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看完这些,又燃起我学习化学的激情了

 迷茫的星空610 2016-04-12

1.火柴燃烧

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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。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。

2.氢气遇火

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原理:氢气易燃易扩散,在空气中可以爆炸式燃烧。兴登堡号飞艇的下场就是这一幕的放大版。

3.铁棒与硫酸铜

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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。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。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。

4.血液与过氧化氢

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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。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。

5.汞和铝锈

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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。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。

6.大象牙膏

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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。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。

7.火山炎魔

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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。

(NH4)2Cr2O7 (s) → Cr2O3 (s) + N2 (g) + 4 H2O (g)

这一效果很像火山爆发。

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……

8.暗之柱

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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,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。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。

9.法老之蛇原理:硫氰酸汞受热分解,部分产物燃烧。

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2Hg(SCN)2 → 2HgS + CS2 + C3N4

CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2

2C3N4 → 3(CN)2 + N2

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。

10.燃烧的镁投入水中

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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。

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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