六水硫酸镍 33种化学原理动图, 让你秒懂化学反应原理!【收起来慢慢看~】
17.红黑
原理:这是“碘钟反应”的一种变体。 实验中使用的三种无色透明溶液(从前到后)依次添加:
1、可溶性淀粉和焦亚硫酸钠
2.氯化汞
3、碘酸钾
发生的反应包括:
1、焦亚硫酸钠与水反应生成亚硫酸氢钠+H2O→2
2. 亚硫酸氢钠将碘酸根还原为碘离子 IO3- + 3HSO3-→ I- + 3SO42- + 3H+
3、随着碘离子浓度的增加,可溶性汞盐开始与碘离子反应,形成碘化汞沉淀(橙红色)Hg2++ 2 I-→ HgI2
4、剩余的碘离子和碘酸根离子生成碘元素IO3- + 5I- + 6H+→ 3I2 + 3H2O
5、碘元素与可溶性淀粉结合形成蓝黑色包合物
事实:这种反应的改进版本是由普林斯顿大学的两名学生发明的。 他们向其中添加了汞盐,使反应形成橙红色,然后形成黑色。 橙黑组合是普林斯顿大学的代表色。 这种反应通常被称为“Old”,其中“Old”指的是普林斯顿大学[1]。 由于颜色的缘故,它也被称为“万圣节反应”。
记录者:'
危险:高。 氯化汞具有剧毒,吸入、皮肤接触或摄入时会造成更高的风险。 请不要在家尝试。
18. 铜和硝酸
原理:铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水。 产生的气体进入水中。 随着气体停止产生并逐渐溶解,水被吸回反应瓶中,最终形成浅蓝色的硝酸铜溶液。 。
Cu(s) + 4HNO3(aq)→ Cu(NO3)2(aq)+2NO2(g) + 2H2O(l)
开始出现的绿色与浓酸条件下铜离子与硝酸根离子的结合有关[2],引入更多的水后,溶液呈现水合铜离子的蓝色。
冷知识:铜和浓硝酸可能是高中最难记住的化学反应……等等,还有稀硝酸。 你还记得如何平衡吗?
记录者:皇家
危险:中浓硝酸具有强腐蚀性,建议戴手套和护目镜。 二氧化氮气体有毒,但在本实验中产生的大部分气体被水吸收。 后半段吸力引起的“喷泉”现象,对烧瓶造成损坏的风险较小。 如果在开放实验室进行,应使用安全屏幕来保护观众。
19.锂树银花
原理:这是金属锂燃烧的场景。 在燃烧过程中,固体金属锂不断熔化并生成氧化锂。 锂的火焰颜色反应为红色,但剧烈燃烧时,火焰呈现“亮银色”状态。
冷知识:与其他碱金属一样,锂火灾不能用水扑灭,需要专门的干粉灭火器。
录音:尼克·摩尔
危险:中等。 决不能掉以轻心。
20. 糖果熊火山
原理:试管内装有加热至熔融状态的氯酸钾。 氯酸钾受热分解产生氧气。 试管中的氧气和热量足以点燃小熊软糖中的糖和其他有机物。 氧气促进燃烧,燃烧产生的热量进一步促使氯酸钾分解产生更多的氧气,于是发生剧烈的燃烧反应。
亮点:这个实验还有一个更加疯狂和超大的版本(原始录像机:Vat19):
记录者:
危险:高。 反应相当戏剧化,尤其是特大号的,绝对不建议在家尝试(浪费食物不是好孩子!)。
21.金雨
原理:这是硝酸铅与碘化钾的复分解反应,析出的金黄色晶体就是碘化铅。 反应式:Pb(NO3)2+ 2KI → 2KNO3 + PbI2↓
花絮:碘化铅晶体是一种可用于X射线和伽马射线探测的材料。
危险性:高,处理铅盐时必须小心,防止中毒。
记录者:-!
22.魔法阵
原理:这是在板的薄层上发生的 BZ 反应(-反应)的示例。 BZ 反应是一种化学休克反应,首次发现于 20 世纪 50 年代。 反应体系会不断地在两种状态之间发生周期性的变化,板上的“波纹”也会不断地变化。 BZ 反应有多种版本。 上图是普通版本。 溴酸盐和丙二酸发生氧化还原反应,生成铈盐和邻菲咯啉离子(还原态呈红色,氧化态呈红色)。 为蓝色)作为催化剂和反应指示剂。
花絮:目前,BZ反应的动力学研究仍在进行中,研究人员也对反应过程进行了许多数学计算。 下面是平板上 BZ 反应的计算机模拟图像。 是不是感觉更神奇了...
(图片来自:)
危险性:中度到低度。 反应本身并不剧烈,但溴酸盐对人体有刺激性,因此在配制反应液时仍应采取预防措施。
录音:蒂姆·肯奇
23. 水下花园
原理:在水玻璃的水溶液中加入一些金属盐(如铜盐、钴盐等)的结晶颗粒,可以观察到树枝状结构在溶液中逐渐“生长”的过程。 输入的晶粒逐渐溶解,释放出金属离子,这些金属离子会与硅酸钠形成不溶性的硅酸盐晶体,沉积在初始晶粒上。 而且,各种过渡金属离子的硅酸盐还可以呈现出不同的颜色,使花园更加美丽。 以下是“花园”中一些常用的反应物和相应的硅酸盐颜色:
明矾(硫酸铝钾)-白色
硫酸铜 – 蓝色
三氯化铬 – 绿色
硫酸镍 – 绿色
硫酸亚铁 – 绿色
氯化铁 – 橙色
氯化钴 – 紫色
冷知识:如果将化学花园搬到太空中会是什么样子? NASA在国际空间站上进行了实验[1,2]:
危险性:低。
记录者:
24.氢化钠
原理:这是氢化钠与水反应生成氢氧化钠和氢气。 溶液中加入酚酞作为指示剂,故呈紫红色。
事实:氢化钠是一种强碱性物质。 它可以夺走许多化合物中的质子,形成相应的钠化合物,在有机合成中非常实用。
危险:高。 氢化钠的反应性很强,反应剧烈。
记录者:
25. 碘化铝反应
原理:将单质碘与金属铝粉混合,加入少量水即可引发剧烈反应。 主要反应式为:2Al(s) + 3I2(s) → Al2I6(s),其中水充当催化剂。 随着反应的进行,碘元素也会升华,形成紫色碘蒸气。
事实:说起铝粉,最令人印象深刻的可能就是铝热反应。 下面我们就来回顾一下:
危险性:中到高。 反应剧烈,碘蒸气有刺激性。 您应该保护您的眼睛并在通风橱中进行。 加水后可能需要一段时间才能开始反应,这个时候不要急于仔细观察。
录音:斯科特·米拉姆
26.金色氧化锌
原理:白色氧化锌粉末加热至高温时会逐渐变成金黄色,在空气中冷却时颜色会褪色。 产生颜色的原因是氧化锌晶体在高温下失去了一些氧原子,从而形成晶格缺陷。
有趣的事实:许多宝石的颜色也与晶格缺陷有关,例如彩色钻石。
危险性:中到高。 要观察氧化锌的变色情况,需要将其加热到800℃左右[3],并且使用高温火焰时需要小心。
记录者:
27. 鲁米诺发光
原理:鲁米诺(3-氨基邻苯二甲酰肼)是一种常用的发光化学试剂。 在演示实验中,一般采用过氧化氢和氢氧化物碱(如氢氧化钠)的溶液作为引发剂,并使用含铁化合物来催化过氧化氢的分解。 鲁米诺与氢氧化物反应生成双负离子,可与过氧化氢分解产生的氧气反应生成激发态3-氨基邻苯二甲酸。 当它返回基态时,它会发出蓝光。
(图片来自:)
事实:我想很多人都在刑侦剧或者悬疑小说中听说过鲁米诺试剂。 如果上述反应中的催化剂被血液中的铁取代,这将成为检测微量血迹的反应。
危险性:低,需注意氢氧化物和过氧化氢的腐蚀性。
记录者:
28. 人造烟
原理:预先将浓盐酸和浓氨水滴在纸张的不同位置。 这两种东西都极易挥发,当它们在空气中相遇时,也会形成氯化铵,产生烟雾效果。
冷知识:另一个常见的演示实验“氨喷泉”,展示了气体在水中的极高溶解度。 当瓶中的氨与含有酚酞的水接触时,它们迅速溶解,导致瓶内压力降低,形成粉红色的吸喷泉:
危险性:低,但浓盐酸、浓氨有刺激性,需通风,避免吸入。
记录者:
29. 火球术
原理:右边两个表面皿中的固体和液体分别是高锰酸钾和浓硫酸。 在这里,浓硫酸表现出“脱水”作用,与高锰酸钾固体反应生成七氧化二锰(高锰酸酐)。 七氧化锰是一种不稳定的强氧化物,与棉花接触时会与棉花发生反应并引起燃烧。
有趣的事实:历史上,硫酸也被用来点燃火柴。 第一根现代火柴是Jean Sirl于1805年发明的。火柴头中添加了氯酸钾、硫磺、糖等物质。 使用时需要将其浸入一小瓶硫酸中引发反应。
危险:中到高浓度的硫酸需要极其小心地处理。 注意防护,远离易燃物品。 需要在通风良好的地方进行。 高锰酸酐具有腐蚀性、强氧化性和爆炸性。 实验过程中应佩戴护目镜或口罩,并确保仅进行少量混合。 请勿擅自增加反应物的用量或与其他有机物发生反应,否则反应可能过于剧烈。
记录者:
30. 聚合物泡沫
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、发泡剂及其他添加剂。 聚氨酯(PU)是指主链中含有氨基甲酸酯特征单元的一类聚合物。 它们具有稳定的化学性能和高度可调的机械性能,因此在工业和生活中得到广泛应用。 聚氨酯泡沫可用作保温材料。
事实:举个例子就可以让你了解聚氨酯的“玩法”有多广泛:市场上的人造革产品大部分都是聚氨酯材质,最常见的非乳胶避孕套也是聚氨酯材质,还可以制成沙发垫和鞋底。
危险性:低,应注意避免吸入以及接触皮肤和眼睛。 聚氨酯泡沫本身非常易燃,因此许多商业产品都预先添加了阻燃剂。
记录者:
31.干冰和镁
原理:将镁条点燃并置于干冰中。 反应式:2Mg +CO2 → 2MgO + C
,反应发出耀眼的光芒。
事实:最早的闪光灯是利用镁发出的强光,所以又被称为“镁光”。
危险:高。 反应过程中,有可能产生火花飞溅。 有必要清除附近所有可燃材料并使用防护隔断。
录音者:格兰特 - “国王”
32. 交通灯
原理:瓶中的溶液含有3种成分:氢氧化钠、D-葡萄糖和靛蓝胭脂红(或酸性靛蓝)。 靛蓝胭脂红是一种氧化还原指示剂,同时也起到酸碱指示剂的作用。 也就是说,它在氧化还原反应和pH值的作用下可以转变为多种颜色。 靛蓝胭脂红具有三种不同颜色的氧化还原态。 在这个反应体系中,当瓶子摇晃时,它会被空气中的氧气氧化,静置时会被葡萄糖还原,导致变色。 如果反应在不同的pH环境下进行,颜色也会发生变化。 具体变色状况总结如下图:
该图转载自英国皇家化学学会提供的内容。
有趣的事实:除了作为指示剂之外,靛蓝胭脂红还有其他用途。 它是一种食用色素(E132),也用于一些泌尿外科手术。
危险性:低。 这里,氢氧化钠起到调节pH值的作用,并且不使用非常浓的溶液。 葡萄糖和靛蓝胭脂红也相对安全。
记录者:
33.分层变色
原理:试管下面的橙色部分是加入了一些硫酸的重铬酸钾溶液,上面的透明部分是乙醚,在反应开始时加入了一些过氧化氢。 接下来,体系中发生剧烈反应,上面的有机层变成蓝色并产生气体。
添加过氧化氢时,水相中会发生以下反应:+ H2SO4 + H2O2 → 2CrO5 + K2SO4 + 5H2O。 这里生成的过氧化铬(CrO5,也称五氧化铬)是一种不稳定的过氧化物,可溶于乙醚并带来深蓝色。 不稳定的过氧化铬继续反应生成三价铬盐:2CrO5 + 7H2O2 + → Cr2(SO4)3+ 10H2O + 7O2。 试管中出现的气泡是该反应中产生的氧气[1]。
有趣的事实:过氧化铬在水溶液中也是蓝色的,但用乙醚萃取可以使蓝色保持更长的时间,从而更容易观察。
危险:中到高,严重反应,需要戴手套和护目镜,不要将试管装得太满。
记录者:-!