33種化學(xué)原理動圖
1 . 硫氰酸汞分解(“法老之蛇”)
原理:硫氰酸汞受熱分解,部分產(chǎn)物燃燒。
2Hg(SCN)2→ 2HgS + CS2 + C3N4
CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2
2C3N4 → 3(CN)2 + N2
花絮:硫氰酸汞于1821年由德國人合成,之后不久它燃燒的特殊現(xiàn)象就被發(fā)現(xiàn)。很長一段時(shí)間里作為一種焰火在德國出售,但是最終因?yàn)槎嗬『⒄`食而中毒的事故被禁止。
錄制者:ChemToddler
危險(xiǎn):高。汞化合物有毒,反應(yīng)產(chǎn)生的硫化汞、二氧化硫和氰氣也有毒。沒有通風(fēng)櫥和專業(yè)人士指導(dǎo),切勿自行嘗試!
2 . 火柴燃燒
原理:火柴頭包含紅磷、硫和氯酸鉀。擦火柴時(shí)產(chǎn)生的熱量使紅磷和硫燃燒、氯酸鉀分解出氧氣輔助燃燒。
花絮:最早的摩擦式火柴頭上只有硫,1826年英國化學(xué)家約翰·沃克首先使用了氯酸鉀,但他的火柴非常危險(xiǎn),經(jīng)常有火球掉下去把衣服和地毯點(diǎn)著。
錄制者:UltraSlo
危險(xiǎn):很低,但請勿給小孩火柴玩,可能造成火災(zāi)。
3 . 氫氣遇到火
原理:氫氣易燃易擴(kuò)散,在空氣中可以爆炸式燃燒。
花絮:興登堡號飛艇的下場就是這一幕的放大版。
錄制者:Prf Slo & Dr Mo
危險(xiǎn):中。由于爆炸可能傷人,請像圖中那樣遙控點(diǎn)燃。
4.汞和鋁銹
原理:鋁是高度活潑的金屬,但是表面的氧化鋁層阻止了它和空氣中氧氣完全反應(yīng)。而汞會破壞這一保護(hù)層,使得鋁迅速“生銹”。
這是一段延時(shí)攝影。該過程真實(shí)長度約半小時(shí)。如果畫面下移,你會看到底下有一大堆鋁銹粉末。
花絮:這是飛機(jī)上嚴(yán)禁攜帶水銀的原因之一。有傳說稱二戰(zhàn)時(shí)一些美軍突擊隊(duì)員會攜帶汞用來破壞德國飛機(jī)。
錄制者:Theodore Gray
危險(xiǎn):中低。汞單質(zhì)有毒,不可食用,請?jiān)诳諝饬鲃油〞车牡胤綄?shí)驗(yàn)以免汞蒸汽中毒。
5.鐵棒與硫酸銅
原理:將除銹處理后的鐵棒放入硫酸銅溶液中,鐵單質(zhì)比銅更加活潑,置換出來的銅形成漂亮的松散沉淀。
溶液原本是藍(lán)色的(水合銅離子顏色),隨著反應(yīng)進(jìn)行,藍(lán)色逐漸變淡。
花絮:銅離子本身并沒有藍(lán)色,無水硫酸銅是白色粉末。水溶液中藍(lán)色的是六水合銅離子。
錄制者:DizzyCtube
危險(xiǎn):低。銅溶液有毒,不可食用。
6.氣體點(diǎn)燃
原理:燃燒需要可燃物和氧氣接觸,狹窄的瓶口使得氧氣只能逐漸進(jìn)入,燃燒面逐漸下移。
錄制者:FabianOefner
危險(xiǎn):中高??扇?xì)怏w處理不當(dāng)極易導(dǎo)致爆炸。
7.燃燒的鎂投入水中
原理:常溫下鎂與水其實(shí)就可以反應(yīng),但除非是鎂粉,否則速度很慢。高溫時(shí)二者會劇烈反應(yīng)生成氧化鎂和氫氣。氫氣繼續(xù)燃燒,和燃燒的鎂一起產(chǎn)生炫目的光影效果。
花絮:這個(gè)反應(yīng)是日本設(shè)計(jì)的一種試驗(yàn)性發(fā)動機(jī)的基本原理。鎂和水反應(yīng)生成的氧化鎂在激光的作用下重新分解成鎂單質(zhì)和氧氣,整個(gè)反應(yīng)只消耗水,而激光則由太陽光提供動力。不過這一發(fā)動機(jī)投入使用似乎還很遙遠(yuǎn)。
錄制者:Periodic Videos
危險(xiǎn):中。鎂燃燒時(shí)高溫,遇水劇烈反應(yīng)可能濺出紅熱液態(tài)鎂導(dǎo)致燙傷。
8.丙酮“溶解”泡沫塑料
原理:淺淺一層丙酮并不能真的把整塊泡沫塑料“溶解”,實(shí)際上它只是溶解了聚苯乙烯的長鏈,讓泡沫塑料里的大量空氣逃逸出去。但是,長鏈交聯(lián)的地方丙酮無能為力,所以碗底部還會剩下殘存的聚苯乙烯。
花絮:502膠滴到泡沫塑料上發(fā)生的事情與此類似。
錄制者:Barrett
危險(xiǎn):低。丙酮有一定毒性和揮發(fā)性,應(yīng)在通風(fēng)處實(shí)驗(yàn),勿飲用。
9.血液和過氧化氫
原理:血液中有高效的過氧化氫酶,能夠催化過氧化氫分解為水和氧氣,大量氧氣形成泡沫效果。
花絮:過氧化氫酶是一種非常常見的酶,幾乎所有好氧生物體內(nèi)都有發(fā)現(xiàn)。在細(xì)胞內(nèi)它的主要作用是催化活性氧成為氧氣,阻止它破壞細(xì)胞。過氧化氫酶也是所有酶中效率最高的酶之一,每個(gè)酶分子每秒鐘可以催化數(shù)百萬個(gè)過氧化氫分子。
錄制者:Igor30
危險(xiǎn):低至中。高濃度過氧化氫腐蝕性很強(qiáng),但低濃度比較安全。沒有其他威脅,除非你的血液來源有問題……
10.大象牙膏
原理:這個(gè)反應(yīng)的核心和上期里的血液反應(yīng)一樣,是過氧化氫分解。30%過氧化氫和液體肥皂混合,加入一些食用色素,再加入碘化鉀作為催化劑。少量的過氧化氫就可產(chǎn)生大量氧氣,在肥皂作用下形成泡沫涌出。
一種更加安全的版本是用低濃度(3%-6%)過氧化氫,用干酵母作為催化劑,原料更易得,但反應(yīng)也沒有那么劇烈。
花絮:反應(yīng)后會有大量氧氣聚集在瓶內(nèi),可以試著關(guān)燈然后往里丟一根火柴觀察燃燒。小心火災(zāi)。
錄制者:chemtoddler
危險(xiǎn):低至中。濃過氧化氫腐蝕性強(qiáng),處理時(shí)請戴手套。
P.S.這個(gè)實(shí)驗(yàn)還有一種做法(出處未找到):
11.燈泡中的的宇宙
原理:這是一個(gè)閃光燈泡,內(nèi)裝鋅絲和氧氣,通電即點(diǎn)燃,只能使用一次。外面包有一層塑料膜以防萬一燈泡破碎。在現(xiàn)代電子閃光燈出現(xiàn)之前它是主要的閃光道具,抵達(dá)滿亮度所花時(shí)間更長,但燃燒時(shí)間也更長。
此圖在網(wǎng)上傳播時(shí)很多人說它是燈泡燒斷的瞬間,可惜普通鎢絲燈泡到壽命時(shí)只會慢慢黯淡下去。
花絮:早期的閃光燈泡使用鎂絲,亮度不如鋅。更早的則是敞開環(huán)境下鎂粉和氯酸鉀混合點(diǎn)燃。這就是“鎂光燈”一詞的來歷。
此外,許多網(wǎng)友表示,“這就是我們的宇宙啊”。
錄制者:2FC filmpruduction
危險(xiǎn):低。使用后燈泡會非常燙,不可立即用手碰。
12.五光十“銫”
原理:銫是活潑的堿金屬,和水爆炸式反應(yīng)生成氫氣。高速攝影需要極強(qiáng)的光,光照產(chǎn)生的高溫使得銫無法保持固態(tài),因此實(shí)驗(yàn)采用安瓿來裝液態(tài)銫。小錘擊碎安瓿瞬間,銫液滴傾瀉而出,在空中就和水蒸氣、氧氣反應(yīng)留下尾跡,大塊入水后產(chǎn)生爆炸式反應(yīng)。
花絮:在互聯(lián)網(wǎng)上有這樣一個(gè)釣魚貼,“……愛迪生等得不耐煩了,拿過銫塊,浸在水中,將溢出的水倒在了量杯里量出體積,就知道了銫塊的體積?!币苍S這才是愛迪生耳聾的真正原因?
錄制者:PeriodicVideos
危險(xiǎn):高。銫與水反應(yīng)非常劇烈,注意防護(hù)。
13.鋅火
原理:這種液體是二乙基鋅。它是一種極易燃燒的有機(jī)鋅化合物,接觸氧氣便自燃。真正的二乙基鋅如此圖所示是藍(lán)色火焰,但是網(wǎng)上流傳最廣的視頻/動圖來自2008年諾丁漢大學(xué),他們拍到了黃色的火焰——照他們自己的說法,這是鈉污染所致。
花絮:二乙基鋅于1848年發(fā)現(xiàn),是第一個(gè)有機(jī)鋅化合物。它在有機(jī)合成中的應(yīng)用極其廣泛,也曾被早期火箭研究者用作液體燃料。
錄制者:PeriodicVideos
危險(xiǎn):高。能自燃的沒幾個(gè)好東西,何況是液態(tài)。
14.火山炎魔
原理:外層紅色粉末是重鉻酸銨,它不穩(wěn)定,受熱分解可以產(chǎn)生大量暗綠色灰燼(三氧化二鉻)和明亮的紅色火焰。
(NH4)2Cr2O7 (s) → Cr2O3 (s)+ N2 (g)+ 4 H2O (g)
這一效果很像火山爆發(fā)。
而藏在里面的就是上期介紹過的硫氰酸汞“法老之蛇”了。
花絮:重鉻酸銨有個(gè)外號叫“維蘇威之火”,就是因?yàn)樗倪@個(gè)效果。它在焰火和早期攝影術(shù)里都有應(yīng)用。搭配硫氰酸汞感覺像是召喚了克蘇魯……
錄制者:Trollator
危險(xiǎn):高。重鉻酸銨和所有六價(jià)鉻一樣有毒、有刺激性。密閉容器中受熱可能導(dǎo)致爆炸。至于硫氰酸汞請參見上期。
15.鋁遭遇溴
原理:鋁是極活潑的金屬,因?yàn)楸砻嬷旅苎趸瘜佣诳諝庵蟹€(wěn)定,但會和很多其它氧化劑劇烈反應(yīng)。溴就是其中之一。生成的三溴化鋁溶于水的反應(yīng)也會放熱,可能導(dǎo)致爆炸。實(shí)驗(yàn)完的試管必須先冷卻然后用輕柔的水流慢慢溶解,清洗后還要加入硫代硫酸鈉溶液以還原任何殘留的溴。
花絮:“三溴化鋁”真正的存在形態(tài)其實(shí)是Al2Br6,它十分穩(wěn)定,哪怕氣化之后也只有一部分會分解成AlBr3。
錄制者:ChemToddler
危險(xiǎn):高。溴有揮發(fā)性和腐蝕性,吸入有毒,需防護(hù)措施。反應(yīng)劇烈且有噴濺,請務(wù)必從少量開始!
16.暗之柱
原理:黑咖啡可不會變成這東西。杯中是對硝基苯胺和濃硫酸的混合物,加熱后發(fā)生非常復(fù)雜的反應(yīng)——事實(shí)上,我們還不完全清楚反應(yīng)的詳細(xì)過程。最后得到的黑色泡沫物原子比例為C6H3N1.5S0.15O1.3,幾乎肯定是對硝基苯胺交聯(lián)后的多聚物,整個(gè)反應(yīng)有時(shí)被稱為“爆炸式聚合”。膨脹成這么大這么長是反應(yīng)生成二氧化碳等氣體的功勞。
花絮:這個(gè)反應(yīng)是70年代NASA研究者發(fā)現(xiàn)的,他們當(dāng)時(shí)考慮過把它用作滅火劑——因?yàn)樯傻暮谏菽瓲钗锓浅7€(wěn)定,隔熱性能也極好。
錄制者:plasticraincoat1
危險(xiǎn):中高。對硝基苯胺有毒,濃硫酸也有危險(xiǎn),反應(yīng)還生成氮氧化物和硫氧化物氣體。
P.S. 最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)請勿聯(lián)想。
17.紅與黑
原理:這是“碘鐘反應(yīng)”的一個(gè)變種。實(shí)驗(yàn)中所用到的三種無色透明溶液(從前到后)分別加入了:
1、可溶性淀粉和焦亞硫酸鈉
2、氯化汞
3、碘酸鉀
其中發(fā)生的反應(yīng)包括:
1、焦亞硫酸鈉與水反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉 Na2S2O5+ H2O → 2 NaHSO3
2、亞硫酸氫鈉將碘酸根還原為碘離子 IO3- + 3HSO3-→ I- + 3SO42- + 3H+
3、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淀(橙紅色)Hg2++ 2 I-→ HgI2
4、剩余的碘離子與碘酸根離子生成碘單質(zhì) IO3- + 5I- + 6H+→ 3I2 + 3H2O
5、碘單質(zhì)與可溶性淀粉結(jié)合形成藍(lán)黑色的包合物
花絮:這個(gè)改良版的反應(yīng)由兩名普林斯頓大學(xué)的學(xué)生發(fā)明,他們在其中加入了汞鹽,使這個(gè)反應(yīng)可以先后形成橙紅色和黑色,而橙黑配正是普林斯頓大學(xué)的代表色。這個(gè)反應(yīng)通常被稱為“Old Nassau Reaction”,其中“Old Nassau”指的就是普林斯頓大學(xué)[1]。因?yàn)轭伾木壒?,它也被叫做“萬圣節(jié)反應(yīng)”。
錄制者:ChemToddler'schannel
危險(xiǎn):高。氯化汞毒性很強(qiáng),吸入、皮膚接觸或誤食時(shí)均有較高風(fēng)險(xiǎn),請勿在家嘗試。
18.銅和硝酸
原理:銅與濃硝酸反應(yīng),生成硝酸銅、二氧化氮和水,生成的氣體通入水中,隨著氣體生成停止并逐漸溶解,水倒吸進(jìn)入反應(yīng)瓶,最終形成淡藍(lán)色的硝酸銅溶液。
Cu(s) + 4HNO3(aq)→ Cu(NO3)2(aq)+2NO2(g) + 2H2O(l)
一開始出現(xiàn)的綠色與濃酸條件下銅離子與硝酸根的結(jié)合有關(guān)[2],而在引入更多水之后,溶液就顯示為水合銅離子的藍(lán)色了。
花絮:銅和濃硝酸大概是最難背的高中化學(xué)反反應(yīng)了……等等,還有稀硝酸。你還記得怎么配平嗎?
錄制者:Royal Societyof Chemistry
危險(xiǎn):中,濃硝酸具有較強(qiáng)腐蝕性,推薦使用手套和護(hù)目鏡。二氧化氮?dú)怏w有毒,不過在該實(shí)驗(yàn)中大部分生成氣體都會被水吸收。后半部分倒吸造成的“噴泉”現(xiàn)象有較小的造成燒瓶損壞的風(fēng)險(xiǎn),如果在開放實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,應(yīng)使用安全屏保護(hù)觀眾。
19.鋰樹銀花
原理:這是金屬鋰燃燒的景象,燃燒過程中固態(tài)的金屬鋰不斷熔化,并生成氧化鋰。鋰的焰色反應(yīng)為紅色,但當(dāng)劇烈燃燒時(shí)火焰呈現(xiàn)一種“亮銀色”的狀態(tài)。
花絮:和其他堿金屬一樣,鋰火不能用水來撲滅,需要專門的干粉滅火劑。
錄制者:Nick Moore
危險(xiǎn):中。任何時(shí)候都不能對火掉以輕心。
20.小熊糖火山
原理:試管中是加熱到熔融狀態(tài)的氯酸鉀,氯酸鉀發(fā)生熱分解產(chǎn)生氧氣,試管中的氧氣和熱足以點(diǎn)燃小熊軟糖中的糖類等有機(jī)物。氧氣促進(jìn)燃燒,而燃燒產(chǎn)生的熱量又進(jìn)一步促進(jìn)氯酸鉀分解產(chǎn)生更多氧氣,因此就產(chǎn)生了劇烈的燃燒反應(yīng)。
花絮:這個(gè)實(shí)驗(yàn)還有一個(gè)更加喪心病狂的超大號版本(原視頻錄制者:Vat19):
錄制者:wallsacc
危險(xiǎn):高。反應(yīng)非常劇烈,尤其是超大號版本絕對不建議在家嘗試(浪費(fèi)食物不是好孩子?。?。
21.金雨
原理:這是硝酸鉛與碘化鉀發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng),其中析出的金黃色結(jié)晶為碘化鉛。反應(yīng)式:Pb(NO3)2+ 2KI → 2KNO3 + PbI2↓
花絮:碘化鉛晶體是一種可以用于X射線和γ射線探測的材料。
危險(xiǎn):高,處理鉛鹽時(shí)必須謹(jǐn)慎防護(hù)以防中毒。
錄制者:Thoisoi2 -Chemical Experiments!
22.魔性之環(huán)
原理:這是一個(gè)發(fā)生在平皿薄層上的B-Z反應(yīng)(Belousov-Zhabotinsky反應(yīng))的例子。B-Z 反應(yīng)是一種化學(xué)震蕩反應(yīng),它最早在20世紀(jì)50年代被發(fā)現(xiàn)。反應(yīng)體系會在兩種狀態(tài)之間不斷進(jìn)行周期性變化,平皿上的“波紋”也會不斷變換。B-Z反應(yīng)有多 種版本,上圖中是它的一個(gè)常見版本,溴酸鹽與丙二酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),以鈰鹽及鄰二氮菲亞鐵離子(ferroin,在還原態(tài)為紅色,氧化態(tài)為藍(lán)色)作為催 化劑和反應(yīng)指示劑。
花絮:目前,對B-Z反應(yīng)的動力學(xué)研究依然在進(jìn)行中,研究者們也對反應(yīng)過程進(jìn)行了很多數(shù)學(xué)計(jì)算。下面就是一個(gè)計(jì)算機(jī)模擬出的平皿B-Z反應(yīng)的圖像,是不是感覺更加魔性了呢……
(圖片來自:wikipedia)
危險(xiǎn):中低。反應(yīng)本身并不劇烈,不過溴酸鹽對人具有刺激性,配制反應(yīng)溶液時(shí)依然要注意防護(hù)。
錄制者:Tim Kench
23.水下花園
原理:在硅酸鈉的水溶液中加入一些金屬鹽類的結(jié)晶顆粒(例如銅鹽、鈷鹽等),就可以觀察到溶液中樹枝狀的結(jié)構(gòu)逐漸“生長”的過程。投入的結(jié)晶顆粒逐漸溶解,釋放出金屬離子,而這些金屬離子又會與硅酸鈉形成難以溶解的硅酸鹽結(jié)晶,沉積在最初的結(jié)晶顆粒之上。而且,各種過渡金屬離子的硅酸鹽還可以呈現(xiàn)不同的顏色,使花園更加美麗。以下是“花園”中常用的一些反應(yīng)物和對應(yīng)的硅酸鹽顏色:
明礬(硫酸鋁鉀)——白色
硫酸銅——藍(lán)色
三氯化鉻——綠色
硫酸鎳——綠色
硫酸亞鐵——綠色
三氯化鐵——橙色
氯化鈷——紫色
花絮:如果把化學(xué)花園搬到太空中會是什么樣?NASA曾在國際空間站上進(jìn)行過實(shí)驗(yàn)[1,2]:
危險(xiǎn):較低。
錄制者:XTrBass
24.氫化鈉
原理:這是氫化鈉與水發(fā)生的反應(yīng),生成氫氧化鈉和氫氣,溶液中加入了酚酞作為指示劑,因此呈現(xiàn)紫紅色。
花絮:氫化鈉是一種堿性非常強(qiáng)的物質(zhì),它可以奪取很多化合物中的質(zhì)子形成相應(yīng)的鈉化合物,這在有機(jī)合成中非常實(shí)用。
危險(xiǎn):高。氫化鈉的性質(zhì)非常活潑,反應(yīng)劇烈。
錄制者:PeriodicVideos
25.碘鋁反應(yīng)
原理:碘單質(zhì)與金屬鋁的粉末混合,并加入少量水即可引發(fā)劇烈反應(yīng)。主要反應(yīng)式:2Al(s) + 3I2(s) → Al2I6(s),水在其中起到催化劑的作用。隨著反應(yīng)進(jìn)行,碘單質(zhì)也會升華形成紫色的碘蒸氣。
花絮:說到鋁粉,最讓人印象深刻的大概就是鋁熱反應(yīng)了,下面就讓我們來重溫一下:
危險(xiǎn):中高。反應(yīng)劇烈,碘蒸氣具有刺激性,應(yīng)注意保護(hù)眼部,并在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。加水后反應(yīng)可能需要稍等片刻才會開始,此時(shí)不要著急湊近查看。
錄制者:Scott Milam
26.金色氧化鋅
原理:在加熱至高溫時(shí),白色的氧化鋅粉末會逐漸變成金黃色,在空氣中冷卻時(shí)顏色又會褪去。產(chǎn)生顏色的原因是高溫下氧化鋅晶體失去部分氧原子,從而形成晶格缺陷。
花絮:很多寶石的色彩也與晶格缺陷有關(guān),例如彩色的鉆石。
危險(xiǎn):中高。觀察氧化鋅變色需要將其加熱到800℃左右[3],使用高溫火焰需要格外當(dāng)心。
錄制者:AppliedScience
27.魯米諾發(fā)光
原理:魯米諾(3-氨基鄰苯二甲酰肼)是一種常用的發(fā)光化學(xué)試劑。在演示實(shí)驗(yàn)中,一般用雙氧水和一種氫氧化物堿 (例如氫氧化鈉)的溶液作為激發(fā)劑,并用含鐵化合物催化過氧化氫分解。魯米諾與氫氧化物反應(yīng)生成了一個(gè)雙負(fù)離子,這個(gè)離子又可以與過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣反應(yīng),生成激發(fā)態(tài)的3-氨基鄰苯二甲酸,當(dāng)它回到基態(tài)時(shí),就會發(fā)出藍(lán)色的光。
(圖片來自:wikipedia)
花絮:估計(jì)不少人都是從刑偵劇或者推理小說中聽說魯米諾試劑的,如果將上述反應(yīng)中的催化劑換成血液中的鐵,這也就成了一個(gè)檢測痕量血跡的反應(yīng)。
危險(xiǎn):較低,需要留意氫氧化物和雙氧水的腐蝕性。
錄制者:bkrieg564
28.人造煙霧
原理:在紙片的不同位置上事先分別滴上了濃鹽酸和濃氨水,這兩種東西都有極強(qiáng)的揮發(fā)性,而它們在空氣中相遇也會形成氯化銨,營造出煙霧效果。
花絮:另外一個(gè)常見的演示實(shí)驗(yàn)“氨氣噴泉”展示了這種氣體在水中極強(qiáng)的溶解性。當(dāng)瓶中的氨氣接觸含有酚酞的水時(shí),它們迅速溶解造成瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小,形成粉色的倒吸噴泉:
危險(xiǎn):較低,不過濃鹽酸和濃氨水具有刺激性,需要注意通風(fēng),避免吸入。
錄制者:NightHawkInLight
29.火球
原理:右邊兩個(gè)表面皿中的固體和液體分別是高錳酸鉀與濃硫酸。在這里,濃硫酸表現(xiàn)出了它的“脫水性”,它與高錳酸鉀固體反應(yīng),生成了七氧化二錳(高錳酐)。七氧化二錳是一種不穩(wěn)定的強(qiáng)氧化物,當(dāng)它接觸到棉花時(shí),可以與之反應(yīng)并造成燃燒。
花絮:在歷史上,硫酸也曾經(jīng)被用于引燃火柴。第一個(gè)現(xiàn)代意義上的火柴是1805年時(shí)讓·斯?fàn)枺↗eanChancel)發(fā)明的,火柴頭上加入了氯酸鉀、硫磺、糖等物質(zhì),使用時(shí)需要在裝硫酸的小瓶中浸一下引發(fā)反應(yīng)。
危險(xiǎn):中高,濃硫酸需要格外小心操作,注意防護(hù)并遠(yuǎn)離易燃物,需要在通風(fēng)良好處進(jìn)行。高錳酐具有腐蝕性、強(qiáng)氧化性和爆炸性,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)佩戴護(hù)目鏡或面罩,并保證只進(jìn)行少量混合。不要擅自增加反應(yīng)物量或用其他有機(jī)物反應(yīng),因?yàn)榉磻?yīng)可能會過于劇烈。
錄制者:royalchemistry society
30.聚合泡沫
原理:這是生成聚氨酯泡沫材料的反應(yīng),原料包括異氰酸酯、多元醇以及發(fā)泡劑等助劑。聚氨酯(PU)是指主鏈中含有氨基甲酸酯特征單元的一類高分子,它們化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,而且力學(xué)性能也有很大的可調(diào)性,因此在工業(yè)和生活中都有廣泛的應(yīng)用。聚氨酯泡沫可以作為保溫材料使用。
花絮:舉個(gè)例子,就能讓你體會到聚氨酯的“戲路”有多廣:市面上的人造皮革制品大多是聚氨酯材質(zhì)的,而最常見的非乳膠型避孕套所用的也是聚氨酯,它還可以做成沙發(fā)軟墊和鞋底。
危險(xiǎn):較低,應(yīng)注意避免吸入,避免接觸皮膚和眼睛。聚氨酯泡沫本身是相當(dāng)易燃的,因此很多商業(yè)產(chǎn)品都會預(yù)先加入阻燃劑。
錄制者:MaciejMiksztowicz
31.干冰與鎂
原理:鎂條點(diǎn)燃后放在干冰當(dāng)中,反應(yīng)式:2Mg +CO2→ 2MgO + C
,反應(yīng)發(fā)出耀眼的強(qiáng)光。
花絮:最早的閃光燈就利用了鎂發(fā)出的強(qiáng)光,因此它也被稱為“鎂光燈”。
危險(xiǎn):高。反應(yīng)過程中,有火花濺出的可能,需要移除附近所有的可燃物,并使用防護(hù)隔板。
錄制者:Grant Thompson- "The King of Random"
32.紅綠燈
原理:瓶中的溶液加入了3種成分:氫氧化鈉、D-葡萄糖和靛藍(lán)胭脂紅(indigo carmine,或稱酸性靛藍(lán))。靛藍(lán)胭脂紅是一種氧化還原指示劑,而同時(shí)它又有酸堿指示劑的作用,也就是說,在氧化還原反應(yīng)和pH值的作用下,它可以變 幻出多種顏色。靛藍(lán)胭脂紅有三種顏色不同的氧化還原狀態(tài),在這個(gè)反應(yīng)體系中,當(dāng)振搖瓶子時(shí),它會被空氣中的氧氣氧化,而在靜置時(shí)又被葡萄糖還原,由此就造成了變色。如果在不同的pH環(huán)境中進(jìn)行反應(yīng),顏色也會隨之改變。下圖中總結(jié)了具體的變色狀態(tài):
根據(jù)皇家化學(xué)學(xué)會提供的內(nèi)容重新制圖。
花絮:除了指示劑,靛藍(lán)胭脂紅還有別的用途。它是一種食品色素(E132),在一些泌尿系統(tǒng)手術(shù)中也會用到它。
危險(xiǎn):低。在這里氫氧化鈉起到調(diào)節(jié)pH的作用,不會用到很濃的溶液,葡萄糖和靛藍(lán)胭脂紅也比較安全。
錄制者:royalchemistry society
33.分層變色
原理:試管下面橙色的部分是加入了一些硫酸的重鉻酸鉀溶液,上面透明的部分是乙醚,引發(fā)反應(yīng)時(shí)在其中加入了一些雙氧水。接下來,體系內(nèi)會發(fā)生劇烈的反應(yīng),上面的有機(jī)層變成藍(lán)色,并產(chǎn)生氣體。
當(dāng)加入過氧化氫時(shí),水相中會發(fā)生如下反應(yīng):K2Cr2O7+ H2SO4 + H2O2 → 2CrO5 + K2SO4 + 5H2O。這里生成的過氧化鉻(CrO5,又叫五氧化鉻)是一種不穩(wěn)定的過氧化物,它可以溶于乙醚,并帶來深藍(lán)色。而不穩(wěn)定的過氧化鉻還會繼續(xù)發(fā)生反應(yīng),生成三價(jià)鉻鹽:2CrO5 + 7H2O2 + 3H2SO4 → Cr2(SO4)3+ 10H2O + 7O2,試管中冒出的氣泡就是這步反應(yīng)中產(chǎn)生的氧氣[1]。
花絮:過氧化鉻在水溶液中也是藍(lán)色的,只不過通過乙醚萃取,可以讓藍(lán)色保持較長的時(shí)間,以方便觀察。
危險(xiǎn):中高,反應(yīng)劇烈,需要戴好手套和護(hù)目鏡,不要把試管裝得太滿。