重現(xiàn)化學(xué)

美麗科學(xué)與中國化學(xué)會合作項(xiàng)目重現(xiàn)化學(xué) | 《化學(xué)圖案》

發(fā)布時(shí)間:2019年12月12日 來源:中國化學(xué)會

 

△ 《重現(xiàn)化學(xué) | 化學(xué)圖案》

 


 

影片使用延時(shí)攝影記錄B-Z反應(yīng)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)化學(xué)圖案,反應(yīng)物包含:溴酸鈉、溴化鈉、濃硫酸、丙二酸和試亞鐵靈,溶劑為水。

 


 

關(guān)于B-Z反應(yīng)

 

B-Z反應(yīng)是一類震蕩化學(xué)反應(yīng)。在通常的化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物的濃度降低,產(chǎn)物的濃度增加,最終達(dá)到化學(xué)平衡。而在震蕩反應(yīng)中,在一段時(shí)間內(nèi),反應(yīng)體系內(nèi)的某些物質(zhì)的濃度會在一個(gè)區(qū)間震蕩。比如B-Z反應(yīng)中淺色的波對應(yīng)一種混合物M,而桔色區(qū)域?qū)?yīng)另一種混合物N;對于培養(yǎng)皿中某一點(diǎn),其大致成分會在M(波經(jīng)過時(shí))和N(波遠(yuǎn)離時(shí))之間震蕩。

 

B-Z反應(yīng)最早由前蘇聯(lián)科學(xué)家Boris Belousov在1951年發(fā)現(xiàn),但因?yàn)椴荒芎侠斫忉寣?shí)驗(yàn)現(xiàn)象,他的論文直到1959年才在一個(gè)沒有名氣的期刊上發(fā)表。在 Belousov工作的基礎(chǔ)上,另一位前蘇聯(lián)科學(xué)家Anatol Zhabotinsky對反應(yīng)進(jìn)行了研究和優(yōu)化。我們使用的反應(yīng)物配方和Zhabotinsky的配方類似。在1968年一次學(xué)術(shù)會議上,Belousov和Zhabotinsky的工作終于受到了學(xué)術(shù)界的關(guān)注,而這類反應(yīng)也被命名為Belousov-Zhabotinsky反應(yīng),簡稱B-Z反應(yīng)。

 

B-Z反應(yīng)的機(jī)理比較復(fù)雜,這里暫不做討論。視頻中的淺色的波卻有幾個(gè)值得注意的地方。首先,一系列波通常是從同一個(gè)中心擴(kuò)散出來,形成同心圓。

 

 

其次,當(dāng)兩個(gè)波相遇時(shí),會彼此消除,溶液恢復(fù)為桔色;波在到達(dá)容器邊緣后也會消失。

 

 

在反應(yīng)后期波會更密集,波之間相互影響,一些波會被截成短線,短線的兩端會產(chǎn)生螺旋波,向外擴(kuò)展。

 

 


 

影片幕后

 

《化學(xué)圖案》的拍攝手法和之前《巧克力豆如何溶解》類似:我們使用高分辨率的相機(jī)進(jìn)行延時(shí)拍攝,得到分辨率超過8K的視頻。在此基礎(chǔ)上,通過剪輯在視頻中實(shí)現(xiàn)不同景別的切換,得到4K成片。唯一不同的是,這次我們使用了底光源,得到白背景。

 

 

攝影/文字:梁琰

 

 

 

重現(xiàn)化學(xué)是美麗科學(xué)和中國化學(xué)會的合作項(xiàng)目,也是2019年度科普中國孵化支持項(xiàng)目。

 

 

 

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