重現化學

美麗科學與中國化學會合作項目重現化學 | 《化學圖案》

發布時間:2019年12月12日 來源:中國化學會

 

△ 《重現化學 | 化學圖案》

 


 

影片使用延時攝影記錄B-Z反應產生的動態化學圖案,反應物包含:溴酸鈉、溴化鈉、濃硫酸、丙二酸和試亞鐵靈,溶劑為水。

 


 

關于B-Z反應

 

B-Z反應是一類震蕩化學反應。在通常的化學反應中,反應物的濃度降低,產物的濃度增加,最終達到化學平衡。而在震蕩反應中,在一段時間內,反應體系內的某些物質的濃度會在一個區間震蕩。比如B-Z反應中淺色的波對應一種混合物M,而桔色區域對應另一種混合物N;對于培養皿中某一點,其大致成分會在M(波經過時)和N(波遠離時)之間震蕩。

 

B-Z反應最早由前蘇聯科學家Boris Belousov在1951年發現,但因為不能合理解釋實驗現象,他的論文直到1959年才在一個沒有名氣的期刊上發表。在 Belousov工作的基礎上,另一位前蘇聯科學家Anatol Zhabotinsky對反應進行了研究和優化。我們使用的反應物配方和Zhabotinsky的配方類似。在1968年一次學術會議上,Belousov和Zhabotinsky的工作終于受到了學術界的關注,而這類反應也被命名為Belousov-Zhabotinsky反應,簡稱B-Z反應。

 

B-Z反應的機理比較復雜,這里暫不做討論。視頻中的淺色的波卻有幾個值得注意的地方。首先,一系列波通常是從同一個中心擴散出來,形成同心圓。

 

 

其次,當兩個波相遇時,會彼此消除,溶液恢復為桔色;波在到達容器邊緣后也會消失。

 

 

在反應后期波會更密集,波之間相互影響,一些波會被截成短線,短線的兩端會產生螺旋波,向外擴展。

 

 


 

影片幕后

 

《化學圖案》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進行延時拍攝,得到分辨率超過8K的視頻。在此基礎上,通過剪輯在視頻中實現不同景別的切換,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

 

 

 

重現化學是美麗科學和中國化學會的合作項目,也是2019年度科普中國孵化支持項目。

 

 

 

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