炫酷实验室 | 化学是什么？
化学
chem-is-try
说起化学，你想到什么？
瓶瓶罐罐？
奇奇怪怪的化学符号？
有毒？
爆炸？
博士，博士，化学是什么呀？
初中课本说：化学是研究物质的组成、结构、性质与变化规律的科学。
高中课本说：化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的基础自然科学。
博士，你又在说这些看起来很高级，但是让人一点都听不懂的话了！
那……那我们去看看化学究竟是什么吧！
化学，变化之学，关键在于“变化”，这种变化与我们常见的太阳升起、月亮落下有本质的区别——化学变化最本质的特点是新物质的生成。生成的新物质与旧物质的性质不一样，就会伴随一些特殊的现象：比如，新物质与旧物质颜色不同——颜色改变；溶液中生成的新物质不溶于水——沉淀生成，等等。
（图源|《美丽化学》）
此外，化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的生成，这个过程必然伴随能量的改变，外在的表现即吸热、放热、发光等现象。
吸热
（图源 |【化学必修2】氢氧化钡与氯化铵吸热反应的示范实验）
放热（图源 | 网络）
荧光（图源 | @iNiCoFox）
炫酷实验室“奇妙化学秀”通过幽默丰富的舞台表现，带你走进化学世界，趣味讲解化学原理！
究竟有哪些精彩的实验，让我们先睹为快吧！
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魔壶
一个水壶中能倒出多种不同颜色的液体？
这些颜色还能再次变成无色？
不用怀疑你的眼睛！原理说起来很简单——酸碱指示剂！（想要详细了解？戳这：《只用这一物，教你玩转魔壶！》）
因现象足够明显且相对安全，颜色改变是化学表演中的常客。酸碱指示剂是常用元素之一。酸碱指示剂类型多，变色范围、颜色变化各不相同，很容易达到让人惊艳的效果：酚酞、百里酚酞和对硝基苯酚在中性及酸性溶液中无色，在碱性溶液中分别呈现红、蓝、黄色，组合一下，能倒出不同颜色液体的魔壶就成功了，如果将他们再次倒入足量的酸性溶液中，颜色又会褪去，再次回归无色。
除了酸碱指示剂外，化学反应中会改变颜色的反应可不少！比如具有还原性的维生素C能使具有氧化性的高锰酸钾紫红色褪去，这属于氧化还原反应。
图源 | @超级好吃的氢氰酸HCN《碘钟反应》
变
色
图源 | @真·凤舞九天《绿红黄的极致循环》
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火焰掌
你是否相信，手掌上能生火？火焰能在水中燃烧？
燃烧是生活中最司空见惯的化学反应之一。但单纯的燃烧可吸引不了观众的注意力。水中生火、掌上生火并非传说！可燃物、助燃物、温度，只要燃烧的三个要素同时具备，理论上燃烧能在任何地方产生！
化学反应中伴随能量变化出现的放热、发光等现象也是化学秀的宠儿。如果在可燃物中加上一些金属化合物，火焰就会呈现不同的颜色——这一现象称为焰色反应，指某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特殊颜色的反应，也是烟花呈现不同颜色、更加绚丽多彩的奥秘！
图源 | @人民大学化学系《焰色反应》
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冲上云霄
有些化学反应会释放相当高的热量，比如高浓度的双氧水被二氧化锰催化分解，或者和高锰酸钾反应，释放的热量使水迅速沸腾，看起来像“阿拉丁的神灯”。
但如果在极短时间和极小空间内，反应释放出大量能量，产生高温，并放出大量气体，则极易产生爆炸，这类反应出于安全性考虑并不适合搬上舞台。
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荧光反应
你喜欢荧光棒吗？知道荧光棒的发光原理吗？
荧光——化学反应中另一种极其安静但美丽异常的能量释放形式。荧光棒的发光原理是过氧化物与酯类化合物发生化学反应，释放出的能量被传递给荧光染料，能量再以可见光的形式释放出来（从高能态回到较稳定的低能态），在这一过程中化学能被转换为光能。
怎么样？看懂了门道，想不想来现场看一看热闹？
我们虚位以待！
舞台上的实验炫酷无比，似乎与我们的日常生活全无关系，但化学其实无处不在！
不相信？
化学的核心源于一个个独一无二的化学反应，燃烧是化学反应，光合作用是化学反应，生锈是化学反应，电池充电放电是化学反应，就连我们的身体都是一座微妙的化学工厂：人体的一切活动都需要能量来维持，摄入的食物在体内进行氧化分解，最后生成二氧化碳和水，同时释放能量供活动需要；吃饭时，米饭在嘴里多咀嚼一下，就能感受到甜味，因为米饭中含有的淀粉在唾液淀粉酶的催化作用下被水解为有甜味的糖——人体内有3000多种酶，每一种酶都能催化一种化学反应，几乎所有的细胞活动进程都需要酶的参与，以提高效率。
食物的消化需要酶的参与（图源：网络）
衣食住行也离不开化学，不论是穿的衣服，还是每天摄入的食物，或者是享受的各种科技成果——布料、染料、洗涤剂、食物添加剂、药品、材料……等等，目之所及，处处都有化学的影子！
图源 | 《我们需要化学》
奇妙化学秀中用到的丁烷、双氧水、酸碱指示剂等等，在生活中也能看到影子——打火机中的主要成分是丁烷，3%的双氧水因其氧化性常用于消毒，而紫甘蓝是天然的酸碱指示剂！
(图源 | 网络）
因为我们通过肉眼无法观察到原子层面的变化，所以，虽然化学无处不在，但在日常的生活中让人难以察觉，被人注意的时候，都是爆出诸如化工厂泄露、爆炸、有毒物质残留。甚至曾经有个广告提出被人讨伐的广告语：我们恨化学。
事实上，你、我以及我们丰富多彩的世界都仅仅由90多种元素的原子像积木一样搭建而成，没有什么东西能做到“不含化学成分”。
我们要恨的，是不安全的生产操作，是过多过滥的化学添加，而不是化学本身！
原子是构成万物的基本粒子(图源 | 网络）
化学，就是化学！Chem-is-try!
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撰稿： 科教活动部 荼蘼
部分图片素材：科教活动部 荼蘼
审核：科教活动部 雪绒花
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