◆山東省鄒城市實驗中學 曹廣雪
“法老之蛇”是一個著名的膨脹化學反應,其方程式為:4Hg(SCN)2=4HgS + 2CS2+ 3(CN)2↑ + N2↑。該反應過程中用到的硫氰酸汞[Hg(SCN)2]受熱分解,產(chǎn)生的氣體[(CN)2、 N2]被生成的固體物質(zhì)(HgS)和液體物質(zhì)(CS2)束縛、膨脹,分散開來如同小蛇出洞,聚集在一起宛若一條巨蛇憑空生成,猶如傳說中的法老施了魔法,故名“法老之蛇”。
由于上述反應產(chǎn)物(CN)2有劇毒,實驗只適合在通風櫥由專業(yè)人士演示。那么,我們怎樣才能安全欣賞到該實驗的奇妙現(xiàn)象呢?
下面,我用蔗糖、小蘇打、酒精和草木灰來展示一下無毒版“法老之蛇”的實驗。
石棉網(wǎng)(磚塊、廢舊地板磚也可)、滴管、火柴、研缽。蔗糖(白糖、紅糖或冰糖)、碳酸氫鈉(小蘇打)、草木灰、酒精。
1.稱取干燥的蔗糖和小蘇打,按照質(zhì)量比8∶1研磨成細粉狀,并加入少量的煙灰混合均勻。
2.取少量上述混合物置于石棉網(wǎng)上,用草木灰將其堆成“火山”狀。
圖1 堆成火山狀的草木灰
3.在“火山口”周圍的草木灰上滴入10~30毫升酒精并點燃。
4.隨著酒精的燃燒,黑灰色的“小蛇”慢慢爬出。
5.若加入不同顏色的色漿,則可以形成不同顏色的“蛇”。
圖2 點燃酒精
圖3 黑灰色的“小蛇”爬出來
圖4 綠色的“小蛇”
隨著酒精的燃燒,蔗糖開始融化并慢慢膨脹伸出,成小蛇狀,從“火山口”蜿蜒而出,3~5分鐘“蛇”就完全爬出,直至火熄滅。若用草木灰堆多個小圓柱形“火山”,則可以制造多條“小蛇”,營造“群蛇亂舞”的景象。
蔗糖的燃燒過程十分復雜,伴隨著一系列的副反應,一般情況下將它的反應結(jié)果表示為水和二氧化碳即可。小蘇打受熱分解,產(chǎn)生的氣體促使黑炭疏松多孔,使其膨脹成蛇身形狀,宛如游蛇出洞。本實驗中用到的草木灰或煙灰能加速催化蔗糖燃燒。
需要注意的是,本實驗中用到的蔗糖一定要干燥,混合物要充分研磨成細粉狀。