化學(xué)新學(xué)法：解析柯南

張建

中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院徐海老師講課時，總會在不經(jīng)意間提到動畫片《名偵探柯南》里的各種片段。2012年9月起，徐老師開設(shè)了一門“名偵探柯南與化學(xué)探秘”的全校選修課程，結(jié)合柯南動畫中的故事解析各種化學(xué)知識。

《看不見的兇器》說甲醛

“有這樣一個故事：有一次女教師吉野千惠跟往常一樣駕車回家，中途突然暈了過去，車子失去控制差點撞傷正在路邊的小蘭和園子。小蘭對千惠暈厥的原因產(chǎn)生了許多疑問，在進一步交談中，千惠提及丈夫明夫現(xiàn)在是一名保險員，兩人剛從靜岡搬到福岡，不經(jīng)意間還提及丈夫說過父親過去為自己買的保險能在自己死后得到巨額賠償金。”

“看過柯南的同學(xué)都應(yīng)該知道，明夫就是兇手。為了得到那巨額的保險賠償金，明夫故意將家搬到福岡，這樣千惠就必須每天獨自駕車往返靜岡和福岡，如果在途中暈厥，就十分可能出車禍。小蘭和柯南第二天一早埋伏在千惠家門口，果然看見明夫到車內(nèi)向空調(diào)送風(fēng)口噴灑甲醛。由于他聰明地使用了甲醛這種看不見的兇器，才得以隱瞞自己的罪行這么久。那么大家知道甲醛為何有看不見的殺手之稱嗎？”

“我知道！”臺下有同學(xué)搶答道：“甲醛是一種無色有毒的氣體，吸入高濃度甲醛后，會對呼吸道、血液、神經(jīng)系統(tǒng)等造成極大危害。明夫就是利用甲醛的這一特性，使千惠甲醛中毒，以致差點出了車禍，看不見的殺手之稱也由此得來?！?/p>

“沒錯！”徐老師欣賞地點點頭：“甲醛的制取比較簡單，在生活中也普遍存在，比如房屋施工裝修時會釋放出甲醛。而且最新研究成果顯示，活性炭、硅藻泥、空氣清新劑和化學(xué)除醛劑的效果都并不理想，還有可能引起二次污染。”聽到這里，臺下開始議論紛紛?？粗簧賹W(xué)生驚恐的眼神，徐老師趕緊說：“雖然甲醛危害大，但還是有辦法去除的。最簡單的就是經(jīng)常保持開窗通風(fēng)了，也可以使用凈化分解甲醛的新材料來凈化空氣……”說到這里，有個同學(xué)馬上喊道：“還可以養(yǎng)植物！”徐老師點點頭，但馬上又補充道：“雖然植物可以吸收甲醛，但我們卻不能和這些植物過于親近，否則被植物吸收的甲醛又會被我們吸入，也會導(dǎo)致生病。家里養(yǎng)植物的同學(xué)以后得注意了??！”

《偵探的云集》之變色反應(yīng)

“某天，毛利與柯南一行人收到傳聞中怪盜基德的邀請，來到深山中的黃金之館探索館內(nèi)秘密。剛進黃金之館，大家就被館門上的奇怪花紋吸引了，同行的法醫(yī)拿出一種神奇的藥水，噴灑在這些花紋上，很快花紋發(fā)出了詭異的藍(lán)光！原來這些花紋是血跡！”

“今天我們就來講講這種神奇的藥水，以及生活中的顏色反應(yīng)。法醫(yī)噴灑的是一種叫做魯米諾的藥劑，說白了就是魯米諾的雙氧水溶液，非常容易分解出氧氣來，只要碰到血跡就會發(fā)出藍(lán)白色的熒光。大家知道，血液中含有大量的鐵元素，鐵能夠使雙氧水迅速分解成水和氧氣。而魯米諾的靈敏度非常高，只要有氧氣和魯米諾本身結(jié)合，就會產(chǎn)生一種能發(fā)出藍(lán)白色熒光的物質(zhì)。像這樣兩種物質(zhì)發(fā)生顏色變化的反應(yīng)叫做變色反應(yīng)?！?/p>

說到這里，徐老師突然變魔術(shù)般拿出一個蘋果，讓前排一個同學(xué)咬了一口蘋果后把它放在了桌角。很快，蘋果被咬處呈現(xiàn)出了茶色，并且顏色不斷變深?！跋嘈藕芏嗳藭J(rèn)為蘋果肉變色是因為里面的鐵離子被氧化后形成紅色的氧化鐵吧？其實并不是這樣的。正解是蘋果體內(nèi)的酚類化合物發(fā)生了變色反應(yīng)。當(dāng)細(xì)胞組織受損傷以后，酚類化合物接觸到空氣，被空氣中的氧氣所氧化而生成醌類化合物，就會發(fā)生變色反應(yīng)形成黃色，隨著反應(yīng)量的增加顏色也由淺變深，最后就變成了深褐色。”

“不僅蘋果如此，桃子、茄子、土豆等切開后，也同樣會發(fā)生變色反應(yīng)。這在食品科學(xué)上稱為褐變。水果變色以后，所含的維生素C會減少，營養(yǎng)價值受影響。切開后若不及時吃，為了防止?fàn)I養(yǎng)的流失，可以把它泡在鹽水里，這樣就不會變色了?！?/p>

《新聞?wù)掌瑲⑷耸录妨牧氖?/p>

“我們今天的故事十分精彩：小五郎一行被邀請參加攝影頒獎儀式，在宴會上認(rèn)識了攝像師柳隆一郎和記者中井晃。就在那天晚上他們接到中井的電話，剛說到有人要殺他時電話突然掛斷了……當(dāng)柯南趕到的時候，發(fā)現(xiàn)中井家里發(fā)生了火災(zāi)。通過柯南的調(diào)查，兇手是利用生石灰與水反應(yīng)生成的熱，引燃了周圍的可燃物，使中井無處逃生，最終從高樓墮樓致死?！?/p>

“在這集中，石灰成了最大的‘元兇。這里的石灰主要是指生石灰，生石灰和水混合會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，放出大量的熱。在生活中，生石灰是很好的干燥劑，可以用來脫水防潮?！闭f到這里，徐老師發(fā)現(xiàn)底下同學(xué)們?nèi)且桓薄霸缇椭馈钡谋砬椋致冻隽苏信剖降奈⑿Γ骸按蠹抑烂?？生石灰還有一個重要的功能是食用功能！”此話一出口，下面一片嘩然——生石灰這么兇猛，這不得吃死人??！

只聽徐老師不緊不慢地解釋道：“湖南的名菜石灰蒸蛋的原料里就采用了我們熟悉的生石灰。其營養(yǎng)豐富且風(fēng)味獨特，在湖南、湖北、江西、四川等地流傳甚廣。你們肯定會有這樣的疑問，既然石灰具有腐蝕性，又為什么可以食用呢？其實，這道菜并不是把石灰加入雞蛋里面食用，而是將石灰溶在水里，沉淀一段時間后，取其上層清液加入雞蛋。此時上層清液中所含氫氧化鈣的量極少，對人體也沒什么威脅，而且據(jù)說吃了這道菜還可以促進骨骼生長！”臺下又一次熱鬧起來，同學(xué)們在想象石灰蒸蛋美味的同時不禁紛紛感慨化學(xué)的奇妙。

《鋼琴奏鳴曲月光殺人事件》和五類火災(zāi)

徐老師又一次笑瞇瞇地站在講臺上：“今天柯迷們可有耳福了，因為我會講好多故事哦！”話音未落，教室里就響起了一片歡呼聲。

“《鋼琴奏鳴曲月光殺人事件》中，麻生因家人被害一直隱姓埋名調(diào)查父親的死因。終于有一天弄清楚了事實的真相，便殺死了殺害他家人的兇手，最后引燃大火自盡。麻生點火時使用的是木頭和布料，我們把由這些物質(zhì)引起的火災(zāi)稱為固體物火災(zāi)。”

“今天我們的主題就是火災(zāi)。大家知道還有哪些火災(zāi)類型嗎？”很快就有同學(xué)回應(yīng)：“還有液體物火災(zāi)和氣體物火災(zāi)！”“沒錯，在《與黑衣組織的再會》中，柯南誘導(dǎo)Pisco 將酒瓶打破，接著被點燃的香煙引燃，產(chǎn)生大火，從而將Pisco槍下的灰原救出。這就屬于液體物火災(zāi)。而在《討厭的藍(lán)色火花》中，惠奈養(yǎng)的寵物狗把裝有汽油的油桶撲倒后，空氣中布滿了汽化的汽油，兇手讓別人穿上帶有靜電的衣物，把車開到汽油倒翻的車庫中，用金屬制的鑰匙開車門，因靜電而產(chǎn)生了火花遇到汽化了的汽油，就發(fā)生了爆炸。這就是氣體物火災(zāi)的例子。以上說的是三類生活中最常見的火災(zāi)類型，還有同學(xué)知道更多的嗎？”

這時有一個同學(xué)說了一句：“電線引起的火災(zāi)算一類嗎？”徐老師點頭說道：“當(dāng)然啦，這就是第四類火災(zāi)，帶電物體燃燒的火災(zāi)。在《火焰中的紅馬》中，兇手就是在倉庫地板上撒上汽油，將火柴用衛(wèi)生紙纏在燈泡上，火柴頭貼著燈泡，打開電燈后，火柴頭被加熱到一定程度就會燃燒，引燃衛(wèi)生紙后又引燃汽油，最終造成火災(zāi)?！?/p>

“最后一類火災(zāi)雖然柯南的動畫片中沒有涉及，但卻是我想特別提醒大家的，就是金屬物火災(zāi)，這是化學(xué)實驗室最常發(fā)生的火災(zāi)，一般是鉀、鈉、鎂、鋁鎂合金等活潑金屬引起的火災(zāi)。曾經(jīng)我們學(xué)校理學(xué)樓的火災(zāi)就是由于金屬鈉遇水燃燒引起的?！?說到這里，徐海老師一改往日的輕松語氣，認(rèn)真地說道：“火災(zāi)可以說無處不在，我們在平時一定要有防火意識，男同學(xué)隨手扔煙頭，女同學(xué)使用大功率電器，這些都十分危險，在實驗室里更要時刻注意安全！”

（感謝中南大學(xué)李秀雯、趙斯祺、唐文嫻、李軍對本文的幫助）

責(zé)任編輯：曹曉晨