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影视作品中的化学知识(14):镁光灯

2013-05-16 11:26阅读:
我们现在常看到报道中说谁谁聚焦在镁光灯下,这是描述某些曝光率高的名人。镁光灯指的是照相用的闪光灯。可能大家都知道,现在的数码相机用的闪光灯是氙气灯,可以连续使用很多次。利用氙原子跃迁发光的原理,当按下快门按钮时,相机的一个开关瞬间启动闪光灯;在此同时,储存在闪光灯电容器内的高电压电力,在一刹那间于充满氙气(Xe)的灯管内放电,而产生短促的强烈闪光。
而早期照相用的闪光灯是用燃烧镁粉的方法来发光的,所以延用至今仍称照相机的闪光灯为镁光灯。普通的镁光灯只能使用一次。
在很多清末民初时代背景的影视作品中,经常能看到利用这种镁光灯照相的场景:

影视作品中的化学知识(14):镁光灯
影视作品中的化学知识(14):镁光灯

影视作品中的化学知识(14):镁光灯
影视作品中的化学知识(14):镁光灯
从剧照中可以看到,由于镁粉燃烧的白光十分耀眼,所以常刺得人不自觉的闭眼。
另外,镁燃烧时还会产生白烟:

影视作品中的化学知识(14):镁光灯
影视作品中的化学知识(14):镁光灯
影视作品中的化学知识(14):镁光灯
那么,为什么镁燃烧会有白烟呢?白烟的主要成分又是什么呢?
我们知道镁能和空气中O2N2CO2发生反应:
2Mg+ O2 = 2MgO
3 Mg+ N2= Mg3N2
2Mg+ CO2 =2MgO+C
从反应来看,白烟的成分中可能含MgOMg3N2、C,实际上经实验测定[1]的结果白烟的主要成分为MgO,次要成分为Mg3N2, 单质碳几乎没有,这是因为空气中CO2含量很低,故与Mg反应生成的碳单质很少。
若将金属NaMgFeAl等金属分别在氧气中燃烧,发现NaMg会产生白烟,而FeAl在氧气中燃烧无“烟”生成。金属在气体中燃烧能否生成“烟”,与金属单质的沸点有关。金属NaMg由于本身沸点相对较低,固体表面原子会发生剧烈气化,进入空气中迅速氧化成相对密度较小的氧化物,从而形成大量漂浮的白烟。[1]而FeAl等沸点较高,原子难气化,只在金属表面反应,且对应氧化物的熔沸点也高。
铝、铁两种金属在空气中燃烧虽然不生成“烟”,在氯气中燃烧却能生成“烟”,这是因为燃烧产物金属氯化物的沸点较低。

参考文献:[1]钱嘉乐等.空气中镁燃烧时白烟的成分与成因探究[J].化学教学2012,(8):51~52.

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