烟消“纸”散
作者: 刘松 蒋盈
想象一下,夜幕低垂,繁星点点,一位魔法师轻轻一挥手,一颗火球跃入夜空,化作万千光点,随即消失于黑夜中。这样的场景,你是否在梦中见过?让我们一起制作一张“闪光纸”,通过实验再现梦中的奇幻场景。
浓硝酸、浓硫酸、酒精、烧杯、量筒、玻棒、温度计、镊子(或坩埚夹)、称量纸、塑封袋。
1.分别量取100 mL浓硝酸和80 mL浓硫酸,倒入大烧杯中混合,如图1。注意:操作者须戴好手套和口罩。
2.用温度计测量混合液的温度(大约会上升至70 ℃),如图2。
3.待混合液温度降至40 ℃时(可通过隔水冷却加快降温速度),用玻棒将称量纸完全浸入混合液中。3~5分钟后,用镊子取出称量纸,放入另一个装有清水的烧杯中漂洗。此时,称量纸会逐渐呈现半透明状,如图3。
4.取出称量纸,用流动水轻轻冲洗,去除上面残余的混合液,如图4。
5.将洗净的称量纸浸泡于装有酒精的烧杯中,然后取出晾干。待称量纸完全干燥后,“闪光纸”便制作完成了,如图5。
6.用点燃的线香轻触“闪光纸”,“闪光纸”立即燃烧殆尽,同时发出耀眼的光,如图6。
1.操作场地须准备灭火器等设备,且实验结束后务必用碳酸氢钠中和残留的混合液,并用大量的清水稀释排放。
2.点燃“闪光纸”时,可用镊子夹住“闪光纸”,切忌直接用手操作。
普通纸张含有纤维素,燃点较高,燃烧速度较慢。而硝化纤维素的燃点较低(闪点12.78 ℃、自燃点170 ℃),是一种高度易燃的化合物。本实验利用浓硫酸与浓硝酸,使称量纸中的纤维素反应成为硝化纤维素,从而使称量纸具有“闪光纸”快速燃烧的特性。
在这一过程中,浓硫酸除了充当催化剂,也会吸收反应产生的副产物——水,从而避免纤维素和硝化纤维素溶于水而使纸张糊掉。
硝化纤维素与我们的生活息息相关。在电影刚被发明时,人们就利用硝化纤维素作为电影胶片的基础材料,因为它既能承载图像,又能在放映机的强光下快速通过,从而形成动态的画面。硝化纤维素还能用来制作防火布料,因为它在受热时能形成保护层,减缓燃烧速度。
虽然硝化纤维素有很多用途,但它也是一种危险品,特别是当它受到撞击、高温或储存不当时,可能引起火灾甚至爆炸。所以,在使用和储存硝化纤维制品时,一定要严格遵循安全规定,确保在专业人士的指导下进行。