第5章 化學魔術(3)(2 / 2)

十九、能點火的水

表演者拿出一張白紙,向觀眾展示一下之後,將紙迭好放在安全的地方。然後拿出一瓶純淨水,給觀眾傳閱——可以讓願意的觀眾喝一下,自己也可以喝幾口來證實這的確就是普通的水。接著表演者就將少許水倒至迭好的白紙上。幾乎是瞬間,白紙就冒出了火苗,不一會就燒光了。

這個表演是利用金屬鈉的性質。白色的金屬鈉非常活潑,活潑到它能夠和水起反應生成氫氧化鈉,反應劇烈放熱,會使金屬鈉燃燒、熔化。表演之前,先將一小粒金屬鈉粘在紙上,由於金屬鈉和紙都是白色的,而且金屬鈉在空氣中表麵迅速氧化,失去金屬光澤,迅速展示一下的過程中觀眾一般不能發覺異樣,即使發現了也難以肯定。隨後將紙迭好的時候注意把鈉顆粒迭在中間,避免它再接觸空氣繼續氧化。當表演者把水倒到上麵的時候,金屬鈉和流過去的水反應燃燒,從而點燃白紙。

這個表演的時候要注意不要讓金屬鈉接觸到人體,也不能用太大的金屬鈉,以免發生火災危險。

二十、變色的溶液

這個實驗是本章當中意義最大的實驗。因為實際上,正是1957年兩位蘇聯化學家作的這個被稱為B-Z實驗的經典實驗引出了人們對於非線性化學,又稱混沌化學的研究,還帶動了分形數學等其它科學領域的研究。非線性化學研究的是遠離平衡態的物質的化學反應,和生命的本質直接相關。由於這方麵的研究比較艱深,這裏不能詳述。但是這個實驗本身雖然比較複雜,但是並無太艱難的操作,也無須貴重儀器,隻要仔細、耐心就能完成,而且實驗現象相當有趣,因此在此介紹給讀者,供有興趣、有能力的讀者參考。

實驗首先要配製四種不同的溶液甲乙丙丁。

甲溶液由將5.57克的溴酸鉀 (KBrO3),溶於67毫升的蒸餾水中,再加入2毫升的濃硫酸配製而成。注意:一定要將濃硫酸加入水中而不能反過來!否則由於濃硫酸的密度比水大,會沉在水底,導致濃硫酸與水反應放出的熱量不能順利釋放,可能引起暴沸,造成危險。

乙溶液則由1克的溴化鈉 (NaBr) ,溶於10毫升的蒸餾水中製成。

丙溶液的製備需要把1克的丙二酸( CH2(COOH)2) ,溶於10毫升的蒸餾水中。

最後的丁溶液的製備則是要稱取1.485克的有機物1,10-菲碄,再稱出0.685克的含水硫酸亞鐵粉末,一起溶在10毫升蒸餾水中。

全部配製完成之後,首先將甲溶液倒入一個錐形瓶中,然後將乙溶液、丙溶液依次倒入這個錐形瓶。通過攪拌或者震蕩錐形瓶使得溶液混合均勻。接著靜置幾分鍾,將會看到瓶中出現紅棕色的氣體——這是生成的單質溴在揮發。此時應保持通風,人不可把口鼻靠近瓶口,以免吸入有毒的溴蒸汽。

一段時間之後紅棕色消失,此時將丁溶液5毫升加入瓶中,攪拌均勻之後靜置。幾分鍾之後,溶液就會開始變色,一會紅色一會藍色,而且這種變色是有規律的,兩次變色之間的時間間隔基本不變。這種現象就是所謂的化學振蕩現象。整個過程可以持續大約十幾分鍾,循環多次。

其實,後來的化學家發現還有一個更簡單的實驗也能出現類似的現象。

將102.5ml30%的雙氧水溶液稀釋至250ml,再稱取10.7g碘酸鉀(KIO3),量出10ml 2M的硫酸,也稀釋至250ml;最後取0.075g澱粉溶於少量熱水並加3.9g丙二酸和0.845g硫酸錳,還是稀釋至250ml。

隨後隻要量取等體積的三種溶液,在幹淨的容器當中混合均勻即可。這個實驗方案出現的是溶液在無色和琥珀色間周期性的變化。

如果這個“化學鍾”實驗成功了,還可以進行進一步的“化學波”實驗。在培養皿中倒入薄薄的一層上述混合反應物,再向其中放進一顆或幾顆不會起反應的微粒,如沙粒或木屑之類的。隨著反應的進行,我們會觀察到以這些加入的顆粒為中心,出現一些同心花紋,以與底色不同的顏色呈環狀向外緩緩擴展。花紋的圖樣隨著容器的平整度、加入的顆粒形狀、大小等等因素變化,呈現出瑰麗的畫麵。

有趣的化學實驗還有很多,讀者自己也在學習化學知識的過程中利用學到的知識設計出一些有趣的實驗,看看誰設計出的實驗更好玩?