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为什么纸巾吸水会变皱,吸收酒精不会?

2015-04-02科学

谢谢邀请。

同有-OH基团,水的沸点是100摄氏度,而乙醇的沸点是78.4摄氏度,这是因为水分子间的氢键的要比乙醇分子间的氢键强许多。

正如各知友所提到的,纸浆的基本成份是纤维素,而纤维素之间的重要相互作用力是氢键。需要指出的是,纤维素间的氢键和乙醇分子间的氢键十分相像,都是-CHx-OH ... OH-CHx- 。

(Source:

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

当普通纸巾遇水,纤维素间的氢键-CH-OH ... OH-CH- 可以被水分子所取代, 从而形成更强的氢键-CH-OH ...(OHH)n ... OH-CH-。而乙醇分子的氢键和纤维素分子的氢键强度相同,因此无法成功取代。以上只是解释的为什么普通纸巾遇水会变膨胀。

常温常压下,水的表面张力为72 mN/m 而乙醇的表面张力为21.5 mN/m,这是因为乙醇是两亲分子(Cp-Cp- 基团亲油,-OH基团亲水)而水分子不是。其结果是液态水会自发的减小其表面积。因此当水分子替代纤维素之间的氢键后,由于要需要减小其表面积,从而使纸巾变皱。

有没有办法证明以上论断是正确的?

1)如果氢键取代机理是正确的,那么可知糖(纤维素的兄弟)在水中易溶而在酒中难溶。这似乎和我们的生活常识是相符的;

2)如果表面张力机理是正确的,那么从同样材质的普通纸巾上取一小片,放入一碗水中,你会看到褶皱的纸片吗?不会,因为此时的情况刚好相反,任何的褶皱都会增大水的表面积。