化学炫图（三）：圣诞篇【多图烧流量】

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化学炫图又双叒叕来了！今天是圣诞节，虽然砖工们有极大的可能无暇顾及圣诞，不过……还是可以来看看有什么炫图的~

1. 霹雳弹

原视频来源：koen2all

https://www.youtube.com/watch?v=mUtGv2l3Pns

随着一个个小泡泡浮出水面，炸出一溜火花，就好像一串鞭炮在水上爆开一样。随后一阵黑烟升腾而起。细心的读者肯定已经发现，在小气泡出水前，水面上方隐约可见淡淡的黄绿色，没错，就是氯气。而小气泡则是乙炔组成。乙炔会被氯气剧烈的氧化，生成HCl以及碳，后者也就是黑烟的来源。

虽然反应很闪亮，不过考虑到使用物品的危险性和较麻烦的装置及操作，这个玻璃球似乎并不适合作为圣诞树的装饰挂件……

【注意】氯气有毒，乙炔高度易燃。反应本身也是爆炸。

2. 生紫烟

原视频来源：koen2all

https://www.youtube.com/watch?v=-hQW5a5D5aE

太白有诗云：日照香炉生紫烟。不过我们这里不需要晒太阳，只需飞流而下一滴水，腾起紫气上九天，可惜那黑乎乎的一小坨有点儿煞风景……这回滴落的是货真价实的水，而培养皿中心的黑色粉末是锌粉和碘粒的混合物。虽然常温下两种固体混合可以相安无事，但是只要加上一点儿水，锌和碘生成碘化锌的反应就可以剧烈地发生并放出大量热，足以让碘单质升华。于是乎，紫气东来。

【注意】碘蒸气有刺激性，最好在通风良好的地方（比如通风橱）进行该实验。所以这个实验大概也不太适合装点圣诞节的聚会。喂，谁让你在抽油烟机底下做实验的！

【题外话】很多活泼金属单质可以和碘发生类似的反应，比如这个实验中的锌还可以换成铝。

3. 松映雪

原视频来源：Thoisoi2 - Chemical Experiments!

https://www.youtube.com/watch?v=bMYL24MP8JY

圣诞节怎么能没有白雪翠松呢？也许窗外没有雪景，但是可以在室内自制一个小型翠松映白雪的装饰。图中所示的就是这样一个制作流程。在烧杯中加入苯甲酸粉末，也就是那些白色的固体，再依据个人口味哦不喜好摆放好松枝，盖好盖子（图中用的是蒸发皿），在酒精灯上面加热即可。苯甲酸很容易升华（约100℃）。伴随着升华和凝华，苯甲酸附着在烧杯壁和松枝上，形成了松针积雪和玻璃窗上的雾气效果。最后从火源上取下烧杯，充分冷却后就完成了。如果觉得雾气效果遮住了松枝，很简单，用纸擦去内壁的苯甲酸就行。选取更好看的玻璃杯等代替烧杯，会做出更好看的装饰吧。

最终效果图（终于迎来了一个可以用于圣诞装饰的实验）

【注意】不要吸入苯甲酸的粉末，可能引起炎症等反应，至少会不舒服。

【题外话】苯甲酸毒性很低，是一种常用的防腐剂。它的另一个常出现在食品中的形态是钠盐，也就是苯甲酸钠。有研究表明（Gardner, L. K.; Lawrence, G. D. J. Agri. Food Chem. 1993, 41, 693.），在一些金属离子如二价铜的存在下，维生素C可以导致氧气被还原产生羟自由基，进而与苯甲酸反应脱羧产生苯。而软饮料中常常含有维生素C，因此尽管苯甲酸（钠）至今还在发挥着防腐剂的作用，但是在软饮料中的使用受到了更多的限制。

4. 冰簇团

原视频来源：UCBerkeley

https://www.youtube.com/watch?v=Lf07iBg-M3w

天色渐暗，夜幕降临。大树的枝桠上，慢慢地冰花锦簇……该反应很简单，“大树的枝桠”是铜质的。泡在硝酸银溶液中的铜会与银离子发生置换反应。夜幕降临的效果就是水合二价铜离子带来的蓝色。单质银在铜棒的架子上慢慢积累长大，产生了冰花的效果。

如果把铜架做成更好看的圣诞树造型，得到的雪松会更加美丽。于是我们又得到了一个很好的圣诞装饰。

【题外话1】等量的硝酸银比单质银要贵，用这种方法来获得银单质是不值当的，何况还要搭进去等量的铜。

【题外话2】有了圣诞树，是不是还想再来点儿挂饰？没问题，要弄就弄高端大气的，银色小球饰，这回还用银来做。

原视频来源：FlinnScientific

https://www.youtube.com/watch?v=J4ZjMhZh0GM

充分洗净一个玻璃球（圆底烧瓶），之后依次倒入硝酸银、硝酸铵的水溶液，然后加入葡萄糖的水溶液后稍微摇匀，立即倒入氢氧化钠溶液，然后盖住瓶口，可劲儿的摇吧！慢慢地可以发现，瓶壁内部逐渐铺满了银白色的反光层，一个银亮亮的球状挂饰就做好了（差个挂钩）。

同样是还原一价银，这个实验使用葡萄糖作为还原剂。如果瓶壁很干净，可以得到整洁的银镀层。这个实验最后要注意的是，镀银完成后，瓶内的溶液需要用水稀释并及时倒掉，因为里面残留的银氨溶液久置可能转化为易爆的氮化银。

左边成品图，右边真挂饰。对比一下，是镜面的好看，还是亚光的好看？

至于具体的配方，有多种参考。本科学化学的同学想必还记得，在普化实验里，配制银镜反应的溶液是向硝酸银溶液中滴加氨水来得到银氨溶液，之后再滴加硝酸银溶液至刚好出现沉淀，然后用葡萄糖溶液还原。其他的配比方法，还可以参考Royal Society Of Chemistry录制的巨型银镜，里面也有具体的介绍：https://www.youtube.com/watch?v=y-4qqcCxD6g

5. 缤纷火

原视频来源：Thoisoi2 - Chemical Experiments!

https://www.youtube.com/watch?v=NY-bnY0yjWw

节日往往少不了焰火表演。在家里点几个小蜡烛什么的也能烘托气氛。那么，要不要来点儿色彩呢？随着图中八个小盘子逐一亮起，缤纷的火焰不禁让人眼前一亮。

这些彩色火焰燃烧的是甲醇，本身颜色是很浅的。多彩的秘诀就在于盘中预先放置的各种盐类。在火焰加热的作用下，盐类中一些元素中的电子会吸收能量发生跃迁。而这些吸收能量而跃迁的电子又会从不稳定的高能级回到低能级，对应的能量以光的形式发射出来，能量差的大小正好对应于可见光的能量范围时，就会显现出对应的颜色。由于能级差对于特定的元素是特定的，因此，可以通过焰色来粗略判断含有元素的种类。如果看到黄色的焰色，那八成就是有钠离子（污染样品）了。

可以看到，当甲醇燃烧得差不多后，一些不易看到的颜色就显现出来了。结合本图最后的揭秘，从左至右分别是：KCl（钾的焰色是紫色），Pb(NO₃)₂（二价铅：蓝色），BaCl₂（钡：青绿色），CuSO₄（硫酸铜：绿色），H₃BO₃（硼：亮绿色），NaCl（钠：黄色），SrCl₂（锶：洋红色），LiCl（锂：胭脂红）。图中有些颜色看起来和理论的焰色不太一样，这一般与含有杂质等有关。如最左边的KCl一开始显现为黄色，这一般与杂质钠离子有关。钠的污染常常能盖过其他一些元素的焰色。而随着甲醇的燃烧，含有钠离子的杂质会随着燃烧而减少（通过易挥发物质带走等），最终展现出钾的焰色。

【注意】但凡涉及到燃烧的实验，都要警惕并清理其他可燃易燃物。在燃烧过程中不要添加醇类等燃料，谁也不愿意看到火上浇油的场景。

【题外话】图中所示的火焰是直接燃烧甲醇所得，似乎稍嫌旺盛。如果改为燃烧“固体酒精”，火焰就会显得温和许多。固体酒精的制作方法很简单，3克醋酸钙溶于10毫升水，再加入75毫升酒精，就可以得到凝胶状的固体酒精了，就像平时饭馆里面看到的一样。注意加入酒精后不要搅拌。这样得到的固体酒精再撒上相应的盐类，就可以作为彩色灯火来装点了。

配方来源：http://www.stevespanglerscience.com/lab/experiments/holiday-fire-red-green-flames/

6. 重平安

原视频来源：SpanglerScienceTV

https://www.youtube.com/watch?v=0KdF0pyCXNI

从图中可以看到，随着一口气吹向软管，忽的一下就从另一端喷出一个大火球。这是怎么做到的呢？软管的另一端有一个打火装置且已经被点燃，显然是从管中喷出了什么危险的东西。这危险的东西其实就是普通的玉米粉。尽管作为有机物，玉米粉是可燃的，可如果抓一小团玉米粉放在盘子里，用火去点是很难点燃的。要做到如图所示的火球效果，秘诀就在于吹的那口气。团在一起的玉米粉，与空气的接触面积比较小，而一旦吹起，分散到空气中，玉米粉细小的颗粒得以与空气充分混合，所以遇到明火就会产生爆炸。几个月前在台湾发生的彩色派对爆炸事件，就是因为在空中喷洒的玉米粉最后导致了粉尘爆炸。

粉尘爆炸是增加可燃物与空气接触面积导致爆炸的一个典型，而实际上并不一定需要将可燃物粉碎至很小的颗粒才会有这样危险的后果，许多危险恰恰潜伏在生活中常见的事物中。在圣诞节，也许摆上一棵圣诞树是再正常不过的了，而如果能够摆上一棵货真价实的松树，那一定是别有一番景致。然而，这样的真货就有着潜在的危机。

上图所示为两颗圣诞树的着火对比，可以看到左边的圣诞树很快就变成一个大火球了，而右边的树明显燃烧得缓慢了许多。这是因为左边的树放置了一段时间，已经脱水了，右边的树则是新鲜的松树。松树繁复的针叶正好具备了可燃物和空气充分接触的条件，而新鲜的松树由于含有较多水分，一旦着火还可以相对较好地延缓火势的蔓延。干透了的松树可就没这么和善了，烧起来是秒秒钟的事儿。所以，如果要追求纯天然的效果使用真实的松树来作为圣诞装饰，一定要注意选择新鲜的松树。当发现松树有干燥脱水的迹象时，为了防止严重的火灾就要换一棵新的了。另外要注意的是，假的松树往往使用塑料来替代，同样有引起火灾的危险。

不只是平安夜，不只是欢庆节日的场合，安全问题是时时刻刻都要打起十二分精神注意的，更何况对于本来就有着更高风险的化学实验室。如果有幸早些离开实验室去过节的话，关灯锁门之前一定要谨慎的检查实验室的每个角落，不要因为撒欢的心而麻痹大意酿灾祸啊。

节日快乐:)

（本文由 冬鼠包 供稿）