试管里的彩虹~美丽的变色化学反应

来源：酷炫科学

大家看酷炫化学实验的时候，一般会期待这样几件事情：变色、爆炸、着火……_(:з」∠)_ 今天我们就来看看这些现象中相对安静但又很漂亮的色彩变化实验吧~

化学实验中的颜色有几种不同的原因造成，比如说共轭结构的有机物很多就有颜色，一些金属离子形成的配合物也有漂亮的颜色，还有金属颜色的焰色反应等等。pH值、氧化状态等等都会影响到色彩，导致变色反应~

下面我们就来看几个比较常见的变色反应，在这里会列出原理和安全注意事项，不过还是不建议大家在家做化学实验（除了某些真的完全用生活用品就能完成的实验之外）

1：彩虹番茄汁

这个实验是利用番茄汁和饱和溴水做的。在番茄汁里面慢慢滴加溴水，然后得到了红→蓝绿→黄这样萌萌的渐变色，看起来很像鸡尾酒呢！

但是！需要特别提醒的是，饱和溴水有毒且腐蚀性强，必须在专业实验室里小心操作，一般人就别想着自己做了。而且这杯漂亮的彩虹番茄汁也绝对不可以喝。

实验的原理是这样的：番茄汁的颜色来自一种名叫番茄红素的分子，它在分子中有很多双键。这些双键可以和溴发生反应，而反应产生的一个中间产物可以带来蓝色。黄色的部分是溴水的颜色，绿色部分就是黄蓝的混合色啦~

2：变色龙

这个能变出三种颜色的反应是高锰酸钾发生的氧化还原反应。最一开始的紫红色溶液是加了高锰酸钾和葡萄糖的，倒进其中的是氢氧化钠溶液。葡萄糖属于“还原糖”，它是有还原性的，在氢氧化钠提供的碱性环境下，它和高锰酸钾反应，形成锰酸盐（绿色），然后再形成二氧化锰（少量分散在水中时呈现棕黄色），这就是变色的由来啦~

相对上一个实验，这个更安全，葡萄糖没事儿，高锰酸钾和氢氧化钠也是用的稀溶液。不过还是不太建议大家在家做化学实验~（重要的事情多说几遍）

3：红绿灯

同样是一种三色变色的化学反应，摇一摇就变色呢~

这个瓶子里面产生颜色最关键的一种物质是靛蓝胭脂红（indigo carmine，或称酸性靛蓝），它可以作为食品色素，同时它还兼具酸碱指示剂和氧化还原指示剂的特性，也就是说，不同的pH和氧化还原状态都会让它产生不同的颜色。

瓶子里除了靛蓝胭脂红还加入了葡萄糖（还原剂）和氢氧化钠溶液（提供所需的pH环境），而氧气充当了氧化剂。在这样氧化还原和pH的作用下，靛蓝胭脂红是这样变色的：

中间的那一行也就是我们看到的“红绿灯”啦。

这个反应的安全性也还好，我的建议同上一个……

4：分层变色

和渐变色不同，这个反应可以清晰地显示橙蓝两层颜色。

下面的一层是加入了一些硫酸的重铬酸钾溶液，上面透明的部分是乙醚，引发反应时在其中加入了一些双氧水，反应开始之后，迅速地产生气泡，乙醚的一层会被染成深蓝色。

反应式是这样的：

K2Cr2O7 + H2SO4 + H2O2 → 2 CrO5 + K2SO4 + 5H2O

这里面产生的过氧化铬CrO5就是那个深蓝色的来源。这种物质很不稳定，它还会继续反应：

2CrO5 + 7H2O2 + 3H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 10H2O + 7O2

这里产生的氧气就是气泡的来源。过氧化铬在水溶液中也是蓝色的，只不过通过乙醚萃取，可以让蓝色保持较长的时间，以方便观察。

这个反应比较剧烈，当然就更不推荐大家自行尝试了……而且说实话这个演示动图试管装得有点太满了你说是不……

说了半天都不适合在家玩啊(╯‵□′)╯︵┻━┻，如果你们想在家里做变色反应的话，还是推荐试试紫甘蓝或者姜黄