37张化学动图,让你秒懂化学反映原理
作者:球王会 发布时间:2021-09-16 01:00
本文摘要: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37张动图,在领导你明白化学之美的同时,也希望能资助你明白这些化学现象。1 . 硫氰酸汞剖析(“法老之蛇”)原理:硫氰酸汞受热剖析,部门产物燃烧。 2Hg(SCN)2 → 2HgS + CS2 + C3N4CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO22C3N4 → 3(CN)2 + N2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。

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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37张动图,在领导你明白化学之美的同时,也希望能资助你明白这些化学现象。1 . 硫氰酸汞剖析(“法老之蛇”)原理:硫氰酸汞受热剖析,部门产物燃烧。

2Hg(SCN)2 → 2HgS + CS2 + C3N4CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO22C3N4 → 3(CN)2 + N2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,可是最终因为多例小孩误食而中毒的事故被克制。

录制者:ChemToddler危险:高。汞化合物有毒,反映发生的硫化汞、二氧化硫和氰气也有毒。

没有通风橱和专业人士指导,切勿自行实验!2 . 洋火燃烧原理:洋火头包罗红磷、硫和氯酸钾。擦洋火时发生的热量使红磷和硫燃烧、氯酸钾剖析出氧气辅助燃烧。花絮:最早的摩擦式洋火头上只有硫,1826年英国化学家约翰·沃克首先使用了氯酸钾,但他的洋火很是危险,经常有火球掉下去把衣服和地毯点着。录制者:UltraSlo危险:很低,但请勿给小孩洋火玩,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:铝是高度生动的金属,可是外貌的氧化铝层阻止了它和空气中氧气完全反映。而汞会破坏这一掩护层,使得铝迅速“生锈”。这是一段延时摄影。

该历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,不行食用,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:将除锈处置惩罚后的铁棒放入硫酸铜溶液中,铁单质比铜越发生动,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),随着反映举行,蓝色逐渐变淡。花絮:铜离子自己并没有蓝色,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,不行食用。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。可燃气体处置惩罚不妥极易导致爆炸。

7.燃烧的镁投入水中原理:常温下镁与水其实就可以反映,但除非是镁粉,否则速度很慢。高温时二者会猛烈反映生成氧化镁和氢气。氢气继续燃烧,和燃烧的镁一起发生炫目的光影效果。

花絮:这个反映是日本设计的一种试验性发念头的基本原理。镁和水反映生成的氧化镁在激光的作用下重新剖析成镁单质和氧气,整个反映只消耗水,而激光则由太阳光提供动力。不外这一发念头投入使用似乎还很遥远。录制者:Periodic Videos 危险:中。

镁燃烧时高温,遇水猛烈反映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。可是,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,能够催化过氧化氢剖析为水和氧气,大量氧气形成泡沫效果。花絮:过氧化氢酶是一种很是常见的酶,险些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。高浓渡过氧化氢腐蚀性很强,但低浓度比力宁静。没有其他威胁,除非你的血液泉源有问题……10.大象牙膏原理:这个反映的焦点和上期里的血液反映一样,是过氧化氢剖析。30%过氧化氢和液体肥皂混淆,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发生大量氧气,在肥皂作用下形成泡沫涌出。一种越发宁静的版本是用低浓度(3%-6%)过氧化氢,用干酵母作为催化剂,原料更易得,但反映也没有那么猛烈。

花絮:反映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洋火视察燃烧。小心火灾。

录制者:chemtoddler危险:低至中。浓过氧化氢腐蚀性强,处置惩罚时请戴手套。P.S.这个实验另有一种做法(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。在现代电子闪光灯泛起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。此图在网上流传时许多人说它是灯泡烧断的瞬间,惋惜普通钨丝灯泡到寿命时只会逐步黯淡下去。花絮:早期的闪光灯泡使用镁丝,亮度不如锌。

更早的则是敞开情况下镁粉和氯酸钾混淆点燃。这就是“镁光灯”一词的来源。

此外,许多网友表现,“这就是我们的宇宙啊”。录制者:2FC filmpruduction危险:低。使用后灯泡会很是烫,不行立刻用手碰。

12.五光十“铯”原理:铯是生动的碱金属,和水爆炸式反映生成氢气。高速摄影需要极强的光,光照发生的高温使得铯无法保持固态,因此实验接纳安瓿来装液态铯。小锤击碎安瓿瞬间,铯液滴倾泻而出,在空中就和水蒸气、氧气反映留下尾迹,大块入水后发生爆炸式反映。花絮:在互联网上有这样一个钓鱼贴,“……爱迪生等得不耐心了,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。铯与水反映很是猛烈,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,可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。录制者:PeriodicVideos危险:高。能自燃的没几个好工具,况且是液态。

14.火山炎魔原理:外层红色粉末是重铬酸铵,它不稳定,受热剖析可以发生大量暗绿色灰烬(三氧化二铬)和明亮的红色火焰。(NH4)2Cr2O7 (s) → Cr2O3 (s) + N2 (g) + 4 H2O (g)这一效果很像火山发作。而藏在内里的就是上期先容过的硫氰酸汞“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。搭配硫氰酸汞感受像是召唤了克苏鲁……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:铝是极生动的金属,因为外貌致密氧化层而在空气中稳定,但会和许多其它氧化剂猛烈反映。

溴就是其中之一。生成的三溴化铝溶于水的反映也会放热,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逐步溶解,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门会剖析成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。反映猛烈且有喷溅,请务必从少量开始! 16.暗之柱原理:黑咖啡可不会酿成这工具。杯中是对硝基苯胺和浓硫酸的混淆物,加热后发生很是庞大的反映——事实上,我们还不完全清楚反映的详细历程。

最后获得的玄色泡沫物原子比例为C6H3N1.5S0.15O1.3,险些肯定是对硝基苯胺交联后的多聚物,整个反映有时被称为“爆炸式聚合”。膨胀成这么大这么长是反映生成二氧化碳等气体的劳绩。花絮:这个反映是70年月NASA研究者发现的,他们其时思量过把它用作灭火剂——因为生成的玄色泡沫状物很是稳定,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,反映还生成氮氧化物和硫氧化物气体。P.S. 最后一个实验请勿遐想。17.红与黑原理:这是“碘钟反映”的一个变种。

实验中所用到的三种无色透明溶液(从前到后)划分加入了: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映包罗:1、焦亚硫酸钠与水反映生成亚硫酸氢钠 Na2S2O5 + H2O → 2 NaHSO32、亚硫酸氢钠将碘酸根还原为碘离子 IO3- + 3HSO3- → I- + 3SO42- + 3H+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- → HgI24、剩余的碘离子与碘酸根离子生成碘单质 IO3- + 5I- + 6H+ → 3I2 + 3H2O5、碘单质与可溶性淀粉联合形成蓝玄色的包合物 花絮:这个改良版的反映由两名普林斯顿大学的学生发现,他们在其中加入了汞盐,使这个反映可以先后形成橙红色和玄色,而橙黑配正是普林斯顿大学的代表色。这个反映通常被称为“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“万圣节反映”。

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,请勿在家实验。18.铜和硝酸原理:铜与浓硝酸反映,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,水倒吸进入反映瓶,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)一开始泛起的绿色与浓酸条件下铜离子与硝酸根的联合有关[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:铜和浓硝酸或许是最难背的高中化学反反映了……等等,另有稀硝酸。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,不外在该实验中大部门生成气体都市被水吸收。

后半部门倒吸造成的“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举行,应使用宁静屏掩护观众。19.锂树银花原理:这是金属锂燃烧的情形,燃烧历程中固态的金属锂不停熔化,并生成氧化锂。

锂的焰色反映为红色,但当猛烈燃烧时火焰出现一种“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,氯酸钾发生热剖析发生氧气,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,而燃烧发生的热量又进一步促进氯酸钾剖析发生更多氧气,因此就发生了猛烈的燃烧反映。花絮:这个实验另有一个越发丧心病狂的超大号版本(原视频录制者:Vat19):录制者:wallsacc危险:高。

反映很是猛烈,尤其是超大号版本绝对不建议在家实验(浪费食物不是好孩子!)。21.金雨原理:这是硝酸铅与碘化钾发生的复剖析反映,其中析出的金黄色结晶为碘化铅。反映式:Pb(NO3)2 + 2KI → 2KNO3 + PbI2 ↓花絮:碘化铅晶体是一种可以用于X射线和γ射线探测的质料。

危险:高,处置惩罚铅盐时必须审慎防护以防中毒。录制者:Thoisoi2 -Chemical Experiments! 22.魔性之环原理:这是一个发生在平皿薄层上的B-Z反映(Belousov-Zhabotinsky反映)的例子。B-Z 反映是一种化学震荡反映,它最早在20世纪50年月被发现。

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反映体系会在两种状态之间不停举行周期性变化,平皿上的“波纹”也会不停变换。B-Z反映有多 种版本,上图中是它的一个常见版本,溴酸盐与丙二酸发生氧化还原反映,以铈盐及邻二氮菲亚铁离子(ferroin,在还原态为红色,氧化态为蓝色)作为催 化剂和反映指示剂。花絮:现在,对B-Z反映的动力学研究依然在举行中,研究者们也对反映历程举行了许多数学盘算。下面就是一个盘算机模拟出的平皿B-Z反映的图像,是不是感受越发魔性了呢……(图片来自:wikipedia)危险:中低。

反映自己并不猛烈,不外溴酸盐对人具有刺激性,配制反映溶液时依然要注意防护。录制者:Tim Kench23.水下花园原理:在硅酸钠的水溶液中加入一些金属盐类的结晶颗粒(例如铜盐、钴盐等),就可以视察到溶液中树枝状的结构逐渐“生长”的历程。投入的结晶颗粒逐渐溶解,释放出金属离子,而这些金属离子又会与硅酸钠形成难以溶解的硅酸盐结晶,沉积在最初的结晶颗粒之上。而且,种种过渡金属离子的硅酸盐还可以出现差别的颜色,使花园越发漂亮。

以下是“花园”中常用的一些反映物和对应的硅酸盐颜色:明矾(硫酸铝钾)——白色硫酸铜——蓝色三氯化铬——绿色硫酸镍——绿色硫酸亚铁——绿色三氯化铁——橙色氯化钴——紫色花絮:如果把化学花园搬到太空中会是什么样?NASA曾在国际空间站上举行过实验[1,2]:危险:较低。录制者:XTrBass24.氢化钠原理:这是氢化钠与水发生的反映,生成氢氧化钠和氢气,溶液中加入了酚酞作为指示剂,因此出现紫红色。

花絮:氢化钠是一种碱性很是强的物质,它可以夺取许多化合物中的质子形成相应的钠化合物,这在有机合成中很是实用。危险:高。氢化钠的性质很是生动,反映猛烈。录制者:PeriodicVideos25.碘铝反映原理:碘单质与金属铝的粉末混淆,并加入少量水即可引发猛烈反映。

主要反映式:2Al(s) + 3I2(s) → Al2I6(s),水在其中起到催化剂的作用。随着反映举行,碘单质也会升华形成紫色的碘蒸气。花絮:说到铝粉,最让人印象深刻的或许就是铝热反映了,下面就让我们来重温一下:危险:中高。

反映猛烈,碘蒸气具有刺激性,应注意掩护眼部,并在通风橱中举行。加水后反映可能需要稍等片刻才会开始,此时不要着急凑近检察。

录制者:Scott Milam26.金色氧化锌原理:在加热至高温时,白色的氧化锌粉末会逐渐酿成金黄色,在空气中冷却时颜色又会褪去。发生颜色的原因是高温下氧化锌晶体失去部门氧原子,从而形成晶格缺陷。

花絮:许多宝石的色彩也与晶格缺陷有关,例如彩色的钻石。危险:中高。视察氧化锌变色需要将其加热到800℃左右[3],使用高温火焰需要格外当心。

录制者:AppliedScience27.鲁米诺发光原理:鲁米诺(3-氨基邻苯二甲酰肼)是一种常用的发光化学试剂。在演示实验中,一般用双氧水和一种氢氧化物碱 (例如氢氧化钠)的溶液作为引发剂,并用含铁化合物催化过氧化氢剖析。鲁米诺与氢氧化物反映生成了一个双负离子,这个离子又可以与过氧化氢剖析发生的氧气反映,生成引发态的3-氨基邻苯二甲酸,当它回到基态时,就会发出蓝色的光。

(图片来自:wikipedia)花絮:预计不少人都是从刑侦剧或者推理小说中听说鲁米诺试剂的,如果将上述反映中的催化剂换成血液中的铁,这也就成了一个检测痕量血迹的反映。危险:较低,需要注意氢氧化物和双氧水的腐蚀性。

录制者:bkrieg564 28.人造烟雾原理:在纸片的差别位置上事先划分滴上了浓盐酸和浓氨水,这两种工具都有极强的挥发性,而它们在空气中相遇也会形成氯化铵,营造出烟雾效果。花絮:另外一个常见的演示实验“氨气喷泉”展示了这种气体在水中极强的溶解性。

当瓶中的氨气接触含有酚酞的水时,它们迅速溶解造成瓶内压强减小,形成粉色的倒吸喷泉:危险:较低,不外浓盐酸和浓氨水具有刺激性,需要注意通风,制止吸入。录制者:NightHawkInLight 29.火球原理:右边两个外貌皿中的固体和液体划分是高锰酸钾与浓硫酸。在这里,浓硫酸体现出了它的“脱水性”,它与高锰酸钾固体反映,生成了七氧化二锰(高锰酐)。七氧化二锰是一种不稳定的强氧化物,当它接触到棉花时,可以与之反映并造成燃烧。

花絮:在历史上,硫酸也曾经被用于引燃洋火。第一个现代意义上的洋火是1805年时让·斯尔(JeanChancel)发现的,洋火头上加入了氯酸钾、硫磺、糖等物质,使用时需要在装硫酸的小瓶中浸一下引发反映。

危险:中高,浓硫酸需要格外小心操作,注意防护并远离易燃物,需要在通风良利益举行。高锰酐具有腐蚀性、强氧化性和爆炸性,实验时应佩带护目镜或面罩,并保证只举行少量混淆。不要擅自增加反映物量或用其他有机物反映,因为反映可能会过于猛烈。录制者:royalchemistry society30.聚合泡沫原理:这是生成聚氨酯泡沫质料的反映,原料包罗异氰酸酯、多元醇以及发泡剂等助剂。

聚氨酯(PU)是指主链中含有氨基甲酸酯特征单元的一类高分子,它们化学性质稳定,而且力学性能也有很大的可调性,因此在工业和生活中都有广泛的应用。聚氨酯泡沫可以作为保温质料使用。花絮:举个例子,就能让你体会到聚氨酯的“戏路”有多广:市面上的人造皮革制品大多是聚氨酯材质的,而最常见的非乳胶型避孕套所用的也是聚氨酯,它还可以做成沙发软垫和鞋底。

危险:较低,应注意制止吸入,制止接触皮肤和眼睛。聚氨酯泡沫自己是相当易燃的,因此许多商业产物都市预先加入阻燃剂。录制者:MaciejMiksztowicz 31.干冰与镁原理:镁条点燃后放在干冰当中,反映式:2Mg +CO2 → 2MgO + C,反映发出耀眼的强光。花絮:最早的闪光灯就使用了镁发出的强光,因此它也被称为“镁光灯”。

危险:高。反映历程中,有火花溅出的可能,需要移除四周所有的可燃物,并使用防护隔板。录制者:Grant Thompson- "The King of Random"32.红绿灯原理:瓶中的溶液加入了3种身分:氢氧化钠、D-葡萄糖和靛蓝胭脂红(indigo carmine,或称酸性靛蓝)。靛蓝胭脂红是一种氧化还原指示剂,而同时它又有酸碱指示剂的作用,也就是说,在氧化还原反映和pH值的作用下,它可以变 幻出多种颜色。

靛蓝胭脂红有三种颜色差别的氧化还原状态,在这个反映体系中,当振摇瓶子时,它会被空气中的氧气氧化,而在静置时又被葡萄糖还原,由此就造成了变色。如果在差别的pH情况中举行反映,颜色也会随之改变。下图中总结了详细的变色状态:凭据皇家化学学会提供的内容重新制图。

花絮:除了指示剂,靛蓝胭脂红另有此外用途。它是一种食品色素(E132),在一些泌尿系统手术中也会用到它。危险:低。

在这里氢氧化钠起到调治pH的作用,不会用到很浓的溶液,葡萄糖和靛蓝胭脂红也比力宁静。录制者:royalchemistry society33.分层变色原理:试管下面橙色的部门是加入了一些硫酸的重铬酸钾溶液,上面透明的部门是乙醚,引发反映时在其中加入了一些双氧水。接下来,体系内会发生猛烈的反映,上面的有机层酿成蓝色,并发生气体。

当加入过氧化氢时,水相中会发生如下反映:K2Cr2O7 + H2SO4 + H2O2 → 2 CrO5 + K2SO4 + 5H2O。这里生成的过氧化铬(CrO5,又叫五氧化铬)是一种不稳定的过氧化物,它可以溶于乙醚,并带来深蓝色。而不稳定的过氧化铬还会继续发生反映,生成三价铬盐:2CrO5 + 7H2O2 + 3H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 10H2O + 7O2,试管中冒出的气泡就是这步反映中发生的氧气[1]。

花絮:过氧化铬在水溶液中也是蓝色的,只不外通过乙醚萃取,可以让蓝色保持较长的时间,以利便视察。危险:中高,反映猛烈,需要戴妙手套和护目镜,不要把试管装得太满。

录制者:Thoisoi2 - Chemical Experiments!。


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