Hvordan Glow Stick-farger fungerer

Steve Passlow / Getty Images

En glødepinne er en lyskilde basert på kjemiluminescens . Å knipse pinnen bryter en indre beholder fylt med hydrogenperoksid . Peroksidet blandes med difenyloksalat og en fluorofor. Alle glødepinner vil ha samme farge, bortsett fra fluoroforen. Her er en nærmere titt på kjemisk reaksjon og hvordan forskjellige farger produseres.

Viktige ting: Hvordan Glowstick-farger fungerer

• En glowstick eller lightstick fungerer via kjemiluminescens. Med andre ord, en kjemisk reaksjon genererer energien som brukes til å produsere lys.
• Reaksjonen er ikke reversibel. Når kjemikaliene er blandet, fortsetter reaksjonen til det ikke produseres mer lys.
• En typisk glowstick er et gjennomskinnelig plastrør som inneholder et lite, sprøtt rør. Når pinnen knekkes, knekker det indre røret og lar to sett med kjemikalier blandes.
• Kjemikaliene inkluderer difenyloksalat, hydrogenperoksid og et fargestoff som produserer forskjellige farger.

Glow Stick kjemisk reaksjon

Smurrainchester / Wikimedia Commons / CC BY-SA

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

Smurrainchester / Wikimedia Commons / CC BY-SA

Det er flere kjemiluminescerende kjemiske reaksjoner som kan brukes å produsere lys i glødepinner , men luminol- og oksalatreaksjonene er ofte brukt. American Cyanamids Cyalume light sticks er basert på reaksjonen av bis(2,4,5-triklorfenyl-6-karbopentoksyfenyl)oksalat (CPPO) med hydrogenperoksid. En lignende reaksjon skjer med bis(2,4,6-triklorfenyl)okslat (TCPO) med hydrogenperoksid.

An endoterm kjemisk reaksjon inntreffer. Peroksid og fenyloksalatester reagerer og gir to mol fenol og en mol peroksysyreester, som spaltes til karbondioksid. Energien fra nedbrytningsreaksjonen begeistrer det fluorescerende fargestoffet, som frigjør lys. Ulike fluoroforer (FLR) kan gi fargen.

Moderne glødepinner bruker mindre giftige kjemikalier for å produsere energi, men de fluorescerende fargestoffene er stort sett de samme.

Fluorescerende fargestoffer som brukes i Glow Sticks

DarkShadow / Getty Images

Hvis fluorescerende fargestoffer ble ikke satt i glow sticks, du ville sannsynligvis ikke se noe lys i det hele tatt. Dette er fordi energien som produseres fra kjemiluminescensreaksjonen vanligvis er usynlig ultrafiolett lys.

Dette er noen fluorescerende fargestoffer som kan tilsettes lyspinner for å frigjøre farget lys:

• Blå: 9,10-difenylantracen
• Blågrønn: 1-klor-9,10-difenylantracen (1-klor(DPA)) og 2-klor-9,10-difenylantracen (2-klor(DPA))
• Blågrønn: 9-(2-fenyletenyl)antracen
• Grønn: 9,10-bis(fenyletynyl)antracen
• Grønn: 2-klor-9,10-bis(fenyletynyl)antracen
• Gul-grønn: 1-klor-9,10-bis(fenyletynyl)antracen
• Gul: 1-klor-9,10-bis(fenyletynyl)antracen
• Gul: 1,8-diklor-9,10-bis(fenyletynyl)antracen
• Oransje-gul: Rubren
• Oransje: 5,12-bis(fenyletynyl)-naftacen eller Rhodamine 6G
• Rød: 2,4-di-tert-butylfenyl-1,4,5,8-tetrakarboksynaftalendiamid eller rodamin B
• Infrarød: 16,17-diheksyloksyviolantron, 16,17-butyloksyviolantron, 1-N,N-dibutylaminoantracen eller 6-metylakridiniumjodid

Selv om røde fluoroforer er tilgjengelige, har rødemitterende lysstaver en tendens til ikke å bruke dem i oksalatreaksjonen. De røde fluoroforene er lite stabile når de lagres sammen med de andre kjemikaliene i lyspinnene og kan forkorte holdbarheten til glødepinnen. I stedet er et fluorescerende rødt pigment støpt inn i plastrøret som omslutter de lette kjemikaliene. Det rødemitterende pigmentet absorberer lyset fra den høye (lyse) gule reaksjonen og sender det ut igjen som rødt. Dette resulterer i en rød lyspinne som er omtrent dobbelt så sterk som den ville ha vært hvis lyspinnen hadde brukt den røde fluoroforen i løsningen.

Få en brukt Glow Stick til å skinne

C. Fountainstand / Flickr / CC BY 2.0

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

C. Fountainstand / Flickr / CC BY 2.0

Du kan forlenge levetiden til en glødepinne ved å oppbevare den i fryseren. Å redusere temperaturen bremser den kjemiske reaksjonen, men baksiden er at den langsommere reaksjonen ikke gir like skarp glød. For å få en glødepinne til å lyse klarere, dypp den i varmt vann. Dette fremskynder reaksjonen, så pinnen er lysere, men gløden varer ikke like lenge.

Fordi fluoroforen reagerer på ultrafiolett lys, kan du vanligvis få en gammel glødepinne til å lyse bare ved å belyse den med en svart lys . Husk at pinnen bare vil lyse så lenge lyset skinner. Den kjemiske reaksjonen som produserte gløden kan ikke lades opp igjen, men det ultrafiolette lyset gir energien som trengs for å få fluoroforen til å avgi synlig lys.

Kilder

• Chandross, Edwin A. (1963). 'Et nytt kjemiluminescerende system'. Tetraederbokstaver . 4 (12): 761–765. doi:10.1016/S0040-4039(01)90712-9
• Karustis, Kerry K.; Van Hecke, Gerald R. (10. april 2003). Kjemiforbindelser: Det kjemiske grunnlaget for hverdagsfenomener . ISBN 9780124001510.
• Kuntzleman, Thomas Scott; Rohrer, Kristen; Schultz, Emeric (2012-06-12). 'Kemien til Lightsticks: Demonstrasjoner for å illustrere kjemiske prosesser'. Journal of Chemical Education . 89 (7): 910–916. doi:10.1021/ed200328d
• Kuntzleman, Thomas S.; Comfort, Anna E.; Baldwin, Bruce W. (2009). 'Glødematografi'. Journal of Chemical Education . 86 (1): 64. doi:10.1021/ed086p64
• Rauhut, Michael M. (1969). 'Kjemiluminescens fra samordnede peroksidnedbrytningsreaksjoner'. Beretninger om kjemisk forskning . 3 (3): 80–87. doi:10.1021/ar50015a003