酷炫科學動圖又來了,繼續向大家介紹各種奇怪的化學實驗。
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水火交融
原理:燒杯底部放入了少量乙醚和金屬鉀,當加入水時,金屬鉀與水反應生成氫氣並大量產熱,造成氫氣和乙醚蒸汽的燃燒,而隱約可見的紫色火焰來自鉀離子的焰色反應。
花絮:在元素周期表上,越靠下的鹼金屬性質越活潑,與水的反應也越劇烈。當然,銫才是其中真正的大殺器。
危險:中高。金屬鉀性質活潑,乙醚極易揮發和燃燒,應注意防護,避免火災。
紅與黑
原理:這是「碘鍾反應」的一個變種。實驗中所用到的三種無色透明溶液(從前到後)分別加入了:可溶性澱粉和焦亞硫酸鈉、氯化汞、碘酸鉀。
其中發生的反應包括:
- 焦亞硫酸鈉與水反應生成亞硫酸氫鈉 Na2S2O5 + H2O → 2 NaHSO3
- 亞硫酸氫鈉將碘酸根還原為碘離子 IO3- + 3HSO3- → I- + 3SO42- + 3H+
- 隨著碘離子濃度的升高,可溶性的汞鹽開始與碘離子形成碘化汞沉澱(橙紅色)Hg2+ + 2 I- → HgI2
- 剩餘的碘離子與碘酸根離子生成碘單質 IO3- + 5I- + 6H+ → 3I2 + 3H2O
- 碘單質與可溶性澱粉結合形成藍黑色的包合物
花絮:這個改良版的反應由兩名普林斯頓大學的學生發明,他們在其中加入了汞鹽,使這個反應可以先後形成橙紅色和黑色,而橙黑配正是普林斯頓大學的代表色。這個反應通常被稱為「Old Nassau Reaction」,其中「Old Nassau」指的就是普林斯頓大學。因為顏色的緣故,它也被叫做「萬聖節反應」。
危險:高。氯化汞毒性很強,吸入、皮膚接觸或誤食時均有較高風險,請勿在家嘗試。
銅和硝酸
原理:銅與濃硝酸反應,生成硝酸銅、二氧化氮和水,生成的氣體通入水中,隨著氣體生成停止並逐漸溶解,水倒吸進入反應瓶,最終形成淡藍色的硝酸銅溶液。
Cu(s) + 4HNO3(aq) → Cu(NO3)2(aq) + 2NO2(g) + 2H2O(l)
一開始出現的綠色與濃酸條件下銅離子與硝酸根的結合有關],而在引入更多水之後,溶液就顯示為水合銅離子的藍色了。
花絮:銅和濃硝酸大概是最難背的高中化學反反應了……等等,還有稀硝酸。你還記得怎麼配平嗎?
危險:中,濃硝酸具有較強腐蝕性,推薦使用手套和護目鏡。二氧化氮氣體有毒,不過在該實驗中大部分生成氣體都會被水吸收。後半部分倒吸造成的「噴泉」現象有較小的造成燒瓶損壞的風險,如果在開放實驗室中進行,應使用安全屏保護觀眾。
甲烷泡泡
原理:將甲烷通入肥皂水產生甲烷氣泡。在點燃泡泡時,其中的甲烷氣體迅速燃燒。
花絮:事實上,在自然界也可以找到甲烷泡泡,冬天的時候它們會出現在一些封凍的湖中,這種泡泡也是非常易燃的。
危險:中。請戴好護目鏡,遠離易燃物,使用長杆引火工具遠距離點燃。
魔法撣子
原理:實際上和撣子無關,爆炸的是紙上的物質。三碘化氮是一種可以發生接觸爆炸的物質,稍有擾動即可引起爆炸分解,並產生紫色的碘蒸氣。
花絮:另一種會發生爆炸性分解的物質是疊氮化鈉,它在受撞擊時分解產生大量氮氣,因此也被用來製作汽車安全氣囊。
危險:高。怎麼說這都是爆炸。
鋰樹銀花
原理:這是金屬鋰燃燒的景象,燃燒過程中固態的金屬鋰不斷熔化,並生成氧化鋰。鋰的焰色反應為紅色,但當劇烈燃燒時火焰呈現一種「亮銀色」的狀態。
花絮:和其他鹼金屬一樣,鋰火不能用水來撲滅,需要專門的乾粉滅火劑。
危險:中。任何時候都不能對火掉以輕心。
小熊糖火山
原理:在加熱之後,試管中的氯酸鉀發生熱分解產生氧氣,試管中的氧氣和熱足以點燃小熊軟糖中的糖類等有機物。氧氣促進燃燒,而燃燒產生的熱量又進一步促進氯酸鉀分解產生更多氧氣,因此就產生了劇烈的燃燒反應。
花絮:這個實驗還有一個更加喪心病狂的超大號版本):
危險:高。反應非常劇烈,尤其是超大號版本絕對不建議在家嘗試(浪費食物不是好孩子!)。
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