Kako delujejo barve Glow Stick

Steve Passlow / Getty Images

Svetleča palica je vir svetlobe, ki temelji na kemiluminiscenca . Ko zaskoči palica, se notranja posoda, napolnjena z vodikov peroksid . Peroksid se meša z difenil oksalatom in fluoroforjem. Vse svetleče palice bi bile iste barve, razen fluoroforja. Tukaj je podrobnejši pogled na kemijska reakcija in kako nastanejo različne barve.

Ključni zaključki: Kako delujejo barve Glowstick

• Glowstick ali lightstick deluje prek kemiluminiscence. Z drugimi besedami, kemična reakcija ustvarja energijo, ki se uporablja za proizvodnjo svetlobe.
• Reakcija ni reverzibilna. Ko se kemikalije zmešajo, se reakcija nadaljuje, dokler ne preneha več proizvajati svetlobe.
• Tipična svetleča palica je prosojna plastična cev, ki vsebuje majhno, krhko cev. Ko se palica zaskoči, se notranja cev zlomi in omogoči mešanju dveh nizov kemikalij.
• Kemikalije vključujejo difenil oksalat, vodikov peroksid in barvilo, ki proizvaja različne barve.

Kemična reakcija žareče palice

Smurrainchester / Wikimedia Commons / CC BY-SA

' id='mntl-sc-block-image_2-0-1' />

Smurrainchester / Wikimedia Commons / CC BY-SA

Obstaja več kemiluminiscenčnih kemičnih reakcij, ki jih je mogoče uporabiti za proizvodnjo svetlobe v žarečih palicah , vendar se običajno uporabljata luminolna in oksalatna reakcija. Cyalume svetlobne palice American Cyanamid temeljijo na reakciji bis(2,4,5-triklorofenil-6-karbopentoksifenil)oksalata (CPPO) z vodikovim peroksidom. Podobna reakcija poteka pri bis(2,4,6-triklorofenil)oksalatu (TCPO) z vodikovim peroksidom.

An endotermna kemična reakcija pojavi. Peroksid in fenil oksalatni ester reagirata tako, da nastaneta dva mola fenola in en mol estra peroksikisline, ki razpade v ogljikov dioksid. Energija iz reakcije razgradnje vzbudi fluorescentno barvilo, ki sprošča svetlobo. Barvo lahko zagotovijo različni fluoroforji (FLR).

Sodobne svetleče palice uporabljajo manj strupenih kemikalij za proizvodnjo energije, vendar so fluorescentna barvila skoraj enaka.

Fluorescentna barvila, ki se uporabljajo v svetlečih palicah

DarkShadow / Getty Images

če fluorescenčna barvila niso bila vstavljena v svetleče palčke, verjetno sploh ne bi videli svetlobe. To je zato, ker je energija, proizvedena iz reakcije kemiluminiscence, običajno nevidna ultravijolična svetloba.

To je nekaj fluorescentnih barvil, ki jih lahko dodate svetlobnim palicam za sproščanje barvne svetlobe:

• Modra: 9,10-difenilantracen
• Modro-zelena: 1-kloro-9,10-difenilantracen (1-kloro(DPA)) in 2-kloro-9,10-difenilantracen (2-kloro(DPA))
• Teal: 9-(2-feniletenil) antracen
• Zelena: 9,10-bis(feniletinil)antracen
• Zelena: 2-kloro-9,10-bis(feniletinil)antracen
• Rumeno-zelena: 1-kloro-9,10-bis(feniletinil)antracen
• Rumena: 1-kloro-9,10-bis(feniletinil)antracen
• Rumena: 1,8-dikloro-9,10-bis(feniletinil)antracen
• Oranžno-rumena: Rubrene
• Oranžna: 5,12-bis(feniletinil)-naftacen ali rodamin 6G
• Rdeča: 2,4-di-tert-butilfenil 1,4,5,8-tetrakarboksinaftalen diamid ali rodamin B
• Infrardeči: 16,17-diheksiloksiviolantron, 16,17-butiloksiviolantron, 1-N,N-dibutilaminoantracen ali 6-metilakridinijev jodid

Čeprav so na voljo rdeči fluoroforji, jih palčke, ki oddajajo rdečo svetlobo, običajno ne uporabljajo pri oksalatni reakciji. Rdeči fluoroforji niso zelo stabilni, če so shranjeni skupaj z drugimi kemikalijami v svetlobnih paličicah, in lahko skrajšajo rok uporabnosti svetilne palice. Namesto tega je v plastično cev, ki obdaja kemikalije svetlobne palice, vlit fluorescenčno rdeči pigment. Pigment, ki oddaja rdeče, absorbira svetlobo iz (svetlo) rumene reakcije z visokim izkoristkom in jo ponovno oddaja kot rdečo. Posledica tega je rdeča svetlobna palica, ki je približno dvakrat svetlejša, kot bi bila, če bi svetlobna palica uporabila rdeči fluorofor v raztopini.

Poskrbite, da bo porabljena svetleča palica zasijala

C. Fountainstand / Flickr / CC BY 2.0

' id='mntl-sc-block-image_2-0-12' />

C. Fountainstand / Flickr / CC BY 2.0

Življenjsko dobo svetleče palčke lahko podaljšate tako, da jo shranite v zamrzovalnik. Znižanje temperature upočasni kemično reakcijo, vendar je druga stran ta, da počasnejša reakcija ne povzroči tako svetlega sijaja. Če želite svetlečo paličico zasvetiti močneje, jo potopite v vročo vodo. To pospeši reakcijo, zato je paličica svetlejša, vendar sijaj ne traja tako dolgo.

Ker fluorofor reagira na ultravijolično svetlobo, lahko staro žarilno paličico navadno zasvetite tako, da jo osvetlite z Črna luč . Upoštevajte, da bo palica svetila le, dokler sveti svetloba. Kemične reakcije, ki je povzročila sijaj, ni mogoče ponovno napolniti, vendar ultravijolična svetloba zagotavlja energijo, ki je potrebna, da fluorofor oddaja vidno svetlobo.

Viri

• Chandross, Edwin A. (1963). 'Nov kemiluminiscentni sistem'. Črke tetraedra . 4 (12): 761–765. doi:10.1016/S0040-4039(01)90712-9
• Karustis, Kerry K.; Van Hecke, Gerald R. (10. april 2003). Kemijske povezave: Kemijska osnova vsakdanjih pojavov . ISBN 9780124001510.
• Kuntzleman, Thomas Scott; Rohrer, Kristen; Schultz, Emeric (2012-06-12). 'Kemija svetlobnih palic: demonstracije za ponazoritev kemijskih procesov'. Revija za kemijsko izobraževanje . 89 (7): 910–916. doi:10.1021/ed200328d
• Kuntzleman, Thomas S.; Udobje, Anna E.; Baldwin, Bruce W. (2009). 'Glowmatography'. Revija za kemijsko izobraževanje . 86 (1): 64. doi:10.1021/ed086p64
• Rauhut, Michael M. (1969). 'Kemiluminiscenca iz usklajenih reakcij razgradnje peroksida'. Računi kemijskih raziskav . 3 (3): 80–87. doi:10.1021/ar50015a003