MAGICHEM魔幻化境 化學實驗幕後特輯

1. 酸鹼變色

酸鹼指示劑通常是有機染料，本身即為弱酸或弱鹼，可用來測試pH值，當滴入溶液時酸鹼指示劑會與氫離子或氫氧離子反應，轉變成相­對應的酸式或鹼式，而呈現不同的顏色。因此當溶液的pH值改變時，可觀察到顏色的變化。基於各種酸鹼指示劑所呈現的不同顏色，可­以製造出有如彩虹般的實驗效果。

2. 魔沙

3.無中生火+小心火燭

過錳酸鉀 (KMnO4) 為一強氧化劑，常溫下即可與有機物反應。當過錳酸鉀接觸到甘油 (C3H5(OH)3) 時會產生激烈的氧化還原反應，放出大量的熱，使得甘油汽化成氣態後，與空氣中及產物之一的水蒸氣結合，形成白色煙霧，當反應繼續發生，更多的熱量使甘油起火燃燒，進而使衛­生紙燃燒產生火光。
二氧化碳 (CO2) 常壓下為無色無臭、不助燃也不可燃的氣體，重量比空氣重，所以可應用在滅火方面。一般實驗室中以碳酸鹽加酸製備二氧化碳，例如以碳酸鈣與稀鹽酸反應，並以向上排空氣法收集­，其化學反應式為：CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O。此外，二氧化碳的固體狀態為乾冰，在室溫下會直接昇華為氣體。本實驗打算以二氧化碳無色無臭的特性，魔術般地澆熄燃燒中的燭火。

4.焰色噴霧

焰色試驗為當金屬原子受熱時，其電子會被激發到較高能量的激發態，當此激發態的電子由外層躍遷回內層時，多餘的能量若是以可見光的形態釋放，即為我們看到的可見光光譜。不­同金屬原子會發出其獨特的光譜，落在可見光範圍的部分即是肉眼可看到的顏色。本實驗將金屬化合物溶於液體形成金屬離子溶液，噴在火源上會形成彩色火團，其焰色效果與直接將­金屬燃燒有些微的不同。

5.液氮爆發

液態氮為氮氣在極低溫下形成的液體型態，溫度低於 -196 ℃，在室溫下會迅速揮發成氣體。本實驗將熱水迅速倒入液態氮中，產生大量氮氣與水蒸氣形成爆炸般的效果。

6.彩色搖瓶

此為常見的藍瓶紅瓶反應。亞甲基藍 (methylene blue) 與刃天青 (resazurin) 可用做化學指示劑，兩者在還原態時皆為無色，在氧化態時，前者呈藍色為藍瓶實驗，後者呈紅色為紅瓶實驗，因此可製造出色彩變化的效果。在鹼性狀態下，溶液靜置時，作為還原­劑角色的葡萄糖 (glucose) 會將亞甲基藍由藍色的氧化態慢慢還原成無色的還原態，搖晃溶液使空氣中的氧溶於溶液中，亞甲基藍會被氧化而由無色的還原態變成藍色的氧化態，此一反應可重覆進行數次。

7.瓶中精靈

過氧化氫 (H2O2，俗稱雙氧水) 的催化分解反應，產生氧氣、水蒸氣、及大量的熱。過氧化氫在常態下分解速率不快，但若加入二氧化錳 (MnO2)、碘化鉀 (KI) 等催化劑後瓶內立即發生劇烈作用，產生大量氧氣與煙霧般水氣。此催化反應為：2H2O2(aq) → O2(g) + 2H2O(g) + heat。除了上述兩種化學藥品，一般酵母粉或紅蘿蔔亦可催化過氧化氫的分解，但反應較不激烈且速率慢。

8.振盪反應

振盪反應 (Oscillating reactions) 是W. C. Bray於1921年所發現的，又稱「B-R反應 (Briggs-Rauscher reaction)」，為複雜的氧化還原反應，總反應式如下：
IO3− + 2H2O2 + CH2(COOH)2 + H+ → ICH(COOH)2 + 2O2 + 3H2O
在整個反應體系中，錳離子為催化劑，所形成的碘猛錯離子呈現淡的黃棕色，而雙氧水為氧化劑，將碘離子氧化成碘分子，其與澱粉作用而呈現藍色。反應因為左右兩邊反應物濃度的­削減與增加，而呈現來回振盪的變色現象。

9.美的冒泡

酸鹼指示劑通常是有機染料，本身即為弱酸或弱鹼，可用來測試pH值，當滴入溶液時酸鹼指示劑會與氫離子或氫氧離子反應，轉變成相對應的酸式或鹼式，而呈現不同的顏色。因此­當溶液的pH值改變時，可觀察到顏色的變化。基於各種酸鹼指示劑所呈現的不同顏色，可以製造出有如彩虹般的實驗效果。
乾冰為二氧化碳的固體形態，室溫下會揮發為二氧化碳氣體，在水中會加速揮發，並產生氣泡與白煙。當加入酸鹼指示劑的鹼性溶液遇上乾冰，除了有冉冉白煙的視覺效果，逐漸變成­酸性的溶液也使得顏色有所改變。

10.紅綠燈

靛胭脂 (indigo carmine) 為一種藍色染料，但在鹼性環境 (pH=13) 下會變黃色。所以在鹼性溶液中，空氣中的氧使其氧化，形成綠色的氧化態。溶液中的葡萄糖為還原劑，會先將靛胭脂還原成紅色的中間產物，再還原成黃色的氧化態。因為有綠、紅­、黃三種顏色變化，所以稱此實驗為紅綠燈。

11.甲烷泡泡

甲烷無色無味，為一極度易燃氣體，是天然氣的主要成分，燃燒 (氧化反應) 會產生二氧化碳與水。由於甲烷在室溫下易燃，因此操作者需確實做好防護措施，才可在手上進行燃燒甲烷泡泡的實驗。

12.焰色瓶

焰色試驗為當金屬原子受熱時，其電子會被激發到較高能量的激發態，當此激發態的電子由外層躍遷回內層時，多餘的能量若是以可見光的形態釋放，即為我們看到的可見光光譜。不­同金屬原子會發出其獨特的光譜，落在可見光範圍的部分即是肉眼可看到的顏色。本實驗將常見的幾種金屬化合物進行燃燒，希望能看到炫麗的彩色火光。