張建
中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院徐海老師講課時(shí),總會(huì)在不經(jīng)意間提到動(dòng)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(dòng)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(gè)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(diǎn)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(jìn)一步交談中,千惠提及丈夫明夫現(xiàn)在是一名保險(xiǎn)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(xiǎn)能在自己死后得到巨額賠償金?!?/p>
“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(xiǎn)賠償金,明夫故意將家搬到福岡,這樣千惠就必須每天獨(dú)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(tái)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(huì)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(diǎn)出了車禍,看不見的殺手之稱也由此得來。”
“沒錯(cuò)!”徐老師欣賞地點(diǎn)點(diǎn)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(shí)會(huì)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?!甭牭竭@里,臺(tái)下開始議論紛紛。看著不少學(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(gè)同學(xué)馬上喊道:“還可以養(yǎng)植物!”徐老師點(diǎn)點(diǎn)頭,但馬上又補(bǔ)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(huì)被我們吸入,也會(huì)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(jìn)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(huì)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(huì)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(gè)蘋果,讓前排一個(gè)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。“相信很多人會(huì)認(rèn)為蘋果肉變色是因?yàn)槔锩娴蔫F離子被氧化后形成紅色的氧化鐵吧?其實(shí)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(huì)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?!?/p>
“不僅蘋果如此,桃子、茄子、土豆等切開后,也同樣會(huì)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(huì)減少,營養(yǎng)價(jià)值受影響。切開后若不及時(shí)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(huì)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(jiǎng)儀式,在宴會(huì)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?dú)⑺麜r(shí)電話突然掛斷了……當(dāng)柯南趕到的時(shí)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(huì)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。”說到這里,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(gè)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(dú)特,在湖南、湖北、江西、四川等地流傳甚廣。你們肯定會(huì)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(shí),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(shí)間后,取其上層清液加入雞蛋。此時(shí)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(jìn)骨骼生長!”臺(tái)下又一次熱鬧起來,同學(xué)們在想象石灰蒸蛋美味的同時(shí)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(tái)上:“今天柯迷們可有耳福了,因?yàn)槲視?huì)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(shí)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(diǎn)火時(shí)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)?!?/p>
“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(cuò),在《與黑衣組織的再會(huì)》中,柯南誘導(dǎo)Pisco 將酒瓶打破,接著被點(diǎn)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(shí)有一個(gè)同學(xué)說了一句:“電線引起的火災(zāi)算一類嗎?”徐老師點(diǎn)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(huì)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(dòng)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(xiǎn),在實(shí)驗(yàn)室里更要時(shí)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