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火柴原本不是一种会吸引磁铁的东西,但当火柴头烧过之后,它却被强磁铁吸走了……

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(原视频:Home Science)

为什么烧完的火柴头会被磁铁吸引?如果只看火柴中最核心的几种成分并不能找出答案,无论氧化剂氯酸钾,还是硫、红磷等成分应该都不会生成会被磁铁吸引的产物。不过火柴头里其实还含有其他一些成分,比如把所有东西粘在一起的粘合剂,以及为火柴头着色的物质,磁性的答案其实在这部分里。很多火柴头都会做成红棕色的,为它着色可以使用三氧化二铁,而铁氧化物正是这个现象出现的原因。

就在去年,《欧洲物理学报》上还发表了一篇论文专门探讨这个现象。研究者利用质子X射线荧光分析和穆斯堡尔谱学(不要问我这俩是啥_(:з)∠)_)对火柴头中的成分进行了分析,结果显示:这些安全火柴头在燃烧前含有三氧化二铁,而在燃烧后则产生了四氧化三铁,从而产生了磁性。

为了验证这一结果,研究者们又进行了模拟实验。他们把氯酸钾、碳粉和硫与氧化铁混合,用粘合剂把它们粘到一根火柴棍上(原来的火柴头被剪掉了)。这一次,燃烧后的“模拟火柴头”也重现了被磁铁吸引的现象。论文作者认为,在从三氧化二铁到四氧化三铁的反应中,周围有有机物存在是必要的条件。

也有很多火柴并不是用氧化铁着色,这些火柴就不会产生上述现象了。进行实验演示的时候,选择一种含有氧化铁的安全火柴是成功的关键。火柴头的颜色是个很好的提示:含有氧化铁的火柴头应该是红棕色的。需要注意并不是所有红色头的火柴都含有氧化铁,尤其那种鲜艳的红色很可能是用别的色素染的。同时,磁铁也需要足够强才行。

(试了下我家里紫红色头的火柴,果然完全不行……)

图片来自pixabay

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原论文:http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6404/aa74a7

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