褪⾊⽅法⼤赏

作者: 不爱物理的⼩⽩

来源: 中科院物理所

发布日期: 2022-09-04 13:32:55

本文通过分析⼤阪世博会会徽和吉祥物的褪⾊现象,探讨了化学和物理方法导致颜⾊消失的原理,包括品红溶液与⼆氧化硫反应、亚甲基蓝的氧化还原反应以及阳光中紫外线对颜⾊的影响。

话说公元2020年8⽉25⽇,⽇本2025⼤阪·关⻄世界博览会(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⻓啥样。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⻅了。这是⻅不得太阳光?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。

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。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,使得右下⻆的基团发⽣了变化,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。

亚甲基蓝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。

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⻓,蓝⾊会逐渐变浅。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。

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,也就是说可⻅光范围内,红⾊光的能量最低,紫⾊光的能量最高。太阳光所辐射的光波段基本就是可⻅光波段,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。

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……)

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