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出現指考化學題目?認真解析《Dr.STONE 新石紀》EP.02

作者:Celeste_蔚晴│Dr.STONE 新石紀│2019-07-13 18:26:40│贊助:222│人氣:1505
一、煙燻肉類保存

 煙燻是常見的食物調理手法。燃燒木材產生的煙霧中含有甲醛乙酸等成份,可以作為天然的防腐劑使用;而酚類化合物則是天然的抗氧化劑,可以延緩肉類的酸敗。另外,燃燒木材會使得木材中的纖維素轉變為含有特殊味道的羧酸芳香族化合物等,這便是煙燻食品特殊味道的來源。
 不過,如果像動畫中所繪的這種燻法,煙很難有效的進入肉的深處,所以並不能起到很好的保存效果。較為合理的作法應該是將肉切成薄片,掛成容易通風的樣子來燻,效率會比較高。
 當然了,如果像這三個傢伙一樣一燻完就馬上吃光,自然就沒有這樣的疑慮了。

說好的保存呢?

二、用途多端的碳酸鈣

 沙灘上常見的貝殼,是一些軟體動物的外骨骼的通稱。貝殼的主要成份是碳酸鈣幾丁質,由於構成貝殼的碳酸鈣是由細小的霰石小板組成,在故事初期的確是最方便入手的碳酸鈣源,至少比去砸大理石要容易多了。

在電子顯微鏡下的貝殼珍珠母層,可看到一片片堆疊的霰石小板。

 不過,這邊提到了石灰(せっかい)這個名詞,就有誤導之虞了。無論在中文還是日文中,石灰都有一樣的含意:生石灰指涉的是氧化鈣(CaO)熟石灰指涉的是氫氧化鈣(Ca(OH)₂)。這裡更精確的用字應該是石灰石(limestone),而通過將石灰石在高爐中加熱至1000゚C以上,便可得到生石灰。再進一步將生石灰加水攪拌,便可得到熟石灰(slaked lime)。不過要注意這個反應是超級放熱反應,在漫畫《妙手小廚師》中便有用石灰加水來隨時加熱便當的橋段。這種作法雖然很危險,不過今天的主角不是它就不吐槽了。

CaCO₃ -△→ CaO + CO₂  CaO + H₂O → Ca(OH)₂

 那麼,到了指考喜聞樂見的混淆題時間了,請將下列俗名與其對應的化學式連在一起:
石灰 ●
灰石 ●                  ●CaCO₃
石灰石●                  ●CaO
生石灰●                  ●Ca(OH)₂
熟石灰●

 總而言之,雖然這部份稍微有些問題,但是可以當作是故事中的人不小心說錯話,至少原作就是這樣寫的。


 在這段的最後,簡單的解釋一下用碳酸鈣來改變土質這點吧。
 一般對於碳酸鈣的印象都是不溶於水的固體,但其實透過碳酸鈣的溶度積為4.8×10⁻⁹ M,我們可以計算出碳酸鈣溶於水的濃度約是0.007 g/L。並且,碳酸鈣溶於水是呈很弱的鹼性,一般長效性的胃藥便是以碳酸鈣為主要的制酸成份。

 因此,當面對不適合耕作的酸性土壤時,在土壤中混入碳酸鈣可以藉酸鹼中和來改變土質,這樣的碳酸鈣也被稱作農用石灰(agricultural lime)
 或許有人會誤以為這裡指的是把碳酸鈣拿來當肥料,但其實更適合作為肥料的,是上一話中曾經提到過的硝石

三、用碳酸鈣製造砂漿

 石灰砂漿(lime mortar)是一種建築材料,最早由古埃及人開始使用。吉薩金字塔便是使用石灰砂漿加固的。由於石灰砂漿有柔軟、多孔透氣的性質,最主要用於既有建築的加固。


 石灰砂漿的製備方法是混合沙子熟石灰與水共同加熱,便可以得到泥狀的石灰砂漿。當塗抹在建築物表面時,砂漿中的氫氧化鈣會緩慢吸收空氣中的二氧化碳,形成碳酸鈣的塗層。

Ca(OH)₂ + CO₂ CaCO₃ + H₂O

 這層塗層保水性佳、透氣良好,但是抗震強度相當低,因此只適合用於將建材黏合或是修補的材料,而不宜作為建築的主要材料。
 因此,雖然在動畫中的台詞是說「能用來建造房子」,但畫面卻只是用來塗抹牆壁,這樣的細節是很用心的。

四、從碳酸鈣製作肥皂

 碳酸鈉,俗稱蘇打(soda ash)。為什麼名字裡會有ash出現?因為早期取得碳酸鈉的方法,便是將含鈉量高的植物燒成灰後溶於水獲得。其中,海藻便是含鈉量豐富的代表。碳酸鈉是可溶於水的,其水溶液的鹼性較碳酸鈣更強,通常可以來到pH 9–10這麼高。
 要解釋碳酸鈉為何可以製作肥皂,我們又要回到原作漫畫裡了:


 ...好吧,原作漫畫根本沒有提到具體細節,可以推論這一段對話是動畫製作組自行加上的。可是字幕組偏偏在這裡犯了個天大的錯誤:

原文   海藻からゲットした炭酸ナトリウムに油を混ぜて反応をさせて完成だ。
正確翻譯 在從海藻中取得的碳酸鈉中加入油,起皂化反應便完成了。

 注意到了嗎?原文這裡根本沒有提到碳酸鈣,也不是從海藻中提煉油。按照當時劇情進展合理判斷,這裡用的油應該從是打獵得到的動物身上榨取的。那麼,又干碳酸鈣什麼事呢?

 上面我們曾提到,從碳酸鈣可以製備熟石灰,而將熟石灰加入碳酸鈉之中,便可以得到比碳酸鈉的鹼性強數百倍的氫氧化鈉(NaOH)。皂化反應的基本公式是透過在油脂中加入強鹼,使油脂水解成為脂肪酸鈉和甘油。由於碳酸鈉也是鹼性的,因此也可以用來製作肥皂,只是效率遠不如氫氧化鈉高。因此,若是有能力製造熟石灰,是沒有必要用碳酸鈉來製造肥皂的。
 這裡我合理懷疑動畫製作組在增加對白的時候並沒有很仔細的考察背後的化學原理,以致於犯下這樣的錯誤。

 然而,這裡我必須提醒一個細節:這種利用天然油脂加鹼製作肥皂的方法,尤其當加入的是強鹼時,肥皂即使固化完畢,裡面依舊含有很多的鹼。因此手工肥皂製作完成後,必須將肥皂放在通風處,讓空氣中的二氧化碳自然把鹼中和,這個步驟稱為脫鹼。一般來說,脫鹼必須要經過約一個月,其中的鹼才不至於強到會對人體造成傷害。不過,劇情並沒有提到時間過了多久,就不多計較了。

五、本來有的結果...?

 因此,本週的部分就到此結束啦。

【本週總結】
提及的科學議題:4
可行的:4
不可行的:0

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つづく...
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留言共 26 篇留言

星月(不知道用啥模式
萬惡的化學…(死

07-13 19:12

Celeste_蔚晴
來跟著翠玉白菜頭一起輕鬆學化學(並沒有07-13 20:25
角龍
有24集?!

07-13 19:14

Celeste_蔚晴
預計是會做24集沒錯07-13 20:25
Code之智乃(小熊模式)
好熟的化學式

07-13 19:18

Celeste_蔚晴
目前大部分都還停留在國中理化程度07-13 20:25
荷月晴(高三症候群...
現在做動畫解析都需要這麼多科學知識啊…好險我都看得懂

07-13 19:22

Celeste_蔚晴
之後會越來越高科技,希望我能撐得住[e26]07-13 20:26
輕小說愛好者
教練,我討厭化學。

07-13 19:49

Celeste_蔚晴
我好像聽過不少這樣的發言[e6]07-13 20:26
春雪我老公
認真文 推歌

07-13 20:04

Celeste_蔚晴
謝啦07-13 20:26
ZERO
我記得那時候主角是為了隱藏能創造更危險的《甘油三硝酸酯》吧?

07-13 20:37

Celeste_蔚晴
不好意思...我也是動畫黨沒有看過原作漫畫,可以的話還希望你不要劇透後面的劇情[e41]07-13 20:42
蒼柩毛
這部動畫也太科學www

我以為就是單純的原始人生活而已誒

07-13 20:41

Celeste_蔚晴
原始人的生活也可以是很科學的[e24]07-13 20:43
黑子
看來這波很穩喔,期待蔚晴持續更新

07-13 20:42

Celeste_蔚晴
這個系列應該會是我往後這半年投注最多心力的文章了,最嚴重會其他文章都不用寫了(誤
聽說以後會有一些比較高科技的物理部分,到時候如果我有不懂的可以諮詢你嗎?[e34]07-13 20:44
ZERO
放心,我沒租來看漫畫,也忍耐不買漫畫,因為我想看動畫看完再看漫畫,只是你說到甘油讓我想起那本[諾貝爾傳記]了,才會覺得主角是不是不想說出來那第四點吧?因為災難電影常會見到[人性之惡]發展

07-13 20:47

Celeste_蔚晴
原來如此,諾貝爾傳記我沒看過,劇情中提到的四大用處是出自那裡的嗎?
從現在的劇情來看,我想獅子王的叛變應該是早晚的事了07-13 21:12
黑子
"高科技"的話要再看看ww,我可以再轉介其他高高高材生
(現在很多"高"科技其實應該是歸在科幻範疇,純理論而無法實證

07-13 20:50

Celeste_蔚晴
我是聽說這部就算高科技也還是現代科學的範疇啦,只是良率什麼的我可能就不會解釋了,像聽說後面有造飛機什麼的,我沒學過工程學根本不懂w07-13 21:14
蜉蝣
感覺這集比較科學(?)

除了某個人徒手打死獅子以外XD

07-13 20:54

Celeste_蔚晴
果然最大的吐槽點還是石化之後裡面到底怎麼保存的嘛,你看桐人只不過躺兩年下床肌肉都退化了,獅子王睡3700年起來還可以徒手打獅子w07-13 21:15
ping0002
所以第四個是火藥用途?

07-13 21:12

Celeste_蔚晴
這你可能要問樓上囉,我也不知道第四點是什麼07-13 21:16
蜉蝣
會變劇透還是別問吧

07-13 21:18

Celeste_蔚晴
好,不問了07-13 22:48
蜉蝣
石化那個是作品自己的原創黑科技
基本上不建議去想它的合理性

這就跟討論超巨大人形兵器
在無敵鐵金剛裡面出現合不合理一樣

07-13 21:22

Celeste_蔚晴
本來就沒想認真討論黑科技啦w
不過上一篇還是很正直的腦補了一下(被揍07-13 22:49
ZERO
劇情談到的第四大用處並不是來自諾貝爾傳記喔,

我只是看到你寫到的[甘油]這關鍵字,便連想到我看過的【諾貝爾傳記】裡和甘油有關鍵的〝發明〞

07-13 21:29

Celeste_蔚晴
原來如此,硝化甘油的確也是人類史上很重要的發明,相信將來會有它的戲份的07-13 22:49
Nulife
喔我超愛這樣的應用化學~

07-13 21:41

Celeste_蔚晴
能在動漫作品裡看到應用化學真的很親切07-13 22:50
後攻の絶傑.流星雨
剛考完指考的我,一字一句倍感親切

07-13 21:45

Celeste_蔚晴
目前都還是高中化學的範疇[e12]07-13 22:50
玥晴 Luna

07-13 22:33

Celeste_蔚晴
不佬07-13 22:50
法米利恩
畢竟獅子王一甦醒就打死獅子,蔥頭就覺得不妙了,知道在遠古時代武力是最強的存在,不趕快暗中發展克制他的方法,沒武力的人根本被一拳玩死

07-13 23:35

Celeste_蔚晴
的確現在的獅子王完全就是外掛,而且看得出來有危險性,不提防也不行07-14 00:21
日安同學
長知識!!要翻譯這種有涉入專業領域的作品,翻譯者也要在這方面下點功夫,不容易

07-14 10:18

Celeste_蔚晴
翻譯的確是需要一點背景知識才不會翻錯,我看過不少做漫畫翻譯的還會自己在旁邊寫譯者註糾正原文的錯誤07-14 14:06
小小權哥
如果當初國高中,上課用這教材,我就會對化學有愛了(沒特別喜歡,也沒特別恨,只是不喜歡被東西)

07-14 13:07

Celeste_蔚晴
這也是現在很多人想推動創意教學的原因[e12]07-14 14:07
Biocalibur
我說這不是指考化學手寫第二大題ㄇ

07-14 13:41

Celeste_蔚晴
原來還真的有指考考這個啊[e9]
我原本標題寫的是指考化學,後來想想覺得太簡單又改成會考...真是脫離那個時代太久了[e8]07-14 14:07
穹翼
推認真 文組覺得頭痛

07-14 16:34

Celeste_蔚晴
要很仔細考證連理組都覺得頭痛w07-14 19:08
Holmes
嘻嘻~完全就是以前的化學XD,我記得還有一種東西叫硝石灰

07-15 21:45

Celeste_蔚晴
消石灰是日文的說法,也就是熟石灰07-15 22:50
寂靜的滴答卿
肥皂那裡的確太簡略了,因為那還得精鍊,尤其是貝類,但做肥料是可行的

07-21 22:21

Celeste_蔚晴
原作似乎後面會回過來補充細節的樣子07-21 22:59
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