照相與化學復習過程

照相與化學11．1喜慶用品

一、鞭炮和爆竹我國人民有一個傳統(tǒng)習慣，在喜慶吉日、喬遷開業(yè)之時，都要放鞭炮、爆竹，以示慶賀，增添喜慶氣氛。爆竹內(nèi)的火藥是以1硫2硝3碳的黑色火藥為基礎發(fā)展而來的，一般配方是：硝酸鉀（KNO3）3克硫磺（S）2克炭粉（C）4.5克蔗糖（C12H22O11）5克鎂粉（Mg）1～2克點燃后的爆炸反應主要是：S＋2KNO3＋3C＝K2S＋N2＋3CO2＋707千焦爆炸反應的特點有：①反應速度極快；②產(chǎn)生大量熱并導致高溫；③體積急劇膨脹；④低敏感度。一、鞭炮和爆竹

11．1喜慶用品

二、煙花煙花即花炮、彩色煙火、禮花，常用于節(jié)日之夜，也可用作照明彈、信號彈。①結構。由底部和頂端兩部分組成。底部為一大爆竹，裝黑色火藥，爆炸時將頂端推向空中。頂端為一圓球，裝有燃燒劑（主要成分為黑色火藥）、助燃劑（主要成分為鋁鎂合金、硝酸鉀、硝酸鋇等，其中硝酸鹽分解放出大量氧，使燃燒更旺）、發(fā)光劑（鋁粉或鎂粉，燃燒時放出白熾光）、發(fā)色劑（為各種金屬鹽，是產(chǎn)生色彩的關鍵成分）、笛音劑（高氯酸鉀和苯甲酸的混合物，燃燒時發(fā)出美聲）。

②成分。不同顏色煙花的配方見表11－1表11－1常見焰色煙花配方焰色

配方組成（克）紅焰氯酸鉀2.5硫磺粉2.5木炭粉1硝酸鍶8綠焰氯酸鉀3硫磺粉1.5木炭粉0.5硝酸鍶6藍焰硫磺粉2硝酸鉀9三硫化二銻2黃焰氯酸鉀3硫磺粉12木炭粉2硝酸鈉5白焰硫磺粉3木炭粉2硝酸鉀12鎂粉1紫焰氯酸鉀7硫磺粉5硝酸鉀7蔗糖2焰色來源于高溫下金屬離子的焰色反應。在實驗室里我們可利用焰色反應來鑒定金屬離子(見下表)：離子鋰鈉鉀銣銫鈣鍶鋇銅焰色紅黃紫紫紅紫紅橙紅紅黃綠綠

除上述發(fā)色劑外，還有硝酸銫（天藍）、硝酸銣（紫紅）、氯化鉈（綠）、硫酸銅（藍）、硝酸銦（藍靛色）等。高級煙花中有笛音劑。三、煙幕

戰(zhàn)場上的煙幕彈、舞臺上的神仙境界，均由化學煙霧劑產(chǎn)生。方法很多，主要有：1．硝酸銨法取3份硝酸銨平鋪于溫熱的石棉板上，蓋2份鋅粉，加水數(shù)滴，即產(chǎn)生由氧化鋅固體顆粒組成的煙，反應式為：

NH4NO3＋Zn====ZnO+2H2O水2．乙二醇法將液態(tài)乙二醇（HOCH2CH2OH，沸點198℃）密封加壓，噴到已加熱的電熱絲后迅速蒸發(fā)形成大量霧狀蒸氣。此法近年來普遍用于舞臺，加入香料可去異味。3．五氧化二磷法將干燥的五氧化二磷（P2O5）噴于空氣中，因強烈的吸水而呈霧，如飛機作藍天寫字的特技表演。4．干冰法干冰即固體二氧化碳，它有很大的飽和蒸汽壓，很易升華。升華時會大量吸熱（25.23千焦/摩爾），使其附近空氣的溫度急劇下降，因此，空氣中的水汽就會凝結成霧滴在空中彌漫，猶如仙境的云霧一般。若配上各色燈光，效果更佳。11．2化學游戲

一、彩色溫度計

試管中加半管95%乙醇和少量紅色氯化鈷晶體（COCl2·6H2O）振蕩使溶解，在常溫下為紫紅色，加熱時隨溫度升高呈藍紫色至純藍。變色原因是鈷的水合物逐步失水所致：

25～52℃

90℃

120℃COCl2·6H2OCOCl2·2H2OCOCl2·H2OCoCl2

（粉紅）

(紫色）

藍紫

藍

二、萬紫千紅在白紙上用硝酸鉍、硫酸亞鐵、硫酸銅、硝酸銀的稀水溶液畫上各種景物（粗看不見痕跡），用2%鐵氰化鉀噴霧，即顯出彩色圖案。顯色原因：上述各種金屬成分與鐵氰化物反應生成不同顏色的鐵氰化物沉淀，鉍，棕色；亞鐵，深藍色；銅，綠色；銀，橙色，這種噴霧顯色法是紙色層法、薄層色譜法的檢測（顯色）基礎。三、火花璀燦

方法：將鎂粉、鐵粉和少許鈷、鉀、鋇的硝酸鹽粉末混合，置于玻璃管中，并將此管之一端拉成小口（使粉末能出為度）。將蠟燭豎于一金屬盤中點燃。小心地將金屬及硝酸鹽粉末徐徐灑于燭焰上，立現(xiàn)璀燦的火花。

原理：鎂有較強的化學活性，在空氣中易氧化，燃燒時反應劇烈發(fā)出耀眼白光，常用于制照明彈、鎂光燈等。鐵也相當活潑，在水汽存在下，高溫時燃燒，火星四射。此外，鐵粉中有碳粉，燃燒時亦發(fā)射火星，各種硝酸鹽使火焰著色（即焰色反應）。四、液中火星

用滴管取8毫升濃硫酸加于試管的底部（勿粘管壁），另用量筒將20毫升無水乙醇小心沿管壁加至試管中；往試管中投幾粒高錳酸鉀晶體，立即不斷產(chǎn)生火星，閃閃發(fā)光成焰火狀，原因是高錳酸鉀（KMnO4）在濃硫酸中生成氧化性更強的七氧化二錳（Mn2O7），后者與乙醇作用時發(fā)出火星。11．3化學魔術

魔術指以敏捷的動作或特殊技巧把真實情況掩蓋，使觀眾感到或有或無、變化莫測的方術，也叫幻術或戲法?；瘜W魔術指以化學變化為基礎的表演技巧，下面介紹的主要是火和水的不同性質(zhì)的應用。

一、火的魔術1．燒不壞的手帕將手帕用50%稀酒精溶液浸透，取出后點燃其一角，一邊迅速揮動，一邊燃燒，待火焰熄滅后，手帕仍完整無損。原因是酒精（乙醇）燃燒時放出的熱量消耗于水的蒸發(fā)，同時邊燒邊揮動加快了熱量的散失，故火焰實際溫度不高，達不到手帕的燃點。不過，若酒精濃度太高，且揮動不快，則手帕仍可能燒著。2．手帕包火

將一粒萘球用手帕包好后以鑷子夾住，點燃手帕，很快著火，發(fā)出紅色火焰并有濃煙。燃燒完畢，火焰熄滅，但手帕無損。因為萘是燃點較低的碳氫化合物，易燃且易升華。升華要吸熱，燃燒放出的熱量剛好消耗在萘的升華上。但要注意手帕要將萘丸裹緊，使氧氣不足，且燒的時間不能太長，否則手帕仍能燃著。

3．紙包火將一小團脫脂棉放到5毫升濃硝酸和10毫升濃流酸的混和液中，浸泡20分鐘后取出，用水洗滌至中性，晾干后即成硝酸纖維（火棉），用一張大紙松包住蓬松的硝化纖維，留一個可點火和觀察的小孔，再將一燒紅的鐵絲或木條伸進小孔點燃火棉，此時可看到包住熊熊大火的紙仍安然無損。

原因：由于火棉容易分解放出二氧化碳、二氧化氮和水，速度快，而且蓬松后間隙大，燃燒放出的熱量消耗在氣體和水蒸汽溫度的提高上，成為低溫火焰，報紙還來不及燃燒時火棉已分解完。當然，如火棉太多，或所紙包得太緊時，仍可燒著。二、水的魔術

1．噴煙入瓶用玻璃瓶蓋和布方巾同時蓋在瓶子上，表演者遠離桌臺，點燃一支香煙連吸幾口，張口將煙向桌臺上的玻璃瓶噴去，打開布方巾和瓶蓋，瓶中即裝滿煙霧。

原因：玻璃瓶中預先放約5～10毫升濃鹽酸，瓶蓋內(nèi)預先放入5～10毫升濃氨水，揭蓋時將兩者混合形成氯化銨煙霧。HCl+NH3====NH4Cl2．瓶液變色在250毫升錐形瓶中加入水、氫氧化鈉及葡萄糖，再加入亞甲基藍水溶液。此時溶液呈藍色。搖勻后塞住瓶口，溶液逐漸轉為無色。但是，打開瓶塞搖動瓶子，溶液又很快變藍，再放置又轉為無色，藍色的深度取決于搖動的時間和猛烈程度。

原因：亞甲藍在葡萄糖作用下還原成無色物，而在空氣中氧的作用下恢復其藍色。在此過程中葡萄糖被氧化成葡萄糖酸，亞甲藍則作為氧化還原指示劑和氧的輸送者。3．各色“飲料”

取8個高腳玻璃酒杯，分別加入半杯5%硫氰化鉀、苯酚、乙酸鈉、亞鐵氰化鉀、硝酸銀、硫酸鈉、碘化鉀、碘化鉀淀粉液，另在一茶壺中盛10%三氯化鐵溶液，給每只高腳酒杯注入壺中溶液，邊加邊攪拌，分別得到類似玫瑰酒、可口可樂等不同色液。原因：酒杯中的各種溶液與鐵鹽生成不同色澤的配合物或沉淀：硫氰化鐵（紅）、酚鐵配合物（紫）、乙酸鐵（褐）、硫化鐵（黃）、亞鐵氰化鐵（藍）、碘（棕）、碘一淀粉（深藍）、氯化銀（乳白色沉淀）。4．白紙顯字①準備

先將硫氰酸鉀（KCNS）、黃血鹽（亞鐵氰化鉀）、水楊酸（鄰羥基苯甲酸）、單寧酸四種藥品分別用溫水溶解，然后根據(jù)需要的顏色，用毛筆分別蘸著藥液在白紙上寫字或畫畫（每換蘸一次藥液都要把毛筆洗凈），晾干后白紙上仍然什么也看不見；再將三氯化鐵溶于水配成溶液后裝入DDT噴霧器里。②表演

表演者把三氯化鐵水溶液噴到事先繪有藥劑的紙上，就會立即出現(xiàn)原來寫好的字或畫了，顏色分別為：硫氰酸鉀，呈紅色；黃血鹽，呈綠色；水楊酸，呈紫色；單寧酸，呈黑色。顏色的深淺，取決于藥品的濃度，可根據(jù)經(jīng)驗自行掌握。

5．萘球跳舞①材料

無色透明的敞口瓶或燒杯1個；小蘇打、檸檬酸結晶粉各1湯匙；萘球數(shù)枚；清水1杯。②表演

先將兩種試劑置于瓶底，然后當眾加水至將滿，將萘球投入其中，它們就會自行上下翻騰，好似跳舞一般。如在表演時，瓶后有彩色燈光照明則效果更佳；如萘球動作緩慢下來，說明藥力逐漸減弱，可重新加藥后讓其繼續(xù)表演；依上述藥量可使表演延續(xù)1小時以上。

原理：小蘇打與檸檬酸在水中起中和反應，使水液上下翻騰。而萘球的比重稍大于水，似沉不沉，故能隨水液之運動上下跳起舞來。11．4化學偵破技術1．隱墨水指字跡或隱或現(xiàn)的墨水，其特點是寫在紙上的文字，平時不會顯現(xiàn)出來，須把它加以適當?shù)奶幚?，使其起化學變化，才能呈現(xiàn)顏色。有關隱墨水及顯色液的研究是不斷進步的，用法越來越奇妙。例如：①鈷水。用此液在白紙上寫字，干后不顯字跡，但加熱（如電熱吹風或烘烤）即顯藍色；遇水蒸汽（如在熱水瓶口移動）字再隱沒。原因是CoCl2·2H2O為淡紫色，其水溶液色淺，而無水物COCl2為藍色。②酚酞水。即1%酚酞的酒精溶液。用堿水涂抹時顯紅色，用酸（如醋酸）涂抹則褪色。③淀粉液。1%淀粉水溶液或牛奶液。書寫后用碘液涂抹顯藍色，烘烤或微熱后由于碘揮發(fā)而褪色。2．無色墨水（一次性密寫液）①亞鐵溶液。書寫時無色，加熱顯出字跡。

②洋蔥汁。用白蠟、檸檬汁或洋蔥汁、稀硫酸在紙上寫字，干后不留痕跡。烘烤或電熱吹風后，字跡呈棕色。

3．血液檢驗血液檢驗是犯罪現(xiàn)場證據(jù)剖析的重要內(nèi)容之一。①基本步驟判定可疑血斑是不是血跡，是人血還是動物血，確定血型。②主要方法

目視法：看血的顏色、光澤以及組織的稠密程度，可判定是不是血。若是血，則將其溶于水，加稀氨水時不變色，而加濃氨水則變棕色并有凝聚物生成。

化學法：血液中存在過氧化酶可作為特征顏色反應的催化劑。如它催化過氧化氫對聯(lián)苯胺的氧化生成醌類化合物，顏色由綠色變成藍色以至紅色，用此法可以判斷是否人血。血型鑒定的原理是不同人的血清使紅細胞凝結能力是不同的，由標準血清的血型就可判斷出未知血樣的血型，這是法醫(yī)檢驗的力證。11．5照相與化學

照相（攝影）在現(xiàn)代人們?nèi)粘Ｉ钪姓加兄匾匚弧３送ǔ４蠹沂煜さ膴蕵窋z影以外，還有建筑設計的藍圖、電影、X光膠片以及軍事偵察、金相分析、宇宙衛(wèi)星、地圖測繪、探險考察、縮微資料復制等多個領域，都要用到照相。一、銀鹽的光化學

典型的照相膠片含有由極難溶解的溴化銀(AgBr）所組成的微小晶體。這些顆粒懸浮于明膠中，生成的明膠乳劑熔化后涂布在玻璃板或塑料片基上。當適當波長的光照到一個顆粒上時，在顆粒內(nèi)留下少量游離銀的一系列化學反應就開始了。最初溴離子吸收光子產(chǎn)生一個溴原子：吸收光Ag＋Br－Ag＋＋Br0＋eAg＋Br－Ag＋＋Br0＋e吸收光

銀離子能與電子結合產(chǎn)生銀原子（Ag＋＋e→Ag0），顆粒內(nèi)部的締合作用產(chǎn)生Ag2＋、Ag20、Ag3＋、Ag30、Ag4＋和Ag40。存在于曝光后溴化銀顆粒中的這種游離銀提供了潛影。潛影就是保存在鹵化銀顆粒中的“看不見而又能被顯現(xiàn)出來的影像”。在同樣條件下，未曝光的顆粒不能被顯影劑還原。

二、顯影

當曝過光的膠片放入顯影液中時，含有銀原子核心的顆粒要比不含它們的顆粒還原得更快。在給定的顆粒中，核心越多，反應就越快。溫度、顯影液濃度、pH和每個顆粒中核心的總數(shù)等因素決定顯影的程度和在膠片乳劑中沉積的游離銀的密度（黑度）。常被用作顯影液的化合物主要有棓酸（沒食子酸）、鄰氨基酚、對苯二酚、對甲胺基苯酚（米吐爾）、1－苯基－3－吡唑烷酮（菲尼酮）等。

三、定影

如果顯影只是在光強最大的地方產(chǎn)生游離銀，而對底片不做進一步處理，則把它一拿出暗室，未顯影的鹵化銀就會立刻曝光。常用的定影液是硫代硫酸根離子（S2O32-）。硫代硫酸根離子與銀離子形成可溶于水的穩(wěn)定配合物，以除去未還原的鹵化銀，達到“固定”底片的目的。

AagBr(s)+2S2O32-==Ag(S2O3)23-+Br-一種常用的酸性定影液的配方為：

定影劑硫人硫酸鈉250克保護劑無水亞硫酸鈉25克酸醋酸（28%）48毫升堅膜劑明礬15克加水至1000毫升四、加厚曝光不足的相片，所得影像太薄，可用化學方法進行加厚，以增加相片的黑度和反差。五、減薄在攝影過程中，如果曝光過度或顯影過度，都會使影像的黑度加大，這可用化學減薄的方法來補救。

（一）赤血鹽減薄法

（二）高錳酸鉀減薄法

六、相片調(diào)色

用化學方法，可以把影像轉變成不同的顏色，這種操作叫做相片的調(diào)色。調(diào)色一般是在相片上進行。它是利用化學藥品把銀影轉變成有色的銀的化合物，或是將其他金屬的有色化合物沉積在影像上面，使照片呈現(xiàn)多種單色的色調(diào)。11．6化學工藝品

一、葉脈書簽

葉脈書簽小巧玲瓏，雅觀大方，尤為青少年和讀書人喜愛。制作方法為：將6份氫氧化鈉和6份碳酸鈉溶于100份水中制成強堿溶液；在燒杯中將堿溶液加熱至沸，加入新鮮樹葉繼續(xù)煮沸5～10分鐘并輕輕攪動，直至樹葉上的綠色軟物質(zhì)溶解離去，用鑷子夾出放于清水盆中；用試管刷軟軟地刷去綠色的軟物質(zhì)部分，直到完全剩下白色葉脈為止，取出，用清水漂洗后晾干；然后噴灑成美麗的圖案或染成五顏六色再晾干；經(jīng)壓平后配上柔軟的絲織線，便成一枚惹人喜愛的葉脈書鑒。二、獨特影像1．瓷像

在瓷碟、瓷杯、瓷片上燒制永固人像，曾經(jīng)出現(xiàn)過“像章熱”在全國盛行過。燒制黑白瓷像的步驟簡介：⑴購買或自配感光藥水。配方(略)。⑵上色粉。通常選用彩色瓷釉上色粉（俗稱低火顏料）。⑶烘干后置于爐中燒之，即得永固瓷像。(此種瓷像之色素已與瓷碟之釉起化學變化，通常在1000℃以內(nèi)不致變色，1300℃以內(nèi)不致失去原像。)欲得理想的瓷像，首先要有一幅清晰的底片；其次是要制成一幅完美的膠膜；第三是用火時要掌握適當?shù)臏囟群蜁r間，操作較復雜，需從實際中積累經(jīng)驗。2．手帕像在小手帕上印上當?shù)氐娘L景，紀念人像或自己的照片，很受人們喜愛。制作方法為：

⑴準備兩種化學藥劑。①鐵氰化鉀水溶液（鐵氰化鉀6份、水5份）；②檸檬酸鐵銨水溶液（檸檬酸鐵銨6份、水5份）。分別配成溶液后貯于黑色（或棕色）瓶內(nèi)備用。

⑵混合溶液。印照片時，把兩種溶液等量混合使之成為淡綠色，然后將手帕放在其中浸透，取出瀝去水分，掛在暗室里吹干備用。

⑶手帕干透后鋪在木板上，底片平放上去，再用黑紙片把底片以外的地方蓋住，其上壓以玻璃片，然后放于太陽光下曬10幾分鐘，手帕上就會出現(xiàn)影像，再把手帕放到冷水中洗滌數(shù)分鐘，洗去手帕上浸沾的液體，顯影即完成。

解釋：手帕上未經(jīng)感光的部分所附著的化學藥品，都是水溶性的，可用水洗去恢復原來的白色，已曝光的部分，因檸檬酸鐵銨被光線照射還原成為亞鐵鹽，立即與鐵氰化鉀反應生成不溶于水的鐵氰化亞鐵（又稱滕爾藍）附著在手帕上。經(jīng)處理后的手帕，在底片部分的黑白即呈現(xiàn)藍白色，變成色調(diào)悅目的影像。3．樹葉像樹葉上出現(xiàn)人的影像，既新奇又雅觀。制作方法是：選擇幾片嫩的初生葉片，用黑紙將它密包3天，或大量采摘后置于暗房中保鮮擱置3天，使樹葉變?yōu)槟埸S色；然后去掉黑紙，在樹葉正面覆上底片，樹葉背面用平的黑紙托住，底片用透明玻璃壓平，放于陽光下曬3～4小時；接著在暗處去掉底片和托紙，把樹葉投入水浴加熱的沸酒精中除去葉綠素，樹葉就會變成白色或淡黃色；取出樹葉用水沖洗一下，放入碘酒中，樹葉就會出現(xiàn)影像，再水洗干凈、壓平、晾干，一張新奇雅致的樹葉像片就會出現(xiàn)在您的眼前。

其反應原理是因為樹葉在陽光下會發(fā)生光合作用，生成淀粉微粒，淀粉遇碘酒變藍色，所以會出現(xiàn)藍色影像。三、石膏像石膏像潔白雅致，令人喜愛。制作過程：將熟石膏粉按比例加水拌合成糊狀，澆灌到模具里，然后凝固成形取出陰干。先將模具合口對齊用鐵夾上下堅固，然后左手將模具倒口提起，右手用碗在水桶舀半斤水，再抓150克熟石膏粉，攪拌成稀糊狀后全部澆灌于模具里，再騰出右手握緊另一端鐵夾處，反復轉動到厚薄均勻、初步凝固為止。然后再用粉200克第二次澆灌轉勻，并及時將碗里剩的較稠的粉料用手指刮下涂抹到底座四周，放5～10分鐘左右就可打開模具，取出塑像。初起的塑像底座往往不平，可用小刀切削。如發(fā)現(xiàn)像上有氣孔或缺陷處，可用毛筆尖沾水粘上粉末填補抹光，以得到滿意的石膏像。如需要彩色塑像，可調(diào)制色料，用筆上彩或噴涂上色。四、人工斑竹及其字畫

用斑竹制成家具，顯得古色古香，但天然斑竹材料難得，價格也貴。用化學方法使普通竹制品變?yōu)榘咧裰破罚遗c天然斑竹毫不遜色，足以亂真，原料即為普通竹制品和稀硫酸、細泥。制作方法是：把經(jīng)篩過的細泥用稀硫酸拌成濃漿狀的酸泥，隨意灑在竹制品上，然后將灑上酸泥的竹制品放在微火上慢慢烘干，待水分幾乎蒸干、酸泥開始脫落時，用水洗去竹制品上的泥土，則普通竹制品就變成雅致美觀的斑竹制品了。其竹上的斑點，有的顯深棕色，有的顯淡棕色，幾乎與天然斑竹一樣。如果用這種酸泥在竹具上題字、繪畫，用上法烘烤，則竹制品上就會留下美麗的字畫。原理：酸泥在火上烘烤，由于一部分水蒸發(fā)，稀硫酸即變成濃硫酸，具有很強的脫水性，能使竹中的纖維素炭化，留下炭化焦點，所以竹上會出現(xiàn)深、淺棕色的斑點。其反應式為：

濃H2SO4（C6H10O5）n========5nH2O+6nC

五、電鍍鮮花

鮮花經(jīng)過電鍍，可以成為永不凋謝的貴金屬或普通金屬飾物。鍍金鮮花是令人喜愛的紀念品或禮品，尤其適合上層女性佩飾。目前，鮮花鍍金在新加坡、香港和泰國等國家和地區(qū)已成為一種極時髦的裝飾點綴工藝品。電鍍鮮花可以保留鮮花原有的形態(tài)和花瓣紋理，并可永遠保留鮮花最妖艷的剎那形態(tài)。制作工藝(略)六、玻璃蝕刻在玻璃上刻出的字畫可以永久保存。因此，玻璃字畫一直是市場上的一種緊俏工藝品。目前此技術已廣泛應用于日常生活