娱乐与化学

娱乐与娱乐与化化湖州师范学院杨金田娱乐与化明珠国际照相与化学娱乐与化学*11.4化学侦破技术11.3化学魔术第11章节11.6化学工艺品11.7思考与练习题11．1喜庆用品一、鞭炮和爆竹在喜庆吉日、乔迁开业之时，都要放鞭炮、爆竹，以示庆贺，增添喜庆气氛，这是我国人民的传统习惯。爆竹火药配方:以1硫2硝3碳的黑色火药为基础:硝酸钾（KNO3）3克硫磺（S）2克炭粉（C）4.5克蔗糖（C12H22O11）5克镁粉（Mg）1～2克爆炸反应：S＋2KNO3＋3C＝K2S＋N2＋3CO2＋707千焦爆炸反应特点：①反应速度极快；②体积急剧膨胀；③放出大量热并导致高温；④低敏感度。一、鞭炮和爆竹11．1喜庆用品二、烟花烟花即花炮、彩色烟火、礼花，常用于节日之夜，也可用作照明弹、信号弹。①组成与结构。由底部和顶端两部分组成。底部为一大爆竹，装黑色火药，爆炸时将顶端推向空中。顶端为一圆球，装有燃烧剂（主要为黑火药）、助燃剂（主要为铝镁合金、硝酸钾、硝酸钡等，其中硝酸盐分解放出大量氧，使燃烧更旺）、发光剂（铝粉或镁粉，燃烧时放出白炽光）、发色剂（为各种金属盐，是产生色彩的关键成分）、笛音剂（高氯酸钾和苯甲酸的混合物，燃烧时发出美声）。②配方成分。不同颜色烟花的配方见表11－1表11－1常见焰色烟花配方焰色配方组成（克）红焰氯酸钾2.5硫磺粉2.5木炭粉1硝酸锶8绿焰氯酸钾3硫磺粉1.5木炭粉0.5硝酸锶6蓝焰硫磺粉2硝酸钾9三硫化二锑2黄焰氯酸钾3硫磺粉12木炭粉2硝酸钠5白焰硫磺粉3木炭粉2硝酸钾12镁粉1紫焰氯酸钾7硫磺粉5硝酸钾7蔗糖2除上述发色剂外，还有硝酸銫（天蓝）、硝酸铷（紫红）、氯化铊（绿）、硫酸铜（蓝）、硝酸铟（蓝靛色）等。高级烟花中有笛音剂。焰色来源于高温下金属离子的焰色反应。在实验室里可利用焰色反应来鉴定金属离子：三、烟幕战场上的烟幕弹、舞台上的神仙境界，均由化学烟雾剂产生。主要方法有：1．硝酸铵法取3份硝酸铵平铺于温热的石棉板上，盖2份锌粉，加水数滴，即产生由氧化锌固体颗粒组成的烟，反应式为：2．乙二醇法将液态乙二醇（HOCH2CH2OH，沸点198℃）密封加压，喷到已加热的电热丝后迅速蒸发形成大量雾状蒸气。此法普遍用于舞台，加入香料可去异味。3．五氧化二磷法将干燥的五氧化二磷（P2O5）喷于空气中，因强烈的吸水而呈雾，如飞机作蓝天写字的特技表演。4．干冰法因固体二氧化碳有很大的饱和蒸汽压，很易升华。升华时会大量吸热（25.23千焦/摩尔），使其附近空气的温度急剧下降，促使空气中的水汽凝结成雾滴在空中弥漫，犹如仙境的云雾一般。若配上各色灯光，效果更佳。11．2化学游戏一、彩色温度计试管中加半管95%乙醇和少量红色氯化钴晶体（COCl2·6H2O）振荡、溶解，在常温下为紫红色，加热时随温度升高呈蓝紫色至纯蓝。变色原因是钴的水合物逐步失水所致：二、万紫千红在白纸上用硝酸鉍、硫酸亚铁、硫酸铜、硝酸银的稀水溶液画上各种景物（粗看不见痕迹），用2%铁氰化钾喷雾，即显出彩色图案。显色原理：上述各种金属成分与铁氰化物反应生成不同颜色的铁氰化物沉淀:鉍，棕色；亚铁，深蓝色；铜，绿色；银，橙色。三、火花璀灿方法：将镁粉、铁粉和少许钴、钾、钡的硝酸盐粉末混合，置于玻璃管中，将其一端拉成小口（使粉末能出为度）。将蜡烛竖于一金属盘中点燃。小心地将金属及硝酸盐粉末徐徐洒于烛焰上，立现璀灿的火花。原理：镁有较强的化学活性，在空气中易氧化，燃烧时反应剧烈发出耀眼白光，常用于制照明弹、镁光灯等。铁也相当活泼，在水汽存在下，高温时燃烧，火星四射。此外，铁粉中有碳粉，燃烧时亦发射火星，各种硝酸盐使火焰着色（即焰色反应）。四、液中火星用滴管取8毫升浓硫酸加于试管的底部（勿粘管壁），另用量筒将20毫升无水乙醇小心沿管壁加至试管中；往试管中投几粒高锰酸钾晶体，立即不断产生火星，闪闪发光成焰火状。原因是高锰酸钾（KMnO4）在浓硫酸中生成氧化性更强的七氧化二锰（Mn2O7），后者与乙醇作用时发出火星。11．3化学魔术魔术指以敏捷的动作或特殊技巧把真实情况掩盖，使观众感到或有或无、变化莫测的方术，也叫幻术或戏法。化学魔术指以化学变化为基础的表演技巧。下面介绍的主要是与火和水相关的魔术。一、1．烧不坏的手帕将手帕用50%稀酒精溶液浸透，取出后点燃其一角，一边迅速挥动，一边燃烧，待火焰熄灭后，手帕仍完整无损。原因是酒精燃烧时放出的热量消耗于水的蒸发，边烧边挥动加快了热量散失，故火焰实际温度达不到手帕的燃点。不过，若酒精浓度太高，且挥动太慢，则手帕仍可能烧着。2．手帕包火将一粒萘球用手帕包好后用镊子夹住，点燃手帕，很快着火，发出红色火焰并有浓烟。燃烧完毕，火焰熄灭，但手帕无损。原因：萘的燃点较低，易燃、易升华。升华要吸热，燃烧放出的热量刚好消耗在萘的升华上。注意：手帕要将萘丸裹紧，使氧气不足，且烧的时间不能太长，否则手帕仍会燃着。3．纸包火将一小团脱脂棉放到5毫升浓HNO3和10毫升浓H2SO4的混和液中，浸泡20分钟后取出，用水洗涤至中性，晾干后即成硝酸纤维（火棉）。用一张报纸松包住蓬松的火棉，留一个可点火和观察的小孔，再将一烧红的铁丝或木条伸进小孔点燃火棉，即可看到包住熊熊大火的纸仍安然无损。原因：由于火棉容易分解放出CO2、NO2和H2O，速度快，间隙大，燃烧放出的热量消耗在气体和水蒸汽温度的提高上，成为低温火焰，报纸还来不及燃烧时火棉已分解完。当然，如火棉太多，或所纸包得太紧时，仍可烧着。二、水的魔术1．喷烟入瓶用玻璃瓶盖和布方巾同时盖在瓶子上，表演者远离桌台，点燃一支香烟连吸几口，张口将烟向桌台上的玻璃瓶喷去，打开布方巾和瓶盖，瓶中即装满烟雾。原因：玻璃瓶中预先放约5～10毫升浓HCl，瓶盖内预先放入5～10毫升浓NH3·H2O，揭盖时将两者混合形成NH4Cl烟雾。HCl+NH3====NH4Cl2．瓶液变色在250毫升锥形瓶中加入H2O、NaOH氢氧化钠及葡萄糖，再加入亚甲基蓝水溶液。此时溶液呈蓝色。摇匀后塞住瓶口，溶液逐渐转为无色。但是，打开瓶塞摇动瓶子，溶液又很快变蓝，再放置又转为无色，蓝色的深度取决于摇动的时间和猛烈程度。原因：亚甲蓝在葡萄糖作用下还原成无色物，而在空气中氧的作用下恢复其蓝色。其中葡萄糖被氧化成葡萄糖酸，亚甲蓝则作为氧化还原指示剂和氧的输送者。原因：酒杯中的各种溶液与铁盐生成不同色泽的配合物或沉淀：硫氰化铁（红）、酚铁配合物（紫）、乙酸铁（褐）、硫化铁（黄）、亚铁氰化铁（蓝）、碘（棕）、碘一淀粉（深蓝）、氯化银（乳白色沉淀）。3．各色“饮料”取8个高脚玻璃酒杯，分别加入半杯5%KSCN、C6H5-OH(苯酚)、NaAc、K2[Fe(CN)6]、AgNO3、Na2SO4、KI、KI-淀粉液，在另一茶壶中盛10%FeCl3溶液，给高脚杯中分别注入壶中溶液并搅拌，可分别得到类似玫瑰酒、可口可乐等不同色液。4．白纸显字①准备先将硫氰酸钾（KCNS）、黄血盐（亚铁氰化钾）、水杨酸（邻羟基苯甲酸）、单宁酸四种药品分别用温水溶解，然后根据需要的颜色，用毛笔分别蘸着药液在白纸上写字或画画（每换蘸一次药液都要把毛笔洗净），晾干后白纸上仍然什么也看不见；再将三氯化铁溶于水配成溶液后装入喷雾器里。②表演表演者把三氯化铁水溶液喷到事先绘有药剂的纸上，就会立即出现原来写好的字或画，颜色分别为：硫氰酸钾，红色；黄血盐，绿色；水杨酸，紫色；单宁酸，黑色。颜色的深浅，取决于药品的浓度，可根据经验自行掌握。5．萘球跳舞①材料无色透明的敞口瓶或烧杯1个；小苏打、柠檬酸结晶粉各1汤匙；萘球数枚；清水1杯。②表演先将两种试剂置于瓶底，然后当众加水至将满，将萘球投入其中，它们就会自行上下翻腾，好似跳舞一般。若在表演时，瓶后有彩色灯光照明则效果更佳；如萘球动作缓慢下来，说明药力逐渐减弱，可重新加药后让其继续表演；依上述药量可使表演延续1小时以上。原理：小苏打与柠檬酸在水中起中和反应，使水液上下翻腾。而萘球的比重稍大于水，似沉不沉，故能随水液之运动上下跳起舞来。*11．4化学侦破技术1．隐墨水指字迹或隐或现的墨水，其特点是写在纸上的文字，平时不会显现出来，须把它加以适当的处理，使其起化学变化，才能呈现颜色。有关隐墨水及显色液的研究是不断进步的，用法越来越奇妙。例如：①钴水。用此液在白纸上写字，干后不显字迹，但加热（如电热吹风或烘烤）即显蓝色；遇水蒸汽（如在热水瓶口移动）字再隐没。原因是CoCl2·2H2O为淡紫色，其水溶液色浅，而无水物COCl2为蓝色。②酚酞水。即1%酚酞的酒精溶液。用碱水涂抹时显红色，用酸（如醋酸）涂抹则褪色。③淀粉液。1%淀粉水溶液或牛奶液。书写后用碘液涂抹显蓝色，烘烤或微热后由于碘挥发而褪色。2．无色墨水（一次性密写液）①亚铁溶液。书写时无色，加热显出字迹。②洋葱汁。用白蜡、柠檬汁或洋葱汁、稀硫酸在纸上写字，干后不留痕迹。烘烤或电热吹风后，字迹呈棕色。3．血液检验血液检验是犯罪现场证据剖析的重要内容之一。①基本步骤判定可疑血斑是不是血迹，是人血还是动物血，确定血型。②主要方法目视法：看血的颜色、光泽以及组织的稠密程度，可判定是不是血。若是血，则将其溶于水，加稀氨水时不变色，而加浓氨水则变棕色并有凝聚物生成。化学法：血液中存在过氧化酶可作为特征颜色反应的催化剂。如它催化H2O2对联苯胺的氧化生成醌类化合物，颜色由绿色变成蓝色以至红色，此法可判断是否人血。血型鉴定的原理是不同人的血清使红细胞凝结能力不同，对照标准血清的血型就可判断未知血样的血型，这是法医检验的力证。11．5照相与化学照相（摄影）在现代人们日常生活中占有重要地位。除了通常大家熟悉的娱乐摄影以外，还有建筑设计的蓝图、电影、X光胶片以及军事侦察、金相分析、宇宙卫星、地图测绘、探险考察、缩微资料复制等多个领域，都要用到照相。一、银盐的光化学典型的照相胶片含有由极难溶解的溴化银(AgBr）所组成的微小晶体。这些颗粒悬浮于明胶中，生成的明胶乳剂熔化后涂布在玻璃板或塑料片基上。当适当波长的光照到一个颗粒上时，在颗粒内留下少量游离银的一系列化学反应就开始了。最初溴离子吸收光子产生一个溴原子：银离子能与电子结合产生银原子（Ag＋＋e→Ag0），颗粒内部的缔合作用产生Ag2＋、Ag20、Ag3＋、Ag30、Ag4＋和Ag40。存在于曝光后溴化银颗粒中的这种游离银提供了潜影。潜影就是保存在卤化银颗粒中的“看不见而又能被显现出来的影像”。在同样条件下，未曝光的颗粒不能被显影剂还原。二、显影当曝过光的胶片放入显影液中时，含有银原子核心的颗粒要比不含它们的颗粒还原得更快。在给定的颗粒中，核心越多，反应就越快。温度、显影液浓度、pH和每个颗粒中核心的总数等因素决定显影的程度和在胶片乳剂中沉积的游离银的密度（黑度）。常被用作显影液的化合物主要有棓酸（没食子酸）、邻氨基酚、对苯二酚、对甲胺基苯酚（米吐尔）、1－苯基－3－吡唑烷酮（菲尼酮）等。三、定影如果显影只是在光强最大的地方产生游离银，而对底片不做进一步处理，则把它一拿出暗室，未显影的卤化银就会立刻曝光。常用的定影液是硫代硫酸根离子（S2O32-）。硫代硫酸根离子与银离子形成可溶于水的稳定配合物，以除去未还原的卤化银，达到“固定”底片的目的。AgBr(s)+2S2O32-==Ag(S2O3)23-+Br-一种常用的酸性定影液的配方：四、加厚曝光不足的相片，所得影像太薄，可用化学方法进行加厚，以增加相片的黑度和反差。五、减薄在摄影过程中，如果曝光过度或显影过度，都会使影像的黑度加大，这可用化学减薄的方法来补救。1。赤血盐减薄法2。高锰酸钾减薄法六、相片调色用化学方法，可以把影像转变成不同的颜色，这种操作叫做相片的调色。调色一般是在相片上进行。它是利用化学药品把银影转变成有色的银的化合物，或是将其他金属的有色化合物沉积在影像上面，使照片呈现多种单色的色调。11．6化学工艺品制作方法：将6份NaOH和6份Na2CO3溶于100份水中制成强碱溶液；在烧杯中将碱溶液加热至沸，加入新鲜树叶继续煮沸5