书城童书走进魔术世界:魔术中的科学
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第8章 化学小魔术(1)

空杯生烟

现象:在一边点燃纸张,远处的空杯子冒烟。

做法:魔术师将两个空杯示众,说:“这两个空杯不够干净。”随后用竹筷分别夹住两个棉球在两个杯内擦干净,随后将两个空杯置于表演桌两端,引观众注视杯子,接着把两个杯口吻合,紧放于桌上,迅速用黑布把叠杯盖上。此时魔术师迅速离开表演桌,跑到舞台的一角,点燃一张纸,说:“我用扇子把烟扇进杯里面去,诸位信不信?请看!”把遮布揭开,并以黑布衬托,便见杯中浓浓的白色烟雾滚滚。

原理:原来擦杯内的两个棉球,分别蘸了氨水和浓盐酸。氨气与盐酸蒸气相遇,形成白色的浓“烟”。

白纸现字

现象:空白的纸显示出字。

做法:表演者拿出一张白纸,正反面让观众看清楚,纸上什么也看不见。接着,拿来一只喷雾器向白纸上一喷,转眼间白纸上出现了五个深红色的大字:我们爱生活!

观众看了后感到奇怪,这是用什么化学原料变出深红色的字来呢?

原理:原来,表演者事先就用毛笔蘸氯化汞溶液写好这五个字,干燥后看不出字迹。表演时,由于喷雾器里放的是碘化钾溶液,所以喷到纸上以后,两种药物起化学反应,即呈深红色。

冰棍燃烧

现象:真正的冰棒燃烧。

做法:表演者从保暖瓶里取出一支冰棍,剥去外面包着的纸,放进嘴里吮嘬两口,由此证明冰棍是真的。然后,把冰棍放在盘上,划根火柴一点,转眼间就燃起一团烈火,直到冰棍烧完为止。

原理:冰棍能燃烧,主要是有一小块电石(碳化钙)在帮忙。表演时,暗中把一小块电石放在冰棍上,当着火的火柴靠近冰棍时,它的热量能够使冰块有微小的融化,产生了小量的水。电石一遇到水,就发生剧烈的化学反应,放出一种可燃的乙炔气体(俗名电石气)。这种气体极易燃烧,它燃烧时,所产生的热量进一步使冰融化;水又和电石起作用,不断地产生乙炔气体,因此,火焰就越烧越旺,直到电石消耗完毕,全部变成糊状的石灰浆(氢氧化钙)以后,火焰才渐渐熄灭。

不溶于水的方糖

现象:用筷子搅拌放在水中的方糖,方糖不会溶于水。

做法:表演前,表演者取一只透明的玻璃杯在杯中倒入半杯清水,然后取一盒方糖,边往水中放方糖,边用筷子搅拌,一直到方糖再也不能溶解为止。表演时,表演者把这杯饱和糖水、一盒方糖及筷子拿到观众面前,让观众自行品尝方糖,观众品尝后证明方糖确实是真的,而且质量不错。然后表演者从糖盒中随便拿出一块方糖,对着这块方糖发功,并说:“气功的力量可以改变方糖的物质结构,使本来溶于水的方糖不溶于水了。”说完,表演者把这块方糖放入玻璃杯里。这时观众看到,表演者无论怎样用筷子搅拌,方糖也不会溶于水。

原理:在一定温度下,物质的溶解度是一定的,所以饱和的糖水溶液就不能再溶解方糖了。

红水过桥

现象:被染红的水可以通过一个U形管从一只玻璃杯进入另一只玻璃杯里。

做法:表演前,表演者在两只透明的玻璃杯内各盛大半杯温水,另取一根长约30厘米的透明塑料管,并把它弯成U形,在管内盛满温水,用手堵住管口,将两管口分别浸没在两只玻璃杯的水中,使两管口处在水深一半的地方;然后表演者再准备一支盛有红墨水的钢笔。表演时,表演者把上述装置小心地拿到桌上,把它对观众做一个简单的介绍,然后在一只玻璃杯中用钢笔滴几滴红墨水,使水呈红色,并说:“这个U型塑料管可以起到桥的作用,让红色水从一只杯子进到另一只杯子。”说后不久,观众就看到,红色的水进入了塑料管,又过一会儿,红色的水通过塑料管进入另一只玻璃杯里,使另一杯水也呈红色。塑料管真的起到了桥的作用。

原理:物质中的分子和原子都在不停地运动着,所以红色水能通过塑料管从一只玻璃杯进入另一只玻璃杯,而温水能加快这种运动。

人造雷景

现象:加热会产生皑皑的白雪。

做法:表演前,表演者准备一个铁架台、一块铁片、一颗樟脑球、一根小树枝、一只玻璃杯、一块毛巾、一支蜡烛和一盒火柴。表演时,表演者把铁片固定在铁架台上,并在铁片上放上樟脑球和小树枝,用玻璃杯罩住,再在玻璃杯上盖上毛巾,然后用火柴点燃蜡烛,并将蜡烛移至铁片下加热。过一会儿,停止加热。稍微冷却后,表演者揭开毛巾,拿开玻璃杯。观众就会看到,玻璃杯里的树枝上有一层皑皑的白雪。

原理:樟脑球有一种特殊的性质,即受热后,不经过液态,就能直接变成气态,遇冷后,又由气态直接变成了固态。由于气态的樟脑充满了整个杯子,因此冷却后玻璃杯里的树枝上会出现白雪——固态的樟脑。

提示:为了防止铁片上的热量传到铁架台上,可在固定铁片的夹子与铁片之间垫一层纸。

红水变清

现象:被红墨水染红的水经过木炭后,会变成清水。

做法:表演前,表演者找两只空塑料眼药水滴瓶,一只备用;将另一只去底后,用一些脱脂棉轻轻塞住细口,再从上端把经烘烤过的木炭小颗粒装入瓶中,尽可能多装一些,然后找一个8厘米见方的硬纸板,在中央打一个比塑料眼药水滴瓶瓶颈稍小的圆孔,并将塑料眼药水滴瓶从细口一端插入圆孔中,再放在一只透明的玻璃杯上。接着表演者再取一只透明的玻璃杯,在杯中倒入半杯自来水后再滴入几滴红墨水。表演时,表演者把这些东西拿到桌上,先把它们向观众展示,然后用备用的塑料眼药水滴瓶吸满一瓶染红的水,慢慢地滴在木炭上。一会儿,观众看到,染红的水经过木炭、脱脂棉,再经细口流到玻璃杯中就变成无色透明的清水。

原理:木炭是一种多孔的固体物质,具有吸附作用,能吸附气体和液体中的色素。因此染红的水经过木炭后,红色素被木炭吸去,从而变成了清水。

提示:为了增加木炭的吸附效果,可将木炭击碎,以增大被吸附物质的接触面,还可将木炭放在火焰上烘烤,除去已附在木炭中的水分、二氧化碳等杂质,使木炭中的管道畅通无阻。

水不湿手

现象:用手拿出水中的玻璃球,手却一点也不湿。

做法:表演前,表演者准备一个脸盆、一个小玻璃球和一包滑石粉。表演时,表演者先将脸盆盛上水,并把滑石粉撒在水面上,使得它在水面上薄薄地覆盖一层,然后把小玻璃球放入盆中,再用手去捞小球。拿出小球后,表演者让观众看自己的手。使观众惊奇的是,表演者的手一点也不湿。

原理:滑石粉是一种天然的矿物质,它不溶于水,但很容易粘在手指上,粘在手指上的一层滑石粉膜使水不能粘在手上,从而保持了手指的干燥。

1+1≠2

现象:250毫升的酒精与250毫升的蒸馏水混合后的体积并不是500毫升。

做法:表演前,表演者取三只量筒,并标上A、B、C。在量筒A中倒入250毫升的蒸馏水,在量筒B中倒入250毫升的酒精,量筒C备用。表演时,表演者把这三只准备好的量筒拿到观众面前,对观众说:“下面我问大家一个最简单的问题,1加1等于几?”“当然是2了!”观众回答。表演者接着说:“下面你们会看到这个答案并非总是正确的。”说完,表演者示意观众仔细观察桌上的三只量筒,然后把量筒A中的水和量筒B中的酒精一起倒在量筒C中。这时,观众会看到一个奇怪的现象,混合后的体积不是500毫升,而是480多毫升。

原理:酒精和水混合后体积减小是由于酒精分子和水分子单独存在时的分子间隙大于酒精和水结合后分子的间隙。

听从命令的烟

现象:烟会随着红旗动而动,如听从命令的士兵一样。

做法:表演前,表演者准备一面丝绢做的小红旗、一根玻璃棒和一支带橡皮塞的试管。在橡皮塞上钻一个孔后,装上一根尖嘴玻璃管,再在试管里滴入5~6毫升的浓硝酸。然后再准备一个1平方厘米的铜片。表演时,表演者把这些东西拿到桌前,先把小红旗和玻璃棒摩擦几下,再把铜片投入试管中,并迅速用带有尖嘴玻璃管的橡皮塞塞住试管口。这时观众看到一股红棕色的烟从尖嘴玻璃管中徐徐升起,当表演者用红旗靠近烟雾时,烟雾也会向红旗靠拢,红旗动,它也跟着动,真像听从命令一样。

原理:试管产生的红棕色的烟雾是铜与浓硝酸反应后生成的二氧化氮气体,二氧化氮分子中的正负电荷并不重合,它是极性分子。丝制的小红旗和玻璃棒摩擦之后,就带上了电荷。所以当红旗靠近二氧化氮气体时,它会受到小红旗的吸引,从而造成了烟雾随着小红旗动而动的现象。

冰棍点纸

现象:用冰棍可以点燃一个纸卷。

做法:表演前,表演者用镊子夹取放在煤油中的一小块钾,切下一条,备用,把余下的再放回煤油中。然后用滤纸吸干钾条上的煤油,切去钾条表面的氧化层,把钾条用纸条卷起来,在其中的一端让钾露出一点儿。然后表演者再准备一根冰棍,并把它放在小碟子里。表演时,表演者把这些准备好的东西放到桌上,并把它们向观众展示,然后从桌上的碟子里拿起冰棍,用冰棍去接触纸卷里露出来的钾,观众看到,纸卷马上就被点燃了。

原理:钾是非常活泼的金属,遇水能发生剧烈的化学反应,产生氢气并放出大量的热,放出的热就可把氢气和纸都点燃了。

水中的火焰

现象:放在水里的一小团棉花会产生火焰。

做法:表演前,表演者取一小片钠,再用一小块棉花把钠包起来拧成团,备用。然后再取一只小烧杯,在烧杯中放入半杯冷水。表演时,表演者把已准备好的东西拿到观众面前,告诉观众,他能用这小团棉花在水中生火。然后表演者就把这小团棉花放入水中。观众看到,水中真的出现了火焰。

原理:金属钠与冷水发生化学反应生成氢气,并放出大量的热,而放出的热能点燃氢气,故此水中出现了火焰。

会跳舞的钠

现象:放入水中的钠块会在水中跳起舞来,而且所到之处还会出现一缕缕的红丝。

做法:表演前,表演者取一只烧杯,在烧杯中倒入2/3的水,在水中再滴几滴酚酞溶液。然后再准备一只藏有金属钠块的瓶子。表演前,表演者把准备好的东西拿到桌上,从煤油中取一小块钠,用滤纸轻轻地把上面的煤油吸干,投入水中,这时奇怪的现象出现了——钠块在水面上忽左忽右地跳起舞来,而且还不断地唱着歌。钠块到哪儿,哪儿就出现一缕缕的红丝,就像跳舞时用的红绸子一样,飘来飘去,当跳得高兴的时候,伴着火花,一跃而起,跳得很高,不久之后钠块消失了,就如同跳累之后去休息了。

原理:钠的密度比水的密度小,所以它浮在水面上。当钠与水反应时,产生大量的氢气和氢氧化钠。氢气就像喷气机那样推着钠块在水面上飘荡。由于这个反应还会放出大量的热,所以能使氢气着火、燃烧,这时就在水面上发出“吱吱”的响声,同时,由于氢氧化钠呈强碱性,使酚酞水溶液变红了。

七色火

现象:被点燃的七支粉笔会呈现出七种不同的彩色。

做法:表演前,表演者取七小段白粉笔,把它们分别放在饱和的硝酸钠、硝酸钾、硝酸钡、硝酸锂、硝酸锶、硝酸铜和硝酸钙溶液中浸泡几分钟,取出来晾干备用。然后准备七个小碗,在每个小碗中倒入约05厘米深的酒精。最后再准备一盒火柴。表演时,表演者把准备好的东西向观众展示,然后把七小段粉笔分别竖在七个小碗的酒精中,等酒精全部浸湿粉笔后,就用火柴点燃这些粉笔。观众惊奇地看到一幅美丽的七色火焰图:黄色、浅紫色、黄绿色、紫红色、洋红色、绿色和砖红色。

原理:在每支粉笔上有一种金属离子,这些金属离子在燃烧时,会发出不同波长的特征光,因而观众会看到不同的颜色。

红花两变

现象:红花可以变成白花,而白花又可变成红白相间的两色花。

做法:表演前,表演者摘一朵红色的鲜花,在花梗上系一根棉线。然后取一只大口透明的瓶子,在瓶中放三药匙亚硫酸钠,再注入稀硫酸,以浸没药品为宜,在瓶口盖上一个玻璃片。同时再准备一滴管稀盐酸。表演时,表演者先把这些东西向观众展示,然后将红花倒挂在瓶中(花不要接触底部酸液),用玻璃片迅速盖住瓶口,以防止气体逸出,并固定瓶中花的位置。片刻后,观众看到,一朵红花变成了一朵白花。表演者取出白花,把稀盐酸滴在白色的花瓣上。观众又看见,滴到盐酸的地方,白色变成了红色,使这朵花变成了红白相间的两色花。

原理:瓶中的亚硫酸钠和稀硫酸反应,生成硫酸钠、水和二氧化硫气体,二氧化硫具有漂白作用,它跟红花中的红色素结合生成了不稳定的白色物质,所以红花变成了白花。而在白花瓣上滴上的稀盐酸是氧化剂,在它的作用下,发生氧化还原反应,不稳定的白色物质分解,恢复了原来的红色,因此白花变成了红白两色花。

铁棒变铜棒

现象:用玻璃棒在铁棒的表面轻轻地敲一会儿,铁棒就变成了铜棒。