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彻底傻了!酷炫的化学测验动态图

化学实验

  自从互联网视频时代到来,就有很多美丽的化学反应动图在网上流传。本文将对这些反应进行整理,对每一个反应给出原理、出处和危险指数。

彻底傻了!酷炫的化学测验动态图

  花絮:硫氰酸汞于1821年由德国人合成,之后不久它燃烧的特殊现象就被发现。很长一段时间里作为一种焰火在德国出售,但是最终因为多例小孩误食而中毒的事故被禁止。

  危险:高。汞化合物有毒,反应产生的硫化汞、二氧化硫和氰气也有毒。没有通风橱和专业人士指导,切勿自行尝试!

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  原理:火柴头包含红磷、硫和氯酸钾。擦火柴时产生的热量使红磷和硫燃烧、氯酸钾分解出氧气辅助燃烧。

  花絮:最早的摩擦式火柴头上只有硫,1826年英国化学家约翰沃克首先使用了氯酸钾,但他的火柴非常危险,经常有火球掉下去把衣服和地毯点着。

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  原理:铝是高度活泼的金属,但是表面的氧化铝层阻止了它和空气中氧气完全反应。而汞会破坏这一保护层,使得铝迅速“生锈”。

  这是一段延时摄影。该过程真实长度约半小时。如果画面下移,你会看到底下有一大堆铝锈粉末。

  花絮:这是飞机上严禁携带水银的原因之一。有传说称二战时一些美军突击队员会携带汞用来破坏德国飞机。

  危险:中低。汞单质有毒,不可食用,请在空气流动通畅的地方实验以免汞蒸汽中毒。

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  原理:将除锈处理后的铁棒放入硫酸铜溶液中,铁单质比铜更加活泼,置换出来的铜形成漂亮的松散沉淀。

  花絮:铜离子本身并没有蓝色,无水硫酸铜是白色粉末。水溶液中蓝色的是六水合铜离子。

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  原理:燃烧需要可燃物和氧气接触,狭窄的瓶口使得氧气只能逐渐进入,燃烧面逐渐下移。

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  原理:常温下镁与水其实就可以反应,但除非是镁粉,否则速度很慢。高温时二者会剧烈反应生成氧化镁和氢气。氢气继续燃烧,和燃烧的镁一起产生炫目的光影效果。

  花絮:这个反应是日本设计的一种试验性发动机的基本原理。镁和水反应生成的氧化镁在激光的作用下重新分解成镁单质和氧气,整个反应只消耗水,而激光则由太阳光提供动力。不过这一发动机投入使用似乎还很遥远。

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  原理:浅浅一层丙酮并不能真的把整块泡沫塑料“溶解”,实际上它只是溶解了聚苯乙烯的长链,让泡沫塑料里的大量空气逃逸出去。但是,长链交联的地方丙酮无能为力,所以碗底部还会剩下残存的聚苯乙烯。

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  原理:血液中有高效的过氧化氢酶,能够催化过氧化氢分解为水和氧气,大量氧气形成泡沫效果。

  花絮:过氧化氢酶是一种非常常见的酶,几乎所有好氧生物体内都有发现。在细胞内它的主要作用是催化活性氧成为氧气,阻止它破坏细胞。过氧化氢酶也是所有酶中效率最高的酶之一,每个酶分子每秒钟可以催化数百万个过氧化氢分子。

  危险:低至中。高浓度过氧化氢腐蚀性很强,但低浓度比较安全。没有其他威胁,除非你的血液来源有问题

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  原理:这个反应的核心和上期里的血液反应一样,是过氧化氢分解。30%过氧化氢和液体肥皂混合,加入一些食用色素,再加入碘化钾作为催化剂。少量的过氧化氢就可产生大量氧气,在肥皂作用下形成泡沫涌出。

  一种更加安全的版本是用低浓度(3%-6%)过氧化氢,用干酵母作为催化剂,原料更易得,但反应也没有那么剧烈。

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  花絮:反应后会有大量氧气聚集在瓶内,可以试着关灯然后往里丢一根火柴观察燃烧。小心火灾。

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  原理:这是一个闪光灯泡,内装锌丝和氧气,通电即点燃,只能使用一次。外面包有一层塑料膜以防万一灯泡破碎。在现代电子闪光灯出现之前它是主要的闪光道具,抵达满亮度所花时间更长,但燃烧时间也更长。

  此图在网上传播时很多人说它是灯泡烧断的瞬间,可惜普通钨丝灯泡到寿命时只会慢慢黯淡下去。

  花絮:早期的闪光灯泡使用镁丝,亮度不如锌。更早的则是敞开环境下镁粉和氯酸钾混合点燃。这就是“镁光灯”一词的来历。

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  原理:铯是活泼的碱金属,和水爆炸式反应生成氢气。高速摄影需要极强的光,光照产生的高温使得铯无法保持固态,因此实验采用安瓿来装液态铯。小锤击碎安瓿瞬间,铯液滴倾泻而出,在空中就和水蒸气、氧气反应留下尾迹,大块入水后产生爆炸式反应。

  花絮:在互联网上有这样一个钓鱼贴:“爱迪生等得不耐烦了,拿过铯块,浸在水中,将溢出的水倒在了量杯里量出体积,就知道了铯块的体积。”也许这才是爱迪生耳聋的真正原因?

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  原理:这种液体是二乙基锌。它是一种极易燃烧的有机锌化合物,接触氧气便自燃。真正的二乙基锌如此图所示是蓝色火焰,但是网上流传最广的视频/动图来自2008年诺丁汉大学,他们拍到了黄色的火焰照他们自己的说法,这是钠污染所致。

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  花絮:二乙基锌于1848年发现,是第一个有机锌化合物。它在有机合成中的应用极其广泛,也曾被早期火箭研究者用作液体燃料。

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  原理:外层红色粉末是重铬酸铵,它不稳定,受热分解可以产生大量暗绿色灰烬(三氧化二铬)和明亮的红色火焰。

  花絮:重铬酸铵有个外号叫“维苏威之火”,就是因为它的这个效果。它在焰火和早期摄影术里都有应用。搭配硫氰酸汞感觉像是召唤了克苏鲁

  危险:高。重铬酸铵和所有六价铬一样有毒、有刺激性。密闭容器中受热可能导致爆炸。至于硫氰酸汞请参见上期。

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  原理:铝是极活泼的金属,因为表面致密氧化层而在空气中稳定,但会和很多其它氧化剂剧烈反应。溴就是其中之一。生成的三溴化铝溶于水的反应也会放热,可能导致爆炸。实验完的试管必须先冷却然后用轻柔的水流慢慢溶解,清洗后还要加入硫代硫酸钠溶液以还原任何残留的溴。

  花絮:“三溴化铝”真正的存在形态其实是Al2Br6,它十分稳定,哪怕气化之后也只有一部分会分解成AlBr3。

  危险:高。溴有挥发性和腐蚀性,吸入有毒,需防护措施。反应剧烈且有喷溅,请务必从少量开始!

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  原理:黑咖啡可不会变成这东西。杯中是对硝基苯胺和浓硫酸的混合物,加热后发生非常复杂的反应事实上,我们还不完全清楚反应的详细过程。最后得到的黑色泡沫物原子比例为C6H3N1.5S0.15O1.3,几乎肯定是对硝基苯胺交联后的多聚物。整个反应有时被称为“爆炸式聚合”。膨胀成这么大这么长是反应生成二氧化碳等气体的功劳。

  花絮:这个反应是70年代NASA研究者发现的,他们当时考虑过把它用作灭火剂因为生成的黑色泡沫状物非常稳定,隔热性能也极好。

  危险:中高。对硝基苯胺有毒,浓硫酸也有危险,反应还生成氮氧化物和硫氧化物气体。

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本站文章于2019-11-22 13:11,互联网采集,如有侵权请发邮件联系我们,我们在第一时间删除。 转载请注明:彻底傻了!酷炫的化学测验动态图 化学实验