20张酷炫化学动图，向你展示化学的神奇

20张酷炫化学动图，向你展示化学的神奇  中考化学 2019-07-10 18:07:03




化学的神奇魅力可是不是随便说说的，神奇起来让人叹为观止。下面就让小编带领大家看看传说中的20张动图，了解化学之美吧。


1 . 硫氰酸汞分解（“法老之蛇”）


原理：硫氰酸汞受热分解，部分产物燃烧。
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。
录制者：ChemToddler
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！
2 . 火柴燃烧


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。
录制者：UltraSlo
危险：很低，但请勿给小孩火柴玩，可能造成火灾。
3 . 氢气遇到火


原理：氢气易燃易扩散，在空气中可以爆炸式燃烧。
花絮：兴登堡号飞艇的下场就是这一幕的放大版。
录制者：Prf Slo & Dr Mo
危险：中。由于爆炸可能伤人，请像图中那样遥控点燃。
4 . 汞和铝锈


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。
录制者：Theodore Gray
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。
5 . 铁棒与硫酸铜


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。
溶液原本是蓝色的（水合铜离子颜色），随着反应进行，蓝色逐渐变淡。
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。
录制者：DizzyCtube
危险：低。铜溶液有毒，不可食用。
6 . 气体点燃


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。
录制者：FabianOefner
危险：中高。可燃气体处理不当极易导致爆炸。
7 . 燃烧的镁投入水中


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。
录制者：Periodic Videos
危险：中。镁燃烧时高温，遇水剧烈反应可能溅出红热液态镁导致烫伤。
8 . 丙酮“溶解”泡沫塑料


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。
花絮：502胶滴到泡沫塑料上发生的事情与此类似。
录制者：Barrett
危险：低。丙酮有一定毒性和挥发性，应在通风处实验，勿饮用。
9 . 血液和过氧化氢


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。
录制者：Igor30
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……
10 . 大象牙膏


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。
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。
录制者：chemtoddler
危险：低至中。浓过氧化氢腐蚀性强，处理时请戴手套。
P.S.这个实验还有一种做法（出处未找到）：


11 . 灯泡中的的宇宙


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。
此外，许多网友表示，“这就是我们的宇宙啊”。
录制者：2FC filmpruduction
危险：低。使用后灯泡会非常烫，不可立即用手碰。
12、五光十“铯”


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？
录制者：PeriodicVideos
危险：高。铯与水反应非常剧烈，注意防护。
13 . 锌火


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。


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。
录制者：PeriodicVideos
危险：高。能自燃的没几个好东西，何况是液态。
14 . 火山炎魔


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。
(NH4)2Cr2O7 (s)= Cr2O3 (s) + N2 (g) +4 H2O (g)
这一效果很像火山爆发。而藏在里面的就是上期介绍过的硫氰酸汞“法老之蛇”了。
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……
录制者：Trollator
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。
15 . 铝遭遇溴


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。
录制者：ChemToddler
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！
16 . 暗之柱


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C:H:N:S:O =6:3:1.5:0.15:1.3，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。
录制者：plasticraincoat1
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。
P.S. 最后一个实验请勿联想。
17 . 红与黑


原理：这是“碘钟反应”的一个变种。实验中所用到的三种无色透明溶液（从前到后）分别加入了：
1、可溶性淀粉和焦亚硫酸钠
2、氯化汞
3、碘酸钾
其中发生的反应包括：
1、焦亚硫酸钠与水反应生成亚硫酸氢钠：


2、亚硫酸氢钠将碘酸根还原为碘离子：


3、随着碘离子浓度的升高，可溶性的汞盐开始与碘离子形成碘化汞沉淀（橙红色）：Hg2+ + 2 I- = HgI2
4、剩余的碘离子与碘酸根离子生成碘单质：


5、碘单质与可溶性淀粉结合形成蓝黑色的包合物
花絮：这个改良版的反应由两名普林斯顿大学的学生发明，他们在其中加入了汞盐，使这个反应可以先后形成橙红色和黑色，而橙黑配正是普林斯顿大学的代表色。这个反应通常被称为“Old Nassau Reaction”，其中“Old Nassau”指的就是普林斯顿大学[1]。因为颜色的缘故，它也被叫做“万圣节反应”。
录制者：ChemToddler'schannel
危险：高。氯化汞毒性很强，吸入、皮肤接触或误食时均有较高风险，请勿在家尝试。
18 . 铜和硝酸


原理：铜与浓硝酸反应，生成硝酸铜、二氧化氮和水，生成的气体通入水中，随着气体生成停止并逐渐溶解，水倒吸进入反应瓶，最终形成淡蓝色的硝酸铜溶液。
Cu(s) + 4HNO3(aq)= Cu(NO3)2(aq) +2NO2(g) + 2H2O(l)
一开始出现的绿色与浓酸条件下铜离子与硝酸根的结合有关[2]，而在引入更多水之后，溶液就显示为水合铜离子的蓝色了。
花絮：铜和浓硝酸大概是最难背的高中化学反反应了……等等，还有稀硝酸。你还记得怎么配平吗？
录制者：Royal Societyof Chemistry
危险：中，浓硝酸具有较强腐蚀性，推荐使用手套和护目镜。二氧化氮气体有毒，不过在该实验中大部分生成气体都会被水吸收。后半部分倒吸造成的“喷泉”现象有较小的造成烧瓶损坏的风险，如果在开放实验室中进行，应使用安全屏保护观众。
19 . 锂树银花


原理：这是金属锂燃烧的景象，燃烧过程中固态的金属锂不断熔化，并生成氧化锂。锂的焰色反应为红色，但当剧烈燃烧时火焰呈现一种“亮银色”的状态。
花絮：和其他碱金属一样，锂火不能用水来扑灭，需要专门的干粉灭火剂。
录制者：Nick Moore
危险：中。任何时候都不能对火掉以轻心。
20 . 小熊糖火山


原理：试管中是加热到熔融状态的氯酸钾，氯酸钾发生热分解产生氧气，试管中的氧气和热足以点燃小熊软糖中的糖类等有机物。氧气促进燃烧，而燃烧产生的热量又进一步促进氯酸钾分解产生更多氧气，因此就产生了剧烈的燃烧反应。

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