化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的顏色有幾種不同的原因造成,比如說共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)物很多就有顏色,一些金屬離子形成的配合物也有漂亮的顏色,還有金屬顏色的焰色反應(yīng)等等。pH值、氧化狀態(tài)等等都會(huì)影響到色彩,導(dǎo)致變色反應(yīng)~
下面我們就來看幾個(gè)比較常見的變色反應(yīng),在這里會(huì)列出原理和安全注意事項(xiàng),不過還是不建議大家在家做化學(xué)實(shí)驗(yàn)(除了某些真的完全用生活用品就能完成的實(shí)驗(yàn)之外)
1:彩虹番茄汁

這個(gè)實(shí)驗(yàn)是利用番茄汁和飽和溴水做的。在番茄汁里面慢慢滴加溴水,然后得到了紅→藍(lán)綠→黃這樣萌萌的漸變色,看起來很像雞尾酒呢!
但是!需要特別提醒的是,飽和溴水有毒且腐蝕性強(qiáng),必須在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室里小心操作,一般人就別想著自己做了。而且這杯漂亮的彩虹番茄汁也絕對(duì)不可以喝。
實(shí)驗(yàn)原理:番茄汁的顏色來自一種名叫番茄紅素的分子,它在分子中有很多雙鍵。這些雙鍵可以和溴發(fā)生反應(yīng),而反應(yīng)產(chǎn)生的一個(gè)中間產(chǎn)物可以帶來藍(lán)色。黃色的部分是溴水的顏色,綠色部分就是黃藍(lán)的混合色啦~

2:變色龍

這個(gè)能變出三種顏色的反應(yīng)是高錳酸鉀發(fā)生的氧化還原反應(yīng)。最一開始的紫紅色溶液是加了高錳酸鉀和葡萄糖的,倒進(jìn)其中的是氫氧化鈉溶液。葡萄糖屬于“還原糖”,它是有還原性的,在氫氧化鈉提供的堿性環(huán)境下,它和高錳酸鉀反應(yīng),形成錳酸鹽(綠色),然后再形成二氧化錳(少量分散在水中時(shí)呈現(xiàn)棕黃色),這就是變色的由來~
相對(duì)上一個(gè)實(shí)驗(yàn),這個(gè)更安全,葡萄糖沒事兒,高錳酸鉀和氫氧化鈉也是用的稀溶液。不過還是不太建議大家在家做化學(xué)實(shí)驗(yàn)~(重要的事情多說幾遍)
3:紅綠燈

同樣是一種三色變色的化學(xué)反應(yīng),搖一搖就變色呢~
這個(gè)瓶子里面產(chǎn)生顏色最關(guān)鍵的一種物質(zhì)是靛藍(lán)胭脂紅(indigo carmine,或稱酸性靛藍(lán)),它可以作為食品色素,同時(shí)它還兼具酸堿指示劑和氧化還原指示劑的特性,也就是說,不同的pH和氧化還原狀態(tài)都會(huì)讓它產(chǎn)生不同的顏色。
瓶子里除了靛藍(lán)胭脂紅還加入了葡萄糖(還原劑)和氫氧化鈉溶液(提供所需的pH環(huán)境),而氧氣充當(dāng)了氧化劑。在這樣氧化還原和pH的作用下,靛藍(lán)胭脂紅是這樣變色的:

中間的那一行也就是我們看到的“紅綠燈”啦。
這個(gè)反應(yīng)的安全性也還好,我的建議同上一個(gè)……
4:分層變色

和漸變色不同,這個(gè)反應(yīng)可以清晰地顯示橙藍(lán)兩層顏色。
下面的一層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,反應(yīng)開始之后,迅速地產(chǎn)生氣泡,乙醚的一層會(huì)被染成深藍(lán)色。
反應(yīng)式是這樣的:
K2Cr2O7 + H2SO4 + H2O2 → 2 CrO5 + K2SO4 + 5H2O
這里面產(chǎn)生的過氧化鉻CrO5就是那個(gè)深藍(lán)色的來源。這種物質(zhì)很不穩(wěn)定,它還會(huì)繼續(xù)反應(yīng):
2CrO5 + 7H2O2 + 3H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 10H2O + 7O2
這里產(chǎn)生的氧氣就是氣泡的來源。過氧化鉻在水溶液中也是藍(lán)色的,只不過通過乙醚萃取,可以讓藍(lán)色保持較長(zhǎng)的時(shí)間,以方便觀察。
這個(gè)反應(yīng)比較劇烈,當(dāng)然就更不推薦大家自行嘗試了……而且說實(shí)話這個(gè)演示動(dòng)圖試管裝得有點(diǎn)太滿了你說是不……