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2013数理化学科竞赛一等奖论文(由乙醇的性质探究降低血液中酒精浓度的方法)


由乙醇的性质探究降低血液中酒精浓度的方法
陕西省西安市临潼区华清中学高二 1 班 柏森田 指导老师 杜小虎 【摘要】酒精会对记忆,决断和身体反射产生影响,并能导致酒醉和昏睡,有时还会出现恶 心。饮酒过量可导致酒精中毒性昏迷。长期酗酒可引起多发性神经病、慢性胃炎、脂肪肝、 肝硬化、 心肌损害及器质性精神病等。 当酒精开始影响骨髓时, 饮酒者会开始感到困乏欲睡, 随着血液酒

精浓度(BAC)上升, 可能最终会失去知觉。 如果血液酒精浓度(BAC)高到开始影响 呼吸、心率和温度中枢,人会变得呼吸缓慢或完全停止呼吸,血压和体温都会下降,这些情 况则可能致命。本论文首先利用乙醇和乙酸反应,来探究降低血液中酒精浓度的方法,通过 对反应产物和反应速率的测定,确定方法的可行性。然后再通过网络查询其他方法。比较这 两种方法的可行性, 进而寻求有效降低血液中酒精浓度的方法, 减小酒精和乙醛对人身体的 危害。 【关键词】平行对照原则 乙醇的性质 人体健康 酒精的危害

一、

背景资料

2008 年世界卫生组织的事故调查显示,大约 50%—60%的交通事 故与酒后驾驶有关,酒后驾驶已经被列为车祸致死的主要原因。在中 国,每年由于酒后驾车引发的交通事故达数万起;而造成死亡的事故 中 50%以上都与酒后驾车有关,酒后驾车的危害触目惊心,已经成为 交通事故的第一大“杀手” 。 人体内的乙醇脱氢酶,能使乙醇分解成乙醛(2CH3CH2OH + O2 → 2CH3CHO + 2H2O) 。乙醛再经过乙醛脱氢酶的分解,变成乙酸。 乙酸对人体没有危害,然后又会被分解成二氧化碳和水。乙醇和乙醛 对人体危害最大。在人体中,都存在乙醇脱氢酶,而且数量基本是相 等的。但缺少乙醛脱氢酶的人就比较多。这种乙醛脱氢酶的缺少,使 乙醛不能被完全分解为乙酸,而是以乙醛继续留在体内,使人喝酒后 产生恶心欲吐、昏迷不适等醉酒症状。因此,不善饮酒,酒量在合理 标准以下的人,即属于乙醛脱氢酶数量不足或完全缺乏的人。对于善 饮酒的人,如果饮酒过多、过快,超过了乙醛脱氢酶的分解能力,也 会发生醉酒。

通过网络我发现,解酒的方法形形色色,但它们真的有效吗?带 着这个疑问,我进行了下面这个实验。 二、实验方法的确立 ⑴归纳所学知识,找到合适思路; C2H5OH+CH3COOH→CH3COOCH2CH3+H2O ⑵与老师同学讨论,找到合适的实验方法; ⑶制定出有关实验步骤; ⑷综合所有的实验细节材料,进行分析、实验,得出最终结论。 三、实验原理 根据我在高二所学的知识,乙醇和乙酸在一定条件下,可反应生 成乙酸乙酯,乙酸乙酯对人体是无害的。所以先配置出一定浓度的乙 醇和乙酸溶液,用模拟胃酸,然后用定量的乙醇溶液与定量的乙酸溶 液反应(反应在 37℃的温水中进行) ,通过重络酸钾溶液变色的快慢 估测反应速率,同时将动物肝脏研磨液与乙醇的反应作为对照组实 验。 四、实验过程 <1>实验器材:烧杯、玻璃棒、50ml 容量瓶、量筒、酒精灯、温度计。 <2>实验药品:一定浓度的乙醇和乙酸溶液, ,动物肝脏研磨液,酸性 重铬酸钾溶液。 <3>实验步骤: ① 用 50ml 容量瓶配置等体积的乙醇溶液和动物肝脏研磨液

② 向甲乙两试管中分别滴入相等体积的酸性重铬酸钾溶液, 再向甲

试管中滴入少量 0.2%~0.4%的盐酸 ③ 分别给甲乙两试管加入等体积的乙酸溶液和肝脏研磨液

④ 分别向甲乙两试管中倒入等浓度等体积的乙醇溶液。 ⑤ ⑥ ⑦ 观察甲乙两试管的变色顺序。 设计表格记录所得数据并进行分析。 重复②③④三次,再次记录数据。

五、误差分析 ①动物肝脏的乙醇脱氢酶含量与人体中的乙醇脱氢酶含量有一定差 异。 ②胃酸中含有其他成分会对反应产生影响。 ③实验操作过程中的系统误差,如仪器的精确度。 ④操作量筒等进行实验的过程中存在部分引起误差的因素, 如仰视俯 视、取液、滴法等,都可能引起误差。 六、处理数据,获得结论 变色时间 甲试管 乙试管 七、实验结论 上述酯化反应在人体内进行时,会受到多种因素的干扰,而且反 应的速度很慢,需要盐酸作为催化剂,而体内的盐酸主要集中在胃部 而且量很有限,其酯化反应的速度远远低于肝肾的消化速度,肝脏的 负担并没有因此而减轻太多,所以效果并不理想。 1 60mim 40min 2 62min 43min 3 64min 44min 4 59min 41min

八、拓展与迁移 查阅资料得知牛奶与酒混合,可使蛋白凝固,缓解酒精在胃内吸 收,并有保护胃黏膜的作用。我对此作了家庭小实验进行探究,发现 乙醇溶液与蛋清反应生成了白色絮状沉淀, 由此猜想乙醇溶液可以与 蛋白质溶液发生反应。 降低血液中酒精浓度的最简便快速的方法就是 通过大量饮水稀释血液中的酒精。 九、心得体会。 化学是一门能对社会产生重大影响的学科,我从小便喜欢化学。 通过这次实验,我对化学有了更加深刻的理解和更浓厚的兴趣,同时 我也认识到学习化学的最大目的不是为了考试而是为了应用到社会 生活中去,替人们解决生活中的实际问题,为人类谋求更好的发展。 最后,虽然本次实验较为简单,但它确实锻炼了我的动手实践能力, 让我能把所学知识能和实践相结合, 培养了我尊重科学态度和实事求 是的精神。 十、参考文献
黎黍匀《基础营养学》2005 年 03 月 http://www.anychem.com/dict/k/%D2%D2%B4%BC http://baike.baidu.com/view/83273.htm


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