新冠病毒”前,我们生活的地表有气溶胶吗?

首先看,什么是气溶胶。气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统。[1]是以气体为溶剂,其他固态或者液态颗粒分散在其中。采石场采掘、石料加工、采矿、粮食加工等过程中所形成的固体粉尘,天空中的雾、云、尘埃,运输业、工业上用的锅炉以及各种发动机里没有燃尽的燃料所形成的烟,以及人造的毒烟和掩蔽烟幕等都是气溶胶的具体实例。

我们中学化学教材中,谈到的胶体涉及气溶胶、固溶胶、液溶胶。我们生活的地表空气,其实就是常见的气溶胶。最明显的证据就是,在夜间开车,机动车的大灯开启后,我们会看到一条光路,这个就是胶体的典型现象,化学上称之为——“丁达尔现象”。这种现象是中学阶段判断胶体的最简便、有效的方法。因此气溶胶并不可怕,它与我们共存了不知道已经有多少年了。

、面对“新冠病毒”,我们可以将它杀灭于进入人体之前。生活中84消毒液75%医用酒精及“65以上高温杀灭“新冠病毒”,那么这些药物或方法杀灭“新冠病毒”的机理是什么?

1.“84消毒液”用于杀灭“新冠病毒”

“84消毒液”的有效成分是次氯酸钠(NaClO),其制备方法是将氯气通入到氢氧化钠溶液中,发生如下反应:Cl2+2NaOH==NaClO+NaCl+H2O。“84消毒液”之所以能消毒,不是因为其有效成分次氯酸钠(NaClO)能直接杀灭病毒,而是因为其有效成分次氯酸钠(NaClO)中的次氯酸根(ClO-)能与溶解在溶液中的二氧化碳(CO2)、水发生反应,生成次氯酸(HClO),反应方程式如下:CO2+H2O+2ClO-= 2HClO+CO32-。由于此反应过程中生成的HClO具有强氧化性,能使病毒表面的蛋白质被氧化而失去活性,因而无法继续摄取营养及代谢,从而可达到将病毒杀死的目的。

但由于上述反应生成的次氯酸(HClO)非常不稳定,在光照或者受热的条件下会发生分解,分解反应过程如下:2HClO==2HCl+O2↑,所以“84消毒液”必须要保存与密闭阴凉处,否则容易因发生上述分解反应而失效。同时,因“84消毒液”的有效成分次氯酸钠(NaClO)是一种强氧化剂,具有较强的腐蚀性,在使用时一定不能徒手接触,必须戴上塑胶手套,并注意不能将其溅到皮肤上。若不慎溅入眼中或皮肤上,须立即用大量清水冲洗干净,比较严重者必须立即送往医院就诊。

2.“75%医用酒精”用于杀灭“新冠病毒”

“75%医用酒精”是指其中乙醇(C2H5OH)体积分数(或浓度)为75%的医用酒精[2]。我们知道,乙醇和水可以任意比互溶,那么为什么用于消毒的医用酒精通常是乙醇浓度为75%的医用酒精,其他浓度的酒精难道不行吗?这就要从病毒的结构和乙醇消毒的机制讲起。一般的病毒具有衣壳结构:遗传物质位于病毒的内部,组成病毒的核心;而蛋白质则围绕在遗传物质的外侧,形成衣壳[3]。稍复杂一些的病毒的外侧还存在着由脂质和糖蛋白组成的包膜,“新冠病毒”就属于这个大家族。包膜的主要功能是维护病毒结构的完整性,并参与病毒入侵宿主细胞的过程[3]。

因此,乙醇主要通过以下两种机制杀死病毒:蛋白质变性和溶解脂质膜。从这点看,乙醇浓度貌似越高越好,但高浓度的酒精由于具有很高的渗透压,吸水性强,会使“新冠病毒”包膜内部快速脱水而凝固,形成一层坚固的包膜,阻止了酒精进一步进入病毒内部,从而影响酒精杀灭病毒的能力。经科学家反复实验得出,浓度为75%左右的酒精不会使病毒表面快速凝固,可以破坏其脂质分子包膜,使得酒精能不断向病毒内部渗入,进而使病毒包膜内部的蛋白质变性,最终达到将病毒杀死的目的。

3.“65℃以上高温”用于杀灭“新冠病毒”

前面已经谈到,这次的新型冠状病毒具有包膜结构,65℃以上的高温,持续30分钟,可以破坏其脂质分子包膜并使其蛋白质变性,从而达到杀灭“新冠病毒”的效果。

四、有报道,个别居民在家不规范使用酒精进行消杀,引发居室火灾,造成较大经济损失。面对“新冠病毒”,我们采用“75%医用酒精”将其消杀的过程中,应该知道哪些化学知识和注意事项呢?

我们都知道酒精可以用作燃料,有生活用的固体酒精、乙醇汽油等产品。挥发性物质所挥发出的气体与火源接触下会闪出火花(短暂)的最低温度——我们称为“闪点”。当处于闪点温度时,把火源撤除,挥发出的气体就无法继续燃烧;如果低于闪点温度,就算有火源存在,也不会闪火;因为气体没有挥发性一说,所以也就没有闪点。闪点低的燃料容易点燃,也容易引起火灾。乙醇的闪点是12.8℃,比柴油的闪点都低。75%的酒精因为含有水的缘故,它的闪点约为22℃,接近室温。所以使用医用酒精擦拭物体都应该小心,避免火源引燃酒精,更别说将酒精直接向房间内喷洒,要知道乙醇的最小爆炸限度是3%,比氢气的最小爆炸限度都小。

(聊城荣恒医疗器械有限公司)