為什么燒完的火柴頭被磁鐵吸住了?

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火柴原本不是一種會吸引磁鐵的東西,但當火柴頭燒過之后,它卻被強磁鐵吸走了……

(原視頻:Home Science)


為什么燒完的火柴頭會被磁鐵吸引?如果只看火柴中最核心的幾種成分并不能找出答案,無論氧化劑氯酸鉀,還是硫、紅磷等成分應該都不會生成會被磁鐵吸引的產物。


不過火柴頭里其實還含有其他一些成分,比如把所有東西粘在一起的粘合劑,以及為火柴頭著色的物質,磁性的答案其實在這部分里。很多火柴頭都會做成紅棕色的,為它著色可以使用三氧化二鐵,而鐵氧化物正是這個現象出現的原因。


就在去年,《歐洲物理學報》上還發表了一篇論文專門探討這個現象。研究者利用質子X射線熒光分析穆斯堡爾譜學(不要問我這倆是啥_(:з)∠)_)對火柴頭中的成分進行了分析,結果顯示:這些安全火柴頭在燃燒前含有三氧化二鐵,而在燃燒后則產生了四氧化三鐵,從而產生了磁性。



為了驗證這一結果,研究者們又進行了模擬實驗。他們把氯酸鉀、碳粉和硫與氧化鐵混合,用粘合劑把它們粘到一根火柴棍上(原來的火柴頭被剪掉了)。這一次,燃燒后的“模擬火柴頭”也重現了被磁鐵吸引的現象。論文作者認為,在從三氧化二鐵到四氧化三鐵的反應中,周圍有有機物存在是必要的條件。


也有很多火柴并不是用氧化鐵著色,這些火柴就不會產生上述現象了。進行實驗演示的時候,選擇一種含有氧化鐵的安全火柴是成功的關鍵;鸩耦^的顏色是個很好的提示:含有氧化鐵的火柴頭應該是紅棕色的。需要注意并不是所有紅色頭的火柴都含有氧化鐵,尤其那種鮮艷的紅色很可能是用別的色素染的。同時,磁鐵也需要足夠強才行。


(試了下我家里紫紅色頭的火柴,果然完全不行……)


原論文:http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6404/aa74a7


本文經授權轉載自

酷炫科學(ID:SciencePorn)

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