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16.暗之柱

原理：黑咖啡可不會(huì)變成這東西。杯中是對(duì)硝基苯胺和濃硫酸的混合物，加熱后發(fā)生非常復(fù)雜的反應(yīng)——事實(shí)上，我們還不完全清楚反應(yīng)的詳細(xì)過(guò)程。最后得到的黑色泡沫物原子比例為C6H3N1.5S0.15O1.3，幾乎肯定是對(duì)硝基苯胺交聯(lián)后的多聚物，整個(gè)反應(yīng)有時(shí)被稱為“爆炸式聚合”。膨脹成這么大這么長(zhǎng)是反應(yīng)生成二氧化碳等氣體的功勞。

花絮：這個(gè)反應(yīng)是70年代NASA研究者發(fā)現(xiàn)的，他們當(dāng)時(shí)考慮過(guò)把它用作滅火劑——因?yàn)樯傻暮谏菽瓲钗锓浅７€(wěn)定，隔熱性能也極好。

錄制者：plasticraincoat1

危險(xiǎn)：中高。對(duì)硝基苯胺有毒，濃硫酸也有危險(xiǎn)，反應(yīng)還生成氮氧化物和硫氧化物氣體。

P.S. 最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)請(qǐng)勿聯(lián)想。

17.紅與黑

原理：這是“碘鐘反應(yīng)”的一個(gè)變種。實(shí)驗(yàn)中所用到的三種無(wú)色透明溶液（從前到后）分別加入了：

1、可溶性淀粉和焦亞硫酸鈉

2、氯化汞

3、碘酸鉀

其中發(fā)生的反應(yīng)包括：

1、焦亞硫酸鈉與水反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉 Na2S2O5+ H2O → 2 NaHSO3

2、亞硫酸氫鈉將碘酸根還原為碘離子 IO3- + 3HSO3-→ I- + 3SO42- + 3H+

3、隨著碘離子濃度的升高，可溶性的汞鹽開(kāi)始與碘離子形成碘化汞沉淀（橙紅色）Hg2++ 2 I-→ HgI2

4、剩余的碘離子與碘酸根離子生成碘單質(zhì) IO3- + 5I- + 6H+→ 3I2 + 3H2O

5、碘單質(zhì)與可溶性淀粉結(jié)合形成藍(lán)黑色的包合物

花絮：這個(gè)改良版的反應(yīng)由兩名普林斯頓大學(xué)的學(xué)生發(fā)明，他們?cè)谄渲屑尤肓斯}，使這個(gè)反應(yīng)可以先后形成橙紅色和黑色，而橙黑配正是普林斯頓大學(xué)的代表色。這個(gè)反應(yīng)通常被稱為“Old Nassau Reaction”，其中“Old Nassau”指的就是普林斯頓大學(xué)[1]。因?yàn)轭伾木壒?，它也被叫做“萬(wàn)圣節(jié)反應(yīng)”。

錄制者：ChemToddler'schannel

危險(xiǎn)：高。氯化汞毒性很強(qiáng)，吸入、皮膚接觸或誤食時(shí)均有較高風(fēng)險(xiǎn)，請(qǐng)勿在家嘗試。

18.銅和硝酸

原理：銅與濃硝酸反應(yīng)，生成硝酸銅、二氧化氮和水，生成的氣體通入水中，隨著氣體生成停止并逐漸溶解，水倒吸進(jìn)入反應(yīng)瓶，最終形成淡藍(lán)色的硝酸銅溶液。

Cu(s) + 4HNO3(aq)→ Cu(NO3)2(aq)+2NO2(g) + 2H2O(l)

一開(kāi)始出現(xiàn)的綠色與濃酸條件下銅離子與硝酸根的結(jié)合有關(guān)[2]，而在引入更多水之后，溶液就顯示為水合銅離子的藍(lán)色了。

花絮：銅和濃硝酸大概是最難背的高中化學(xué)反反應(yīng)了……等等，還有稀硝酸。你還記得怎么配平嗎？

錄制者：Royal Societyof Chemistry

危險(xiǎn)：中，濃硝酸具有較強(qiáng)腐蝕性，推薦使用手套和護(hù)目鏡。二氧化氮?dú)怏w有毒，不過(guò)在該實(shí)驗(yàn)中大部分生成氣體都會(huì)被水吸收。后半部分倒吸造成的“噴泉”現(xiàn)象有較小的造成燒瓶損壞的風(fēng)險(xiǎn)，如果在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，應(yīng)使用安全屏保護(hù)觀眾。

19.鋰樹(shù)銀花

原理：這是金屬鋰燃燒的景象，燃燒過(guò)程中固態(tài)的金屬鋰不斷熔化，并生成氧化鋰。鋰的焰色反應(yīng)為紅色，但當(dāng)劇烈燃燒時(shí)火焰呈現(xiàn)一種“亮銀色”的狀態(tài)。

花絮：和其他堿金屬一樣，鋰火不能用水來(lái)?yè)錅纾枰獙ｉT的干粉滅火劑。

錄制者：Nick Moore

危險(xiǎn)：中。任何時(shí)候都不能對(duì)火掉以輕心。

20.小熊糖火山

原理：試管中是加熱到熔融狀態(tài)的氯酸鉀，氯酸鉀發(fā)生熱分解產(chǎn)生氧氣，試管中的氧氣和熱足以點(diǎn)燃小熊軟糖中的糖類等有機(jī)物。氧氣促進(jìn)燃燒，而燃燒產(chǎn)生的熱量又進(jìn)一步促進(jìn)氯酸鉀分解產(chǎn)生更多氧氣，因此就產(chǎn)生了劇烈的燃燒反應(yīng)。

花絮：這個(gè)實(shí)驗(yàn)還有一個(gè)更加喪心病狂的超大號(hào)版本（原視頻錄制者：Vat19）：

錄制者：wallsacc

危險(xiǎn)：高。反應(yīng)非常劇烈，尤其是超大號(hào)版本絕對(duì)不建議在家嘗試（浪費(fèi)食物不是好孩子?。?/p>

21.金雨

原理：這是硝酸鉛與碘化鉀發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)，其中析出的金黃色結(jié)晶為碘化鉛。反應(yīng)式：Pb(NO3)2+ 2KI → 2KNO3 + PbI2↓

花絮：碘化鉛晶體是一種可以用于X射線和γ射線探測(cè)的材料。

危險(xiǎn)：高，處理鉛鹽時(shí)必須謹(jǐn)慎防護(hù)以防中毒。

錄制者：Thoisoi2 -Chemical Experiments!

22.魔性之環(huán)

原理：這是一個(gè)發(fā)生在平皿薄層上的B-Z反應(yīng)（Belousov-Zhabotinsky反應(yīng)）的例子。B-Z 反應(yīng)是一種化學(xué)震蕩反應(yīng)，它最早在20世紀(jì)50年代被發(fā)現(xiàn)。反應(yīng)體系會(huì)在兩種狀態(tài)之間不斷進(jìn)行周期性變化，平皿上的“波紋”也會(huì)不斷變換。B-Z反應(yīng)有多 種版本，上圖中是它的一個(gè)常見(jiàn)版本，溴酸鹽與丙二酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，以鈰鹽及鄰二氮菲亞鐵離子（ferroin，在還原態(tài)為紅色，氧化態(tài)為藍(lán)色）作為催 化劑和反應(yīng)指示劑。

花絮：目前，對(duì)B-Z反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)研究依然在進(jìn)行中，研究者們也對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行了很多數(shù)學(xué)計(jì)算。下面就是一個(gè)計(jì)算機(jī)模擬出的平皿B-Z反應(yīng)的圖像，是不是感覺(jué)更加魔性了呢……

（圖片來(lái)自：wikipedia）

危險(xiǎn)：中低。反應(yīng)本身并不劇烈，不過(guò)溴酸鹽對(duì)人具有刺激性，配制反應(yīng)溶液時(shí)依然要注意防護(hù)。

錄制者：Tim Kench

23.水下花園

原理：在硅酸鈉的水溶液中加入一些金屬鹽類的結(jié)晶顆粒（例如銅鹽、鈷鹽等），就可以觀察到溶液中樹(shù)枝狀的結(jié)構(gòu)逐漸“生長(zhǎng)”的過(guò)程。投入的結(jié)晶顆粒逐漸溶解，釋放出金屬離子，而這些金屬離子又會(huì)與硅酸鈉形成難以溶解的硅酸鹽結(jié)晶，沉積在最初的結(jié)晶顆粒之上。而且，各種過(guò)渡金屬離子的硅酸鹽還可以呈現(xiàn)不同的顏色，使花園更加美麗。以下是“花園”中常用的一些反應(yīng)物和對(duì)應(yīng)的硅酸鹽顏色：

明礬（硫酸鋁鉀）——白色

硫酸銅——藍(lán)色

三氯化鉻——綠色

硫酸鎳——綠色

硫酸亞鐵——綠色

三氯化鐵——橙色

氯化鈷——紫色

花絮：如果把化學(xué)花園搬到太空中會(huì)是什么樣？NASA曾在國(guó)際空間站上進(jìn)行過(guò)實(shí)驗(yàn)[1,2]：

危險(xiǎn)：較低。

錄制者：XTrBass

24.氫化鈉

原理：這是氫化鈉與水發(fā)生的反應(yīng)，生成氫氧化鈉和氫氣，溶液中加入了酚酞作為指示劑，因此呈現(xiàn)紫紅色。

花絮：氫化鈉是一種堿性非常強(qiáng)的物質(zhì)，它可以?shī)Z取很多化合物中的質(zhì)子形成相應(yīng)的鈉化合物，這在有機(jī)合成中非常實(shí)用。

危險(xiǎn)：高。氫化鈉的性質(zhì)非?；顫姡磻?yīng)劇烈。

錄制者：PeriodicVideos

25.碘鋁反應(yīng)

原理：碘單質(zhì)與金屬鋁的粉末混合，并加入少量水即可引發(fā)劇烈反應(yīng)。主要反應(yīng)式：2Al(s) + 3I2(s) → Al2I6(s)，水在其中起到催化劑的作用。隨著反應(yīng)進(jìn)行，碘單質(zhì)也會(huì)升華形成紫色的碘蒸氣。

花絮：說(shuō)到鋁粉，最讓人印象深刻的大概就是鋁熱反應(yīng)了，下面就讓我們來(lái)重溫一下：

危險(xiǎn)：中高。反應(yīng)劇烈，碘蒸氣具有刺激性，應(yīng)注意保護(hù)眼部，并在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。加水后反應(yīng)可能需要稍等片刻才會(huì)開(kāi)始，此時(shí)不要著急湊近查看。

錄制者：Scott Milam

26.金色氧化鋅

原理：在加熱至高溫時(shí)，白色的氧化鋅粉末會(huì)逐漸變成金黃色，在空氣中冷卻時(shí)顏色又會(huì)褪去。產(chǎn)生顏色的原因是高溫下氧化鋅晶體失去部分氧原子，從而形成晶格缺陷。

花絮：很多寶石的色彩也與晶格缺陷有關(guān)，例如彩色的鉆石。

危險(xiǎn)：中高。觀察氧化鋅變色需要將其加熱到800℃左右[3]，使用高溫火焰需要格外當(dāng)心。

錄制者：AppliedScience

27.魯米諾發(fā)光

原理：魯米諾（3-氨基鄰苯二甲酰肼）是一種常用的發(fā)光化學(xué)試劑。在演示實(shí)驗(yàn)中，一般用雙氧水和一種氫氧化物堿 （例如氫氧化鈉）的溶液作為激發(fā)劑，并用含鐵化合物催化過(guò)氧化氫分解。魯米諾與氫氧化物反應(yīng)生成了一個(gè)雙負(fù)離子，這個(gè)離子又可以與過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)，生成激發(fā)態(tài)的3-氨基鄰苯二甲酸，當(dāng)它回到基態(tài)時(shí)，就會(huì)發(fā)出藍(lán)色的光。

（圖片來(lái)自：wikipedia）

花絮：估計(jì)不少人都是從刑偵劇或者推理小說(shuō)中聽(tīng)說(shuō)魯米諾試劑的，如果將上述反應(yīng)中的催化劑換成血液中的鐵，這也就成了一個(gè)檢測(cè)痕量血跡的反應(yīng)。

危險(xiǎn)：較低，需要留意氫氧化物和雙氧水的腐蝕性。

錄制者：bkrieg564

28.人造煙霧

原理：在紙片的不同位置上事先分別滴上了濃鹽酸和濃氨水，這兩種東西都有極強(qiáng)的揮發(fā)性，而它們?cè)诳諝庵邢嘤鲆矔?huì)形成氯化銨，營(yíng)造出煙霧效果。

花絮：另外一個(gè)常見(jiàn)的演示實(shí)驗(yàn)“氨氣噴泉”展示了這種氣體在水中極強(qiáng)的溶解性。當(dāng)瓶中的氨氣接觸含有酚酞的水時(shí)，它們迅速溶解造成瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，形成粉色的倒吸噴泉：

危險(xiǎn)：較低，不過(guò)濃鹽酸和濃氨水具有刺激性，需要注意通風(fēng)，避免吸入。

錄制者：NightHawkInLight

29.火球

原理：右邊兩個(gè)表面皿中的固體和液體分別是高錳酸鉀與濃硫酸。在這里，濃硫酸表現(xiàn)出了它的“脫水性”，它與高錳酸鉀固體反應(yīng)，生成了七氧化二錳（高錳酐）。七氧化二錳是一種不穩(wěn)定的強(qiáng)氧化物，當(dāng)它接觸到棉花時(shí)，可以與之反應(yīng)并造成燃燒。

花絮：在歷史上，硫酸也曾經(jīng)被用于引燃火柴。第一個(gè)現(xiàn)代意義上的火柴是1805年時(shí)讓·斯?fàn)枺↗eanChancel）發(fā)明的，火柴頭上加入了氯酸鉀、硫磺、糖等物質(zhì)，使用時(shí)需要在裝硫酸的小瓶中浸一下引發(fā)反應(yīng)。

危險(xiǎn)：中高，濃硫酸需要格外小心操作，注意防護(hù)并遠(yuǎn)離易燃物，需要在通風(fēng)良好處進(jìn)行。高錳酐具有腐蝕性、強(qiáng)氧化性和爆炸性，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)佩戴護(hù)目鏡或面罩，并保證只進(jìn)行少量混合。不要擅自增加反應(yīng)物量或用其他有機(jī)物反應(yīng)，因?yàn)榉磻?yīng)可能會(huì)過(guò)于劇烈。

錄制者：royalchemistry society

30.聚合泡沫

原理：這是生成聚氨酯泡沫材料的反應(yīng)，原料包括異氰酸酯、多元醇以及發(fā)泡劑等助劑。聚氨酯（PU）是指主鏈中含有氨基甲酸酯特征單元的一類高分子，它們化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，而且力學(xué)性能也有很大的可調(diào)性，因此在工業(yè)和生活中都有廣泛的應(yīng)用。聚氨酯泡沫可以作為保溫材料使用。

花絮：舉個(gè)例子，就能讓你體會(huì)到聚氨酯的“戲路”有多廣：市面上的人造皮革制品大多是聚氨酯材質(zhì)的，而最常見(jiàn)的非乳膠型避孕套所用的也是聚氨酯，它還可以做成沙發(fā)軟墊和鞋底。

危險(xiǎn)：較低，應(yīng)注意避免吸入，避免接觸皮膚和眼睛。聚氨酯泡沫本身是相當(dāng)易燃的，因此很多商業(yè)產(chǎn)品都會(huì)預(yù)先加入阻燃劑。

錄制者：MaciejMiksztowicz

31.干冰與鎂

原理：鎂條點(diǎn)燃后放在干冰當(dāng)中，反應(yīng)式：2Mg +CO2→ 2MgO + C

，反應(yīng)發(fā)出耀眼的強(qiáng)光。

花絮：最早的閃光燈就利用了鎂發(fā)出的強(qiáng)光，因此它也被稱為“鎂光燈”。

危險(xiǎn)：高。反應(yīng)過(guò)程中，有火花濺出的可能，需要移除附近所有的可燃物，并使用防護(hù)隔板。

錄制者：Grant Thompson- "The King of Random"

32.紅綠燈

原理：瓶中的溶液加入了3種成分：氫氧化鈉、D-葡萄糖和靛藍(lán)胭脂紅（indigo carmine，或稱酸性靛藍(lán)）。靛藍(lán)胭脂紅是一種氧化還原指示劑，而同時(shí)它又有酸堿指示劑的作用，也就是說(shuō)，在氧化還原反應(yīng)和pH值的作用下，它可以變 幻出多種顏色。靛藍(lán)胭脂紅有三種顏色不同的氧化還原狀態(tài)，在這個(gè)反應(yīng)體系中，當(dāng)振搖瓶子時(shí)，它會(huì)被空氣中的氧氣氧化，而在靜置時(shí)又被葡萄糖還原，由此就造成了變色。如果在不同的pH環(huán)境中進(jìn)行反應(yīng)，顏色也會(huì)隨之改變。下圖中總結(jié)了具體的變色狀態(tài)：

根據(jù)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)提供的內(nèi)容重新制圖。

花絮：除了指示劑，靛藍(lán)胭脂紅還有別的用途。它是一種食品色素（E132），在一些泌尿系統(tǒng)手術(shù)中也會(huì)用到它。

危險(xiǎn)：低。在這里氫氧化鈉起到調(diào)節(jié)pH的作用，不會(huì)用到很濃的溶液，葡萄糖和靛藍(lán)胭脂紅也比較安全。

錄制者：royalchemistry society

33.分層變色

原理：試管下面橙色的部分是加入了一些硫酸的重鉻酸鉀溶液，上面透明的部分是乙醚，引發(fā)反應(yīng)時(shí)在其中加入了一些雙氧水。接下來(lái)，體系內(nèi)會(huì)發(fā)生劇烈的反應(yīng)，上面的有機(jī)層變成藍(lán)色，并產(chǎn)生氣體。

當(dāng)加入過(guò)氧化氫時(shí)，水相中會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：K2Cr2O7+ H2SO4 + H2O2 → 2CrO5 + K2SO4 + 5H2O。這里生成的過(guò)氧化鉻（CrO5，又叫五氧化鉻）是一種不穩(wěn)定的過(guò)氧化物，它可以溶于乙醚，并帶來(lái)深藍(lán)色。而不穩(wěn)定的過(guò)氧化鉻還會(huì)繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，生成三價(jià)鉻鹽：2CrO5 + 7H2O2 + 3H2SO4 → Cr2(SO4)3+ 10H2O + 7O2，試管中冒出的氣泡就是這步反應(yīng)中產(chǎn)生的氧氣[1]。

花絮：過(guò)氧化鉻在水溶液中也是藍(lán)色的，只不過(guò)通過(guò)乙醚萃取，可以讓藍(lán)色保持較長(zhǎng)的時(shí)間，以方便觀察。

危險(xiǎn)：中高，反應(yīng)劇烈，需要戴好手套和護(hù)目鏡，不要把試管裝得太滿。

錄制者：Thoisoi2 - Chemical Experiments!

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