《 褪 色 方 法 大 賞 》
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話說公元2020年8月25日
日本2025大阪·關(guān)西世界博覽會
(簡稱“大阪世博會”)
的會徽定了
讓我們來看看
從5000多件作品中脫穎而出的會徽
長啥樣
小編表示很想知道其它被淘汰的作品長啥樣
圖源:參考資料[1]
而隨后(2022年3月22日)公開的吉祥物
更是亮瞎大家的雙眼……
你不要過來啊!
直至最近小編在網(wǎng)上看到了一張圖
好家伙
紅色的部分全部消失不見了
這是見不得太陽光?
還是被紫外線消滅了?
好了不開玩笑了
放大圖片仔細(xì)觀察
還是能依稀看到一點輪廓的
消失的紅色
是因為使用了容易被太陽曬褪色的顏料
所以借此機會
我們來盤點一下
什么樣的操作
可以讓顏色消失
其實褪色的本質(zhì)都是發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),使原來的有色物質(zhì)變成了新的無色物質(zhì)。不過觸發(fā)這些化學(xué)反應(yīng)的方式卻有很多種。
Chemistry化學(xué)法
1品紅
學(xué)過高中化學(xué)的朋友們應(yīng)該對品紅都不陌生。當(dāng)我們向品紅溶液中通入二氧化硫(SO2)氣體后,會發(fā)現(xiàn)原有的紅色漸漸消失。但如果我們加熱褪色后的液體,會發(fā)現(xiàn)紅色再度顯現(xiàn)。
品紅溶液中通二氧化硫褪色原理
圖源:參開資料[3]
二氧化硫(SO2)會先和水(H2O)反應(yīng)生成亞硫酸(H2SO3),再和品紅分子反應(yīng),使得右下角的基團發(fā)生了變化,這是導(dǎo)致品紅溶液褪色的直接原因。但由于該產(chǎn)物并不穩(wěn)定,所以加熱后會重新生成原物質(zhì),從而顏色顯現(xiàn)。
如果我們將通入氣體換成氯氣(Cl),那么氯氣(Cl)和水(H2O)會反應(yīng)生成氯化氫(HCl)和次氯酸(HClO)。次氯酸具有強氧化性,其與品紅分子的反應(yīng)生成了穩(wěn)定的無色產(chǎn)物,所以即便加熱也紅色也無法復(fù)現(xiàn)。
品紅溶液褪色前后
2亞甲基藍(lán)
亞甲基藍(lán)是是一種芳香雜環(huán)化合物,被用于化學(xué)指示劑、染料、生物染色劑等等。亞甲基藍(lán)的水溶液在氧化性環(huán)境中呈現(xiàn)藍(lán)色。
亞甲基藍(lán)結(jié)構(gòu)式 | 圖源:參考資料[4]
想讓亞甲基藍(lán)褪色,我們首先要將一定量的葡萄糖和氫氧化鈉溶于水中,這樣我們就得到了堿性葡萄糖溶液。此時我們再將少量亞甲基藍(lán)加入堿性葡萄糖溶液里使其溶解,再將溶液靜置。
一開始溶液呈藍(lán)色,而隨著靜置時間的變長,藍(lán)色會逐漸變淺。如果我們此時晃動這瓶溶液,使其于空氣充分接觸,那么溶液會再度變回原來的藍(lán)色。
溶液褪色前后
這個實驗被稱作“藍(lán)瓶子實驗”,利用的就是亞甲基藍(lán)在不同環(huán)境下能呈現(xiàn)不同顏色的特性。
反應(yīng)原理如下圖所示,在氧化性環(huán)境中,亞甲基藍(lán)的結(jié)構(gòu)是圖片右側(cè)所示的結(jié)構(gòu);葡萄糖具有還原性,氫氧化鈉提供了堿性的環(huán)境,從而使反應(yīng)向左進(jìn)行,生成了無色的新物質(zhì)。
藍(lán)瓶子實驗原理 | 圖源:參考資料[5]
而我們搖晃溶液時,溶液與空氣中的氧氣充分接觸,從而再次被氧化成了原來的樣子。實驗可以反復(fù)進(jìn)行,直至亞甲基藍(lán)被完全反應(yīng)。
Physics物理法
正如開頭所說的會徽圖,在陽光的照射下,紅色漸漸變淡了。那為什么會徽中紫色的部分沒有褪色?紅色褪色的原因又是什么呢?
我們知道,物體之所以能顯示出某種顏色,是因為其反射了這種顏色的光,而把其余顏色的光全部吸收。
同時我們還知道,光的能量隨著頻率的增加而增加,也就是說可見光范圍內(nèi),紅色光的能量最低,紫色光的能量最高。
太陽光所輻射的光波段基本就是可見光波段,同時包括紅外線、紫外線。那么會徽圖案中紅色的部分則是吸收了除紅光波段以外的波段,而紫色部分則是吸收了除紫光波段以外的波段。
從吸收的光的能量來看,紅色部分吸收了更高的能量,而更高的能量則更容易破壞染料分子中的化學(xué)鍵,使得原本能夠呈現(xiàn)顏色的基團被破壞,從而失去了顏色。
其實太陽光中對顏料具有主要破壞作用的成分就是紫外線,所以顏料顏色的頻率越接近紫色,越不容易在光照下褪色。
Conclusion結(jié)語
由于篇幅有限,小編沒法把所有的褪色反應(yīng)一一羅列。不過從以上三個例子就能看出,顏色在我們生活中起到了相當(dāng)重要的作用,同時顏色之間奇妙的變換,也讓我們對這個世界多了一份好奇。
不說了,小編要去化學(xué)間開始搗鼓那些帶顏色的試劑了(打工去了……)
參考資料
[1] 2025年世界博覽會 - Wikipedia
[2] 2025 大阪?關(guān)西世博吉祥物最終結(jié)果出爐!以「水之都」為靈感的變形怪成 Logo 視覺
[3] 鄭天龍, 左香華. 二氧化硫使品紅溶液褪色的實驗與理論研究[J]. 化學(xué)教育, 2017, 38(9): 66-73.
[4] 亞甲藍(lán) - Wikipedia
[5]?藍(lán)瓶實驗 - Wikipedia
文中未標(biāo)注來源的圖片均源于網(wǎng)絡(luò)
編輯:Eric