在梵蒂冈选教皇的过程中曾出现了令人啼笑皆非的大乌龙。原本看似严谨的选举程序却在关键时刻陷入混乱，各方争执不下，局面一度僵持。然而，就在大家都束手无策之时，一位化学家凭借其敏锐的观察力和专业知识登场了。他运用化学领域的独特思维和方法，对选举中的一些关键因素进行了细致分析和验证。最终，化学家以其冷静与智慧，帮助解决了这一棘手的难题，使得梵蒂冈选教皇的进程得以顺利推进，也让人们对科学在不同领域的作用有了新的认识。

当地时间5月7日，西斯廷教堂的烟囱冒出了滚滚黑烟。这意味着教堂内正在举行秘密会议，133名枢机主教齐聚以选举新教皇，但选举未得出结果。

图丨Reuters

在教皇选举后焚烧纸质选票的行为，可以追溯至15世纪之前。选举一向在西斯廷教堂举行，枢机主教们与外界通讯断绝。焦灼等待的结果人群，为了第一时间知道选举结果，只能聚集在教堂附近的广场，等待屋顶上飘起烟雾。

最初的烟雾信号并不明显。教皇选举后选票被投入火盆，有时混着湿稻草或焦油，冒出黑烟；而当选举达成、选票照常焚烧，形成不明显的淡淡白烟。19世纪末期，梵蒂冈逐渐意识到，既然所有人都在仰望这根烟囱，那它就应该成为更明确的信号。于是，“黑烟未决，白烟当选”的信号制度被逐步正式化。

5月2日，教堂顶部新增烟囱丨EPA

但因为燃烧的材料不同、湿度不同乃至光照不同，烟雾的颜色都会“变化”。

1939年，一场教皇选举中先是出现了白烟，后来烟雾又开始变黑。

1958年的教皇选举更加戏剧化。秘密会议投票的第一天上午，教堂烟囱冒出的烟雾被人群认为是白色，意大利广播电台和意大利通讯社发出了教皇已选出的报道；然而几分钟后，烟的颜色更加明显——是黑色。下午5点53分，类似的乌龙再次发生，烟雾呈现白色，随后却又渐渐转黑。据《纽约时报》分析，上午的稻草迟迟没有点燃，导致最开始的烟雾不黑。第二个烟雾在夜幕降临后发出。烟雾下方有一盏聚光灯照亮，使黑色变成了白色。

白烟变黑烟，围观群众惊呆了丨BBC

为了快速获得浓烈的黑、白两色，化学家和烟火制造师走上了前台。

黑烟：一场“故意的不完全燃烧”

黑烟的黑色来自细小的碳颗粒，生成它的关键在于让燃料进行不完全燃烧——这种情况在氧气供应不足、燃烧温度不够的时候就会发生。

在过去，梵蒂冈在教皇投票中制造黑烟的方法是燃烧潮湿的稻草。潮湿的柴火和稻草不容易点燃，而一旦燃烧起来就很容易冒出黑烟，这是因为它们燃烧时的温度总是比烧干柴火要低。水分的蒸发会大量吸热，因此火焰温度就会保持在较低的水平。

这种方法并不精确，也容易受到环境影响。燃烧湿稻草产生的经常不是足够浓烈的黑烟，而是灰色的烟雾，让人很难判定它究竟应该归为黑烟还是白烟。因此，这种传统的方法现在已经淘汰，稻草被换成了两套更加精准的化学配方。

2013年3月13日的黑烟丨AP

根据2013年时梵蒂冈的官方说法，目前使用的“黑烟配方”含有高氯酸钾、蒽和硫磺。这种新配方刻意降低了燃烧效率，可以产生更加清晰浓烈的黑烟。

蒽是一种稠环芳烃，它是煤焦油中的常见成分，在这里是负责产生黑烟的燃料。高氯酸钾是氧化剂，可以为燃烧反应提供氧气。在配方中自带氧化剂可以方便地控制供氧与燃料的比例，人为制造出供氧不足或供氧充足的情况，也可以减少环境对反应的干扰。硫磺可以让混合物更易燃，也可以起到调节燃烧率与温度的作用。

白烟：基本是水

在需要白烟时，他们会点燃另外一组化学配方，其中含有氯酸钾、乳糖和松香。

2013年，西斯廷教堂顶上飘起白烟丨AP

氯酸钾是一种比高氯酸钾更不稳定的强氧化剂，它在热分解中可以为作为燃料的乳糖提供充足的氧气，引发非常剧烈的氧化反应。这样可以确保乳糖得到充分燃烧，几乎全部转变为无色的水蒸气与二氧化碳。

事实上，氯酸钾与糖类发生的氧化还原反应也是一个非常经典的演示实验。在下面的动图中，实验者在装有熔融氯酸钾的试管中加入了一颗小熊软糖，我们可以直观感受到反应有多么剧烈和充分。

图片来源：wallsacc

乳糖与氯酸钾的反应本身就会产生白烟——确切地说，那是水蒸气凝结成小水滴后形成的白雾。而松香的加入可以让白色烟雾更加浓厚、更容易辨认。

与化学共舞

在教皇选举当天，西斯廷礼拜堂内有两台炉子：一台烧票，一台制造烟雾。西斯廷教堂内装饰着米开朗基罗的壁画，如此珍贵的文物不能被烟雾破坏，因此还需要长长的、密封良好的烟囱，将烟雾送出屋顶。

西斯廷教堂内部新安装了两台炉子丨Vatican Media via EPA-EFE

每一次黑烟升起，都是一次悬念的延续；每一次白烟飘散，都是一次命运的落定。而每一团颜色后面，都隐藏着人类在沟通中对“清晰”的渴望。

这不是一门古老的魔法，而是一种化学反应书写的宣言。

作者：窗敲雨 Luna