热头条丨《褪色方法大赏》

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【资料图】

话说公元2020年8月25日

日本2025大阪·关西世界博览会

(简称“大阪世博会”)

的会徽定了

让我们来看看

从5000多件作品中脱颖而出的会徽

长啥样

小编表示很想知道其它被淘汰的作品长啥样

图源:参考资料[1]

而随后(2022年3月22日)公开的吉祥物

更是亮瞎大家的双眼……

你不要过来啊!

直至最近小编在网上看到了一张图

好家伙

红色的部分全部消失不见了

这是见不得太阳光

还是被紫外线消灭了

好了不开玩笑了

放大图片仔细观察

还是能依稀看到一点轮廓的

消失的红色

是因为使用了容易被太阳晒褪色的颜料

所以借此机会

我们来盘点一下

什么样的操作

可以让颜色消失

其实褪色的本质都是发生了化学反应,使原来的有色物质变成了新的无色物质。不过触发这些化学反应的方式却有很多种。

Chemistry化学法

1品红

学过高中化学的朋友们应该对品红都不陌生。当我们向品红溶液中通入二氧化硫(SO2)气体后,会发现原有的红色渐渐消失。但如果我们加热褪色后的液体,会发现红色再度显现。

品红溶液中通二氧化硫褪色原理

图源:参开资料[3]

二氧化硫(SO2)会先和水(H2O)反应生成亚硫酸(H2SO3),再和品红分子反应,使得右下角的基团发生了变化,这是导致品红溶液褪色的直接原因。但由于该产物并不稳定,所以加热后会重新生成原物质,从而颜色显现。

如果我们将通入气体换成氯气(Cl),那么氯气(Cl)和水(H2O)会反应生成氯化氢(HCl)和次氯酸(HClO)。次氯酸具有强氧化性,其与品红分子的反应生成了稳定的无色产物,所以即便加热也红色也无法复现。

品红溶液褪色前后

2亚甲基蓝

亚甲基蓝是是一种芳香杂环化合物,被用于化学指示剂、染料、生物染色剂等等。亚甲基蓝的水溶液在氧化性环境中呈现蓝色

亚甲基蓝结构式 | 图源:参考资料[4]

想让亚甲基蓝褪色,我们首先要将一定量的葡萄糖和氢氧化钠溶于水中,这样我们就得到了碱性葡萄糖溶液。此时我们再将少量亚甲基蓝加入碱性葡萄糖溶液里使其溶解,再将溶液静置。

一开始溶液呈蓝色,而随着静置时间的变长,蓝色会逐渐变。如果我们此时晃动这瓶溶液,使其于空气充分接触,那么溶液会再度变回原来的蓝色

溶液褪色前后

这个实验被称作“蓝瓶子实验”,利用的就是亚甲基蓝在不同环境下能呈现不同颜色的特性。

反应原理如下图所示,在氧化性环境中,亚甲基蓝的结构是图片右侧所示的结构;葡萄糖具有还原性,氢氧化钠提供了碱性的环境,从而使反应向左进行,生成了无色的新物质。

蓝瓶子实验原理 | 图源:参考资料[5]

而我们摇晃溶液时,溶液与空气中的氧气充分接触,从而再次被氧化成了原来的样子。实验可以反复进行,直至亚甲基蓝被完全反应。

Physics物理法

正如开头所说的会徽图,在阳光的照射下,红色渐渐变淡了。那为什么会徽中紫色的部分没有褪色?红色褪色的原因又是什么呢?

我们知道,物体之所以能显示出某种颜色,是因为其反射了这种颜色的光,而把其余颜色的光全部吸收

同时我们还知道,光的能量随着频率的增加而增加,也就是说可见光范围内,红色光的能量最紫色光的能量最

太阳光所辐射的光波段基本就是可见光波段,同时包括红外线、紫外线。那么会徽图案中红色的部分则是吸收了除红光波段以外的波段,而紫色部分则是吸收了除紫光波段以外的波段

从吸收的光的能量来看,红色部分吸收了更高的能量,而更高的能量则更容易破坏染料分子中的化学键,使得原本能够呈现颜色的基团被破坏,从而失去了颜色。

其实太阳光中对颜料具有主要破坏作用的成分就是紫外线,所以颜料颜色的频率越接近紫色,越不容易在光照下褪色

Conclusion结语

由于篇幅有限,小编没法把所有的褪色反应一一罗列。不过从以上三个例子就能看出,颜色在我们生活中起到了相当重要的作用,同时颜色之间奇妙的变换,也让我们对这个世界多了一份好奇。

不说了,小编要去化学间开始捣鼓那些带颜色的试剂了(打工去了……)

参考资料

[1] 2025年世界博览会 - Wikipedia

[2] 2025 大阪・关西世博吉祥物最终结果出炉!以「水之都」为灵感的变形怪成 Logo 视觉

[3] 郑天龙, 左香华. 二氧化硫使品红溶液褪色的实验与理论研究[J]. 化学教育, 2017, 38(9): 66-73.

[4] 亚甲蓝 - Wikipedia

[5] 蓝瓶实验 - Wikipedia

文中未标注来源的图片均源于网络

编辑:Eric