重现化学

美丽科学与华体会app官网下载合作项目重现化学 | 《化学图案》

发布时间:2019年12月12日 来源:华体会app官网下载

△ 《重现化学 | 化学图案》


影片使用延时摄影记录B-Z反应产生的动态化学图案,反应物包含:溴酸钠、溴化钠、浓硫酸、丙二酸和试亚铁灵,溶剂为水。


关于B-Z反应

B-Z反应是一类震荡化学反应。在通常的化学反应中,反应物的浓度降低,产物的浓度增加,最终达到化学平衡。而在震荡反应中,在一段时间内,反应体系内的某些物质的浓度会在一个区间震荡。比如B-Z反应中浅色的波对应一种混合物M,而桔色区域对应另一种混合物N;对于培养皿中某一点,其大致成分会在M(波经过时)和N(波远离时)之间震荡。

B-Z反应最早由前苏联科学家Boris Belousov在1951年发现,但因为不能合理解释实验现象,他的论文直到1959年才在一个没有名气的期刊上发表。在 Belousov工作的基础上,另一位前苏联科学家Anatol Zhabotinsky对反应进行了研究和优化。我们使用的反应物配方和Zhabotinsky的配方类似。在1968年一次学术会议上,Belousov和Zhabotinsky的工作终于受到了学术界的关注,而这类反应也被命名为Belousov-Zhabotinsky反应,简称B-Z反应。

B-Z反应的机理比较复杂,这里暂不做讨论。视频中的浅色的波却有几个值得注意的地方。首先,一系列波通常是从同一个中心扩散出来,形成同心圆。

其次,当两个波相遇时,会彼此消除,溶液恢复为桔色;波在到达容器边缘后也会消失。

在反应后期波会更密集,波之间相互影响,一些波会被截成短线,短线的两端会产生螺旋波,向外扩展。


影片幕后

《化学图案》的拍摄手法和之前《巧克力豆如何溶解》类似:我们使用高分辨率的相机进行延时拍摄,得到分辨率超过8K的视频。在此基础上,通过剪辑在视频中实现不同景别的切换,得到4K成片。唯一不同的是,这次我们使用了底光源,得到白背景。

摄影/文字:梁琰

重现化学是美丽科学和华体会app官网下载的合作项目,也是2019年度科普中国孵化支持项目。

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