氨气喷泉实验,37张化学实验动图,很不错的哦
1 . 硫氰酸汞分解(“法老之蛇”)
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: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: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: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C6H3N1.5S0.15O1.3,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: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
危险:较低。
录制者:XTrBass
24.氢化钠
原理:碘单质与金属铝的粉末混合,并加入少量水即可引发剧烈反应。主要反应式:2Al(s) 3I2(s) → Al2I6(s),水在其中起到催化剂的作用。随着反应进行,碘单质也会升华形成紫色的碘蒸气。
花絮:说到铝粉,最让人印象深刻的大概就是铝热反应了,下面就让我们来重温一下:
危险:中高。反应剧烈,碘蒸气具有刺激性,应注意保护眼部,并在通风橱中进行。加水后反应可能需要稍等片刻才会开始,此时不要着急凑近查看。
录制者:Scott Milam
26.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变成金黄色,在空气中冷却时颜色又会褪去。产生颜色的原因是高温下氧化锌晶体失去部分氧原子,从而形成晶格缺陷。
花絮:很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。观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:AppliedScience
27.鲁米诺发光
原理:在纸片的不同位置上事先分别滴上了浓盐酸和浓氨水,这两种东西都有极强的挥发性,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:
原理:这是生成聚氨酯泡沫材料的反应,原料包括异氰酸酯、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材料使用。
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,应注意避免吸入,避免接触皮肤和眼睛。聚氨酯泡沫本身是相当易燃的,因此很多商业产品都会预先加入阻燃剂。
录制者:MaciejMiksztowicz
31.干冰与镁
原理:瓶中的溶液加入了3种成分: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,在氧化还原反应和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不同的氧化还原状态,在这个反应体系中,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。如果在不同的pH环境中进行反应,颜色也会随之改变。下图中总结了具体的变色状态:
原理:试管下面橙色的部分是加入了一些硫酸的重铬酸钾溶液,上面透明的部分是乙醚,引发反应时在其中加入了一些双氧水。接下来,体系内会发生剧烈的反应,上面的有机层变成蓝色,并产生气体。
当加入过氧化氢时,水相中会发生如下反应: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应,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应中产生的氧气[1]。
花絮:过氧化铬在水溶液中也是蓝色的,只不过通过乙醚萃取,可以让蓝色保持较长的时间,以方便观察。
危险:中高,反应剧烈,需要戴好手套和护目镜,不要把试管装得太满。
录制者:Thoisoi2 – Chemical Experiments!
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