1、魔术变色变色液(一)【原理】酸性靛蓝(商品名)又名靛蓝胭脂红,分子式是C16H8O2(SO 3Na)2,试液 pH11.6 时呈蓝色,pH14.0 时呈黄色。酸性靛蓝也是氧化还原型指示剂,它在碱性条件下被氧气氧化后呈绿色,被葡萄糖还原后呈黄色,它的中间态呈橙红色。因此又叫“三变色”魔术,该反应也能反复多次变色。【操作】(1)称取 2g 氢氧化钠,放在 400mL 烧杯里,加少量水使它溶解,然后配制成 200mL 溶液。把这碱溶液倒在 250mL 的锥形瓶中。(2)在上述锥形瓶中加入 4g 葡萄糖,在它溶解后加入12mL1 的酸性靛蓝溶液,轻微地摇匀瓶内的混合液,塞好瓶塞。这时溶液呈绿色。(3)
2、把锥形瓶静置在桌面上,片刻后绿色渐渐变成橙红色,接着变成黄色。轻轻摇动锥形瓶,黄色溶液又变橙红色。较激烈地振荡锥形瓶,橙红色又变绿色。静置后又由绿色变成橙色,不久又变黄色。随着不断静置和振荡,三种颜色能反复互变。【说明】上述变色的最佳温度是 2530,温度过低时要加热,但不可高于 50。 振荡实验(二)【原理】把碘酸钾、双氧水、硫酸、丙二酸、淀粉、硫酸锰等试剂按一定比例配成混合液,会发生如下一些反应。(2)I 2+5H2O2+K2SO4=2KIO3+4H2O+H2SO4(3)I 2+CH2(COOH) 2CHI(COOH) 2+I-+H+(4)I 2+CHI(COOH) 2CI 2(COOH)
3、 2+I-+H+反应初碘酸钾浓度较大,反应主要按(1)式进行,生成的单质碘与淀粉作用产生蓝色。当单质碘的浓度增大到一定程度,反应主要按(2)式进行,由于耗去单质碘,溶液的蓝色褪去。以后(1)式反应又成主要反应,溶液再次出现蓝色。如此反反复复,溶液颜色不断变化直到双氧水浓度减小到不能再溶解度的作用。这样能延长变色的周期,便于观察,还能增加颜色循环变化的次数。【准备】配制下列三种溶液。溶液 A:102.5mL30双氧水用水稀释到 250mL。溶液 B:10.7g 碘酸钾加 10mL2mol/L 的硫酸,再用水稀释到250mL。溶液 C:取 0.075g 淀粉溶于少量热水中,然后加入 3.9g 丙二
4、酸(CH 2(COOH) 2)和 0.845g 硫酸锰,再稀释到 250mL。【操作】用三支量筒分别量取 A、 B、 C 三种溶液各50mL。同时把三种溶液加入洁净的 250mL 烧杯中,用玻棒略加搅拌后静置。烧杯里的溶液不久出现无色琥珀色蓝色无色琥珀色的交替变色现象,溶液颜色反复变化的时间长达几分钟。【说明】(1)在表演前约 1 小时配好溶液。(2)当双氧水浓度降低时,它的分解速率减小,溶液颜色变化的时间间隔增长,直到双氧水分解完全而颜色不再变化为止。(3)反应温度最好调节到 2223,冬天要把烧杯放在水浴中温热。(4)试剂的称量要尽量精确,硫酸锰等试剂要用分析天平称取。 碘酒五变色(三)【
5、原理】火柴头里含有硫磺、氯酸钾等,划燃火柴头后会产生少量二氧化硫气体。在水溶液中,单质碘跟二氧化硫反应,生成无色的氢碘酸,氢碘酸遇双氧水后被氧化而又析出单质碘。单质碘遇淀粉会变蓝。单质碘遇氢氧化钠,会发生歧化反应而生成无色的物质。I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI2HI+H2O2=I2+2H2O3I2+6NaOH=NaIO3+5NaI+3H2O【准备】称取 2g 碘、1.5g 碘化钾,用 75乙醇溶解、稀释到 100mL,得到碘酒溶液(药房购买的医用碘酒溶液也能用)。【操作】(1)找一只无色透明的带盖小瓶子(容积约 30mL),加入约 1OmL 水,再滴加 24 滴碘酒,无色的水变成啤
6、酒色。(2)取几根火柴,把火柴头靠在一起,划燃后迅速把这束火柴插入上述小瓶内。等火柴头在瓶内的液面上燃尽后取出火柴杆,盖上盖子,振荡瓶内溶液。片刻后啤酒色变成无色透明。(3)向上述小瓶内加入少量双氧水,溶液呈现浅棕黄的啤酒色(如果变色不明显,可以滴加几滴稀硫酸)。(4)在小瓶内再加入少量面包粉或饼干屑或家用淀粉等,略摇晃一下瓶子,溶液变成深蓝色。(5)向上述瓶内加入几毫升碱溶液(如 6mol/L 氢氧化钠),略振荡一下,深蓝色褪尽,溶液变成浊白色(溶液的浑浊是由饼干屑等造成的)。【说明】上述各步变化的顺序可以自行编排。例如,在水中放入碘酒后,先加淀粉使溶液呈深蓝色,再划火柴使蓝色褪尽。在上述第(5)步得到的浊白色溶液中加些酸,碘会再次析出而使溶液又呈深蓝色。