“法老之蛇”安全版

◎徐海 公明

“法老之蛇”實(shí)驗(yàn)是一個(gè)非常經(jīng)典的膨脹反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)為硫氰化汞的受熱分解過(guò)程，化學(xué)反應(yīng)方程式為實(shí)驗(yàn)反應(yīng)過(guò)程非常震撼，像一條彎曲的金黃色巨蛇憑空生成一般，故得名“法老之蛇”。但是，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，硫氰化汞受熱分解會(huì)產(chǎn)生劇毒物質(zhì)，十分危險(xiǎn)且難以操作！

我們能否取其精華去其糟粕，選擇更安全更合適的實(shí)驗(yàn)材料和操作方法，做一個(gè)∶安全版的“法老之蛇”實(shí)驗(yàn)?zāi)?？一起試試吧?/p>

實(shí)驗(yàn)材料：

白砂糖、小蘇打、筷子、勺子、打火機(jī)、燒杯或玻璃杯、無(wú)水乙醇、沙子、不銹鋼盆

圖1

實(shí)驗(yàn)步驟：

1.戴好防護(hù)手套和護(hù)目鏡，將白砂糖（60 g）與小蘇打（20 g）以3∶ 1的比例混合均勻。

圖2

2.將白砂糖和小蘇打的混合物倒入裝好沙子的不銹鋼盆中，然后往里面勻速地倒入無(wú)水乙醇。

圖3

圖4

3.點(diǎn)燃無(wú)水乙醇，一定要注意安全！

圖5

4.伴隨著熊熊燃燒的火焰，我們可以看到黑色的“小蛇頭”慢慢出現(xiàn)，并不斷生長(zhǎng)。

圖6

5.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，“大蛇”依然保持著之前的姿勢(shì)。

圖7

圖8

徐教授講原理：

安全版的“法老之蛇”這個(gè)實(shí)驗(yàn)的材料易得，反應(yīng)過(guò)程也很安全，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物更是可以直接丟進(jìn)垃圾桶，不過(guò)，可能會(huì)因?yàn)槿紵怀浞之a(chǎn)生少量一氧化碳，明火也存在一定的危險(xiǎn)性，所以同學(xué)們務(wù)必在家長(zhǎng)的陪同下與通風(fēng)的環(huán)境中做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

神奇的“法老之蛇”（不少同學(xué)覺(jué)得像“黑珊瑚”）是怎么生成的呢？

其實(shí)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的“黑蛇”是幾種不同的化學(xué)反應(yīng)所生成的產(chǎn)物。

首先，糖在有氧環(huán)境下燃燒產(chǎn)生了二氧化碳?xì)怏w和水蒸氣。其次，一些糖在無(wú)氧環(huán)境下受熱分解，產(chǎn)生了固體黑碳和更多的水蒸氣，也就是“碳化反應(yīng)”的過(guò)程。最后，小蘇打受熱分解出大量的二氧化碳，這些氣體能夠輔助碳化的糖變成多孔蓬松的黑碳柱。

總而言之，以上三種反應(yīng)既生成了“黑蛇”的固體成分，又產(chǎn)生熱的氣體使“黑蛇”更加蓬松，所以，我們可以看見(jiàn)膨脹的“黑蛇”在裝有沙子的不銹鋼盆中不斷“生長(zhǎng)”。

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，沙子是不與任何物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的。它的作用是將酒精的熱量均勻地分配給糖和小蘇打，讓碳化反應(yīng)穩(wěn)定而持續(xù)地進(jìn)行。除此之外，沙子也有一定的保護(hù)作用。

科學(xué)拓展課堂

你知道嗎？“法老之蛇”實(shí)驗(yàn)的原理其實(shí)和烤面包的原理相似。

在面團(tuán)發(fā)酵的過(guò)程中，酵母呼吸能夠產(chǎn)生大量的二氧化碳，使面團(tuán)膨大。而小蘇打在加熱過(guò)程中形成的二氧化碳?xì)怏w能使面包形成多孔蓬松的結(jié)構(gòu)。