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為什麽紙巾吸水會變皺,吸收酒精不會?

2015-04-02科學

謝謝邀請。

同有-OH基團,水的沸點是100攝氏度,而乙醇的沸點是78.4攝氏度,這是因為水分子間的氫鍵的要比乙醇分子間的氫鍵強許多。

正如各知友所提到的,紙漿的基本成份是纖維素,而纖維素之間的重要交互作用力是氫鍵。需要指出的是,纖維素間的氫鍵和乙醇分子間的氫鍵十分相像,都是-CHx-OH ... OH-CHx- 。

(Source:

http://www. lanl.gov/orgs/adtsc/pub lications/science_highlights_2009/2shen.pdf

當普通紙巾遇水,纖維素間的氫鍵-CH-OH ... OH-CH- 可以被水分子所取代, 從而形成更強的氫鍵-CH-OH ...(OHH)n ... OH-CH-。而乙醇分子的氫鍵和纖維素分子的氫鍵強度相同,因此無法成功取代。以上只是解釋的為什麽普通紙巾遇水會變膨脹。

常溫常壓下,水的表面張力為72 mN/m 而乙醇的表面張力為21.5 mN/m,這是因為乙醇是兩親分子(Cp-Cp- 基團親油,-OH基團親水)而水分子不是。其結果是液態水會自發的減小其表面積。因此當水分子替代纖維素之間的氫鍵後,由於要需要減小其表面積,從而使紙巾變皺。

有沒有辦法證明以上論斷是正確的?

1)如果氫鍵取代機理是正確的,那麽可知糖(纖維素的兄弟)在水中易溶而在酒中難溶。這似乎和我們的生活常識是相符的;

2)如果表面張力機理是正確的,那麽從同樣材質的普通紙巾上取一小片,放入一碗水中,你會看到褶皺的紙片嗎?不會,因為此時的情況剛好相反,任何的褶皺都會增大水的表面積。