
“法老之蛇”实验是一系列实验的通称,特点是燃烧后,都会生成体积很大的多孔灰烬,外观看起来有时候就像蛇。
法老之蛇实验的经典做法是硫氰酸汞[Hg(CNS)2],很多重金属的硫氰酸盐受到激发(例如点燃)后会放出能量,因此燃烧较为剧烈,硫氰酸汞燃烧后生成的固体产物有一定黏性,同时会生成N2等多种气体,使得燃烧灰烬变得体积大而疏松多孔,即形成“法老之蛇”。问题是制造硫氰酸汞的主要原料氯化汞、硝酸汞等可溶性汞盐都有剧毒,另一种原料可溶性硫氰酸盐,例如硫氰酸钾等,毒性虽然不大(一般认为只有氰化物的1/200左右),但燃烧硫氰酸汞生成的气体中,可能含有少量剧毒气体,因此这种实验方法有较大的危险性,只能在专业的实验室中进行,切不可在家中进行。
有些重金属的硫氰酸盐甚至可作为火工品原料,例如硫氰酸铅可代替雷汞,用于制造手榴弹拉火管中的摩擦发火药剂,比雷汞要安全得多(雷汞是起爆药,摩擦发火时放出的能量较大,不太安全,硫氰酸铅放出的能量则小多了)。
一种代替硫氰酸汞制造“法老之蛇”的实验方法,过去在国外较为流行,此方法用重铬酸钾、硝酸钾和白砂糖的混合物代替硫氰酸汞,重铬酸钾和硝酸钾作为氧化剂,白砂糖作为还原剂,并控制氧化剂和还原剂的配比,点燃后不太剧烈地燃烧,白糖不完全燃烧的灰烬也有黏性,在燃烧生成气体的作用下,同样变得体积大而疏松多孔,也会形成“法老之蛇”,燃烧时重铬酸钾的还原产物Cr2O3会将燃烧灰烬“染”成绿色,因此这样制造的“法老之蛇”较为好看。但重铬酸盐是六价铬化合物,毒性也不小,而且还是较强的致癌物,严重污染环境,因此今天国内外都不推荐这样实验。目前硝酸钾和重铬酸钾、重铬酸钠等重铬酸盐已经列入易制爆危险化学品进行管制。
家庭版“法老之蛇”实验改用碳酸氢钠作为气体发生的药剂,利用燃烧时碳酸氢钠分解出的CO2等气体将白糖不完全燃烧的灰烬变得疏松多孔,但由于没有加氧化剂,需要用酒精辅助燃烧以提高燃烧温度,碳酸氢钠是一种阻燃剂(碳酸氢钠是干粉灭火剂的重要原料之一),因此即使加上酒精燃烧,燃烧也不会很剧烈,做出的“法老之蛇”效果一般,不太容易做出较长的“蛇”。这种实验方法中白糖燃烧更不完全,燃烧时部分白糖会发生缩合等复杂的反应,生成焦糖色素等有色物质,可能就是实验残留物中出现有色物质的原因。
焦糖色素是一种广泛应用的食品色素,可口可乐中就含有这种色素,将白糖加热到熔化后继续加热一段时间,颜色就会逐渐变深,即生成了焦糖色素。
