Светящиеся палочки как работают: Хемилюминесценция люминола / что внутри «светящихся палочек»? / Хабр

Содержание

Хемилюминесценция люминола / что внутри «светящихся палочек»? / Хабр

Наверняка вы хоть раз видели химические источники света — светящиеся палочки, которые начинают работать после «переламывания». Внутри — стеклянная капсула, которая при этом ломается, и начинается какая-то мистическая химическая реакция. Мне всегда было интересно разобраться, как это работает.

Энергия связи молекул, освобождающаяся во время химической реакции — может выделится в виде тепла (к чему мы все привыкли), а в редких случаях может — в виде излучения кванта света. Излучение света во время химической реакции называется хемилюминесценцией. Существуют 2 наиболее распространенных реакции с хемилюминесценцией: окисление Люминола и окисление TCPO в присутствии органических красителей.

Отличие в том, что Люминол светится сам, а TCPO — передает энергию молекулам органического красителя (вроде Родамина), и таким образом можно управлять цветом свечения выбирая краситель. Про TCPO (включая его синтез) можно посмотреть на YouTube (использование синтез), а вариант с Люминолом — под катом.

В первую очередь — Люминол. Его можно найти на форумах химиков (1 2), или купить в аптеке под названием Галавит (натриевая соль люминола, этот вариант я не пробовал). Я нашел на барахолке по ~1$ за грамм. Не жадничайте, 1-2-3 грамма вполне хватит для экспериментов.

Люминол растворяется только в щелочной среде — потому нужен гидроксид натрия (NaOH) или калия (KOH). Продается в химическом магазине (например Русхим).

Во многих примерах, которые можно найти в интернете — реакцию с Люминолом проводят в водной среде (добавляя перекись водорода). Но свечение в этом случае слабое, и очень кратковременное (единицы/десятки секунд). Намного лучшего результата можно добиться, если в качестве растворителя использовать диметилсульфоксид (DMSO), продается в аптеке под именем Димексид. При работе с ним нужно соблюдать осторожность и надевать перчатки — он хоть сам и не ядовит, но легко проникает через кожу, унося с собой в кровь любую растворимую грязь на руках. Может иметь легкий неприятный запах из-за примесей, так что лучше не нюхать. Цвет свечения кстати отличается — в водной среде он синий, в DMSO — бирюзовый. Почему так получается — вопрос интересный.

В качестве источника кислорода — в простейшем случае может использоваться кислород воздуха, или гидроперит из аптеки. Перекись водорода использовать нельзя, т.к. там есть вода.

И наконец катализатор — в случае DMSO он не обязателен, но можно пробовать варианты с кровью, гематогеном и соком хрена(!). Я пробовал с высохшей кровью и сульфатом меди — ничего хорошего не вышло. Возможно катализатор важен только для реакции в водной среде.

Основная сложность — как и сколько чего класть, чтобы все работало? Немало попыток ушло на поиск хорошо работающего варианта.

Как оказалось, гидроксида много не бывает, и его можно брать примерно на половину объема DMSO, даже если он не растворяется. Люминола — по объему 1-2-3 спичечных головки на 100мл. Именно наличие не растворившихся гранул гидроксида — ключевой фактор для начала реакции. Яркость свечения — зависит от температуры, и количества растворенного кислорода. Без гидроперита свечение очень быстро остается только в поверхностном слое жидкости — где есть доступ кислорода воздуха:

Стоит заметить, что об абсолютной яркости по снимкам и видео судить сложно из-за автоэкспозиции. Например следующий пример — ярче предыдущего, но из-за бОльшей светящейся массы экспозиция получилась короче. В целом, при такой яркости можно читать, хоть и не комфортно.

Если добавить ~1г гидроперита на 100мл жидкости, и перемешать — свечение будет по всему объему:

Свечение постепенно будет затухать, но даже после 30 часов реакция все еще идет:

Первый кадр — DMSO с растворенным люминолом и KOH приливается в колбу с DMSO и гидроксидом калия на дне. Этот эксперимент показывает необходимость наличия не растворенных чешуек KOH на дне для начала реакции.

3:40 — к сухому люминолу и KOH приливается DMSO. Сразу начинается реакция.
6.19 — то же в «широкой» емкости.

Update: Вариант без гидроперита, с барботацией кислородом. Смотрим с 40-й секунды, кислород — с 2.09. В данном случае — DMSO был подогрет до ~60 градусов, что давало красивые эффекты из-за конвекции.

Светящиеся палочки и браслеты - часто задаваемые вопросы и ответы

↓ Где могут быть использованы светящиеся палочки? ↓

Отличный атрибут для различных праздничных мероприятий таких как фестивали, вечеринки или корпоративы. Также могут быть использованы в туризме, во время походов, охоты, рыбалки или дайвинга для сигнализации в экстренных ситуациях. Незаменимы в случае отсутствия других источников света и в случаях, когда обычные источники не подходя (например во время утечек газа)


  ↓ За счет чего светятся неоновые палочки и другие химические источники света? ↓

Свет излучаемый палочками возникает благодаря химическому процессу называемому хемилюминесценцией, который возникает благодаря реакции при смешении компонентов находящихся внутри светящихся палочек. Внутренний сосуд "плавает" в перекиси водорода и содержит компонент реагирующий с перекисью и краску определенного цвета. При надломе содержимое внутреннего и внешних сосудов смешивается и начинается Свет

Подробнее процесс описан в статье посвященной процессу под названием Хемилюминесценция


 
  ↓ Какова длительность свечения ХИС ↓

Длительность свечения химических источников света напрямую зависит от 2-х факторов - структуры и количества компонентов внутри и температуры окружающей среды. Наименьшие светящиеся палочки светятся до 2-х часов, в то время как наибольшие светятся до 12 часов. Существуют специальные светящиеся палочки с очень ярким свечением, но его длительность не превышает 10-15 минут.

При температурах близких к 0 градусов Цельсия реакция либо совсем прекращается, либо очень медленна - соответственно свечение либо не наблюдается вовсе либо очень тусклое...зато очень долго. В жаркую же погоду или при нагреве светящихся палочек яркость увеличивается, но время свечения сокращается.

Также существует явление называемое AfterGlow, тоесть после-свечение, которое в некоторых случаях может наблюдаться в полной темноте и спустя 2-3 дня после использования светящихся палочек.


  ↓ Как "перезаряжать" светящиеся палочки? ↓

Химические источники света являются одноразовыми - однажды активировав их процесс нельзя остановить, можно только замедлить. В связи с чем возник распространенный миф о возможности "перезаряжать" светящиеся палочки положив их в морозильную камеру.

На самом деле реакция внутри всего-навсего замедляется до практически полной остановки. Таким образом появляется возможность несколько раз использовать активированные палочки на протяжении 1-2 дней.


  ↓ Как долго хранятся химические источники света? ↓

Срок хранения неактивированных светящихся палочек составляет 3-4 года, при условии соблюдения правил хранения: отсутствие воздействия прямых солнечных лучей, температур ниже 0 и выше 35 градусов Цельсия. Оптимальный режим для хранения температура от 10 до 20 градусов Цельсия в темном помещении

Необходимо учитывать, что даже кратковременный контакт с солнечным светом сокращает срок хранения до нескольких недель


  ↓ Как активировать светящуюся палочку? ↓

Большинство химических источников света активируются путем изгиба, вследствие чего содержимое смешивается и вступает в реакцию. После этого можно несколько раз резко встряхнуть светящуюся палочку, чтоб получить максимальное количество света и в реакцию вступило все вещество, находящееся внутри.

Не стоит чрезмерно изгибать светящиеся палочки - достаточно слегка согнуть их, Вы услышите характерный треск (это знак того, что внутренний сосуд сломался и его содержимое смешалось с перекисью).


  ↓ Какие условия использования светящихся палочек? ↓

Химические источники света можно использовать практически в любых погодных условиях, т.к. они являют пыле и влагонепроницаемыми. Исключением являются низкие температуры. Визуальное восприятие яркости свечения зависит от интенсивности освещения от других источников в конкретном месте.

Оптимальное свечение наблюдается при температурах выше 10 градусов Цельсия в темное или сумеречное время суток на открытом пространстве и в любых темных местах. С яркостью Солнца или сценических прожекторов они не способны конкурировать, поэтому свечение будет не заметно в ясную погоду и лишь слегка заметным в пасмурную.


  ↓ Безопасны ли светящиеся палочки? ↓

При надлежащем использовании, химические источники света абсолютно безопасны. Химические компоненты нетоксичны, не являются легковоспламеняемыми, но в огне горят, конечно же. Воздействие на окружающую среду сопоставимо с пластиковыми стаканчиками или полиэтиленовыми кульками.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Избегайте чрезмерного и множественного сгибания светящихся палочек - они прочны, но не бессмертны. Это единственная причина нарушения герметичности оболочки, кроме умышленного ее повреждения.

Следите за соблюдением этого простого правила вашими детьми, а также не позволяйте им грызть светящиеся палочки.


  ↓ Что делать в случае попадания содержимого светящихся палочек на тело или одежду? ↓

Соблюдение правил описанных в предыдущем пункте предотвращает такую возможность практически на 100%, не исключая при этом вероятность наличия фабричных или транспортировочных повреждений.

Признаком протекания оболочки является характерный запах и наличие слегка маслянистой жидкости в упаковке или на самой светящейся палочке.

При попадании содержимого на одежду постарайтесь как можно быстрее промыть область загрязнения в теплой воде с моющим средством. В случае засыхания может остаться невыводимое пятно.

В случае попадания жидкости из светящихся палочек на кожу - помойте ее теплой водой с мылом. В редких случаях, при повышенной аллергической чувствительности, может возникнуть легкое раздражение кожи.

Попадание содержимого химических источников света в глаза вызывает жжение и раздражение слизистой - ни в коем случае не растирайте и немедленно промойте глаза большим количеством теплой воды.

Если по случайности содержимое жидкости попало в ротовую полость или было проглочено - необходимо прополоскать рот. Может возникнуть аллергическая реакция, а при больших количествах проглоченного отравление. Хотя как-то кошка одного нашего клиента съела чуть ли 3 светящихся браслета и осталась жива))

"Светящийся Жезл" или химический светлячок для ночной рыбалки

Для разнообразия хотел бы рассказать о световых сигнализаторах поклёвки. В обзоре рассмотрим несколько вариантов сих рыболовных девайсов, попытаемся подобрать оптимальный способ крепления, разберёмся, где их вообще можно применить.

Внимание! Только тех, кто дочитает обзор до конца осилит мою писанину, в качестве поощрения, в самом низу ожидает небольшой ржачный мастер-класс для начинающего фидериста (может потягаться с добротным онигдодом).

Матёрые рыболовы знают, что некоторые виды рыб лучше кушают в сумерках или ночью. Например, сом или иногда – карп, лещ… Но ловить вне светового дня очень сложно, особенно теми снастями, в которых важно отслеживать поклёвки визуально. К таким можно отнести бортовые удочки с кивком, различного вида донки, поплавок, фидер (особенно фидер(!)).

Как выход из положения, люди используют различного рода электронные сигнализаторы или старые-добрые колокольчики. Но есть ещё один вариант, который в народе называют «светляками», или, как перевёл Гугл надпись на упаковке героя обзора — «Светящийся Жезл».

У нас в городе предлагается несколько вариантов. Среди них есть «фирмА», а есть — очень неудачные модели, что тускло светят и имеют много облоя снаружи, за который постоянно норовит зацепиться леска. А вот узнаваемые зелёные пачки от компании Oсean-sun раскупляются быстро и мне нравятся.

В последнее время они существенно подорожали, поэтому, увидев такие на АЛИ по неплохой цене — заказал. Лот состоит из 50 светлячков с общим ценником в 2,5$, что в перерасчёте на поштучную стоимость где-то в 3-4 раза выгоднее, чем в оффлайне города Славянск Донецкой области. Товар пока едет, но у меня много такого есть, поэтому покажу, что да как, ведь сезон хоть и нельзя сказать, что в разгаре, но уже начался.

Как упаковано, как работает

В упаковке обычно идет два сигнализатора (в моём заказе на АЛИ в пачке по 5

Как сделать светящиеся палочки своими руками? :: SYL.ru

Изготовить светящиеся палочки сегодня можно в обычных домашних условиях. Для этого не нужно тратиться на покупку абсолютно никаких дорогостоящих материалов. Главное - хорошенько подготовиться и действовать, в строгости следуя технологии.

Для чего может понадобиться волшебная светящаяся палочка?

Цветные флуоресцентные палочки с недавнего времени превратились в один из наиболее распространенных атрибутов развлекательных массовых мероприятий. Используют их во время развлечений одинаково часто как дети, молодежь, так и люди постарше. Нередко идея применяется для того, чтобы создать светящиеся барабанные палочки, украсить зал, музыкальные инструменты, костюмы. Такой подход позволяет организовать действительно эффектное, незабываемое шоу.

светящиеся палочки

Впрочем, совсем необязательно использовать такие палочки на вечеринке. Эффективным их применение может стать на природе, в походе или на рыбалке. Активно применяются палочки с флуоресцентным реагентом спелеологами, спасателями, людьми, деятельность которых неразрывно связана с работой в условиях крайне ограниченного доступа естественного освещения.

Всегда имея в запасе несколько самодельных светящихся палочек с ярким химическим реагентом, можно не переживать насчет разрядки фонарика или утраты основного источника освещения в ночное время суток.

Компоненты

волшебная светящаяся палочка

Чтобы создать светящиеся палочки собственными руками в домашних условиях, понадобится:

  • пластичная, максимально прозрачная гибкая трубка из полиэтилена;
  • подготовленная флуоресцентная жидкость;
  • паяльная лампа;
  • пипетка;
  • перекись водорода;
  • тефлоновая лента;
  • колпаки из меди для закупорки трубки.

Создание флуоресцентной жидкости

Если удалось собрать все вышеуказанные составляющие, которые обязательно требуются, чтобы светящиеся палочки давали яркое свечение, можно незамедлительно приступать к работе. Однако определенным препятствием для некоторых людей может стать покупка флуоресцентной жидкости, которая стоит немалых денег.

как сделать светящуюся палочку

В случаях когда нет желания тратиться на покупку светящейся основы неоновой палочки, ее можно попытаться изготовить самостоятельно. При этом придется раздобыть следующие химические составляющие:

  • 20 г люминола;
  • небольшая стеклянная колба объемом не более 0,5 л;
  • 30 мл димексида;
  • 30 г сухой щелочи;
  • простой флуоресцентный краситель.

Так как в составе жидкости имеется достаточное количество потенциально опасных химических реагентов, смешивать компоненты для ее приготовления следует максимально осторожно, работая в резиновых перчатках, респираторе и защитной одежде.

Для начала соединяются щелочь, димексид и люминол в указанных выше количествах. Полученный состав помещается в колбу и хорошенько встряхивается, после чего должна произойти необходимая реакция, которая в последующем приведет к свечению жидкости. Придать ей необходимый оттенок поможет добавление химического красителя.

Как сделать светящуюся палочку: шаг первый

неоновая светящаяся палочка

Вооружившись полиэтиленовой трубкой, медными колпачками для закупорки ее противоположных отверстий и тефлоновой лентой для их надежной фиксации, необходимо собрать будущее вместилище светящейся жидкости. Собираться неоновая светящаяся палочка должна таким образом, чтобы один из медных колпачков легко откручивался.

Шаг второй

При помощи разогретой паяльной лампы наглухо запаивается кончик пипетки. Далее через оставшееся открытое отверстие пипетка наполняется раствором перекиси водорода, а другой конец вновь запаивается паяльной лампой. После выполнения работ паяльную лампу желательно тщательно обтереть, очистить и отложить в сторону.

Шаг третий

Заранее подготовленная светящаяся жидкость, разбавленная флуоресцентным красителем, заливается в полиэтиленовую трубку через одно из открытых отверстий с отвинченным колпачком. Внутрь помещается запаянная стеклянная пипетка с перекисью водорода. Заполнять трубку необходимо по максимуму, до тех пор пока пипетка полностью не погрузится в жидкость. Плотно закрутив колпачок и дополнительно зафиксировав для надежности тефлоновой лентой, следует убедиться, что флуоресцентная жидкость не выльется наружу.

Как использовать готовое изделие?

Чтобы активировать созданные собственноручно светящиеся палочки, достаточно просто согнуть полиэтиленовую трубку, переломив пипетку с перекисью водорода. В результате перекись соединится с флуоресцентными реагентами, после чего произойдет необходимая химическая реакция и палочка загорится ярким свечением.

светящиеся барабанные палочки

К сожалению, применять созданные вышеуказанным способом неоновые палочки можно лишь раз. Да и свечение таких самодельных изделий нельзя назвать уж слишком продолжительным. Что касается советов насчет возможности зарядки палочки со светящейся жидкостью в холодильнике или микроволновой печи, которых сегодня предостаточно в Интернете, то заниматься подобной самодеятельностью не рекомендуется. Оба метода являются крайне неэффективными и к тому же не исключают нанесение непоправимого вреда собственному здоровью.

Если присутствует острое желание использовать светящуюся палочку повторно, в таком случае лучше тщательно промыть и очистить детали изделия, раздобыть новые реагенты, взять целую стеклянную пипетку и выполнить операцию заново, еще раз повторив все последовательные этапы.

Как работают светящиеся палочки?

Светящиеся палочки - изящное маленькое изобретение, которое большинство людей принимает как должное. Вы щелкаете их, и они загораются - в чем дело? Но на самом деле химия, лежащая в основе работы светящихся палочек, завораживает. Они содержат несколько ключевых ингредиентов, которые при смешивании подвергаются химической реакции, которая приводит к характерному яркому радостному сиянию.

Что в светящихся палочках?

Светящиеся палочки всех форм, размеров и цветов содержат два ключевых ингредиента: перекись водорода и фенилоксалатный эфир .Пероксид водорода (h3O2) заключен в тонкую стеклянную трубку внутри светящейся палочки, а вокруг нее находится фенилоксалатный эфир . Именно эти два соединения вызывают свечение традиционных светящихся палочек. Чтобы получить широкий спектр цветов, которые делают светящиеся палочки такими отличительными, используются несколько различных типов флуоресцентных красителей. Для красного родамин B . Для желтого рубрена . Для синего - дифенилантрацен. Для зеленого - 9,10-бис (фенилэтинил) антрацен .Я знаю, что это непросто. Технические названия красителей не имеют особого значения; важен их эффект, и я подробно остановлюсь на нем в следующем абзаце.

Как работают светящиеся палочки?

Когда вы взламываете светящуюся палочку, и она издает приятный хруст, на самом деле вы разбиваете тонкую стеклянную трубку внутри и позволяете раствору перекиси водорода смешаться с фенилоксалатным эфиром и красителем. Когда три жидкости смешиваются вместе, они подвергаются химической реакции.Пероксид водорода и сложный эфир вступают в реакцию первыми, образуя другое соединение, называемое фенол и сложный эфир пероксикислоты . Сложный эфир пероксикислоты очень нестабилен и проходит несколько различных стадий разложения на другие соединения. Каждая из этих стадий высвобождает энергию.

Фу . Все еще со мной?

Создаваемая энергия направляется в состав красителя. Электроны внутри красителя возбуждаются всей поступающей дополнительной энергией, но в конечном итоге возвращаются в состояние покоя.Когда они переходят из энергетического состояния в менее энергичное, они излучают цветной свет. Эта общая реакция называется хемилюминесценцией, и именно она заставляет светящиеся палочки загораться.

Существуют ли разные типы светящихся палочек?

Светящиеся палочки бывают всех форм и размеров. Есть обычные светящиеся палочки для вечеринок с их яркими цветами и недолговечным свечением, есть долгоживущие, более простые светящиеся палочки, обеспечивающие свет для кемпинга, и даже есть светящиеся палочки, предназначенные для освещения глубин океана для глубоководных дайверов.Конечно, есть небольшие различия в составе этих разных типов светящихся палочек, но, по сути, все они работают одинаково. Перекись водорода и сложный эфир фенилоксалата (в некоторых случаях вместо него можно использовать трет-бутиловый спирт) объединяются, и вы получаете свечение.

Опасны ли светящиеся палочки?

Поскольку светящиеся палочки полностью герметичны, они обычно не представляют серьезной угрозы безопасности. Беспокойство по поводу безопасности светящихся палочек обычно исходит от родителей, которые беспокоятся о том, что их дети будут кусать гладкие, жевательные, приглашая «игрушки» и проглатывать их содержимое.Ни один из химикатов в светящихся палочках не известен своей особой токсичностью. Общий совет, распространяющийся в Интернете, - тщательно промыть рот, глаза или любую часть тела, контактирующую с химическими веществами, а затем вызвать токсикологический контроль. В общем, светящиеся палочки не так уж и опасны, хотя их содержимое все еще не очень приятное на вкус, и есть одну не рекомендуется (я однажды съел светящуюся палочку, когда мне было шесть, так что я на самом деле авторитет на этом).

Кто изобрел светящиеся палочки?

Титул изобретателя светящейся палочки является очень спорным.Однако большинство энтузиастов свечения приписывают изобретение Эдвину А. Чандроссу, химику из Бруклина. Чандросс обнаружил, что комбинация перекиси водорода, оксалилхлорида и красителя вызывает интересную реакцию, которая дает свет. Его интерес был скорее академическим, чем коммерческим, поэтому он никогда не подавал патент на открытие (я думаю, его потеря). Вместо этого Майкл Раухут, рабочий химической производственной компании, ухватился за возможность продолжить работу Чандросса и обнаружил, что использование фенилоксалатных эфиров увеличивает силу свечения реакции в десять раз.Компания, в которой он работал, в конце концов продала права на это открытие другой компании, которая продала его другой компании, и в результате этого запутанного беспорядка на технологию было выдано более пяти отдельных патентов.

Итоги

Напомним, светящиеся палочки содержат стеклянную трубку с перекисью водорода, плавающую в растворе фенилоксалатного эфира и флуоресцентного красителя. Когда вы взламываете светящуюся палочку, стеклянная трубка ломается, и химические вещества смешиваются вместе, подвергаясь химической реакции, известной как хемилюминесценция.Есть много типов светящихся палочек, но большинство из них работают на основе той же реакции. Светящиеся палочки не особенно опасны, но вам следует избегать их употребления в пищу, а парень, который обнаружил первоначальную реакцию и, возможно, изобрел светящуюся палочку, не запатентовал свое изобретение и не получил от него никаких денег. Идиот.

.

Как сделать свои собственные самодельные светящиеся палочки «Научные эксперименты :: WonderHowTo

Светящиеся палочки, популярный подарок на вечеринках и мероприятиях на открытом воздухе, а также обязательный атрибут Хэллоуина, восходят к военно-морскому флоту Соединенных Штатов. 1960-е гг. Военные хотели улучшить видимость во время ночных операций, и светящиеся палочки с их компактными размерами и отсутствием батарей были идеальным тактическим решением.

После более чем десятилетнего труда в области хемилюминесценции - или излучения света в результате химической реакции - в 1973 г. был выдан патент ВМС США на «Химическое осветительное устройство», за которым последовали «Хемилюминесцентное устройство» в 1974 г. и «Хемилюминесцентное устройство». Сигнальное устройство »в 1976 году, конструкция которого очень похожа на современную светящуюся палочку.

Хотя светящиеся палочки сегодня все еще используются военными и аварийными службами, они также являются обычными источниками света для отдыхающих, дайверов и… рейверов, конечно.

How to Make Your Own Homemade Glow Sticks Изображение Alecia Brown / Flickr

Не пропустите: Сделайте зеленый люминесцентный фосфоресцентный светящийся порошок

Хотя я могу покончить со светящимися в темноте вечеринками со времен учебы в колледже, я до сих пор считаю, что светящиеся палочки вполне законны, и всегда думал, что было бы здорово сделать их для себя.На самом деле существует несколько различных способов сделать свои собственные светящиеся палочки своими руками, некоторые из которых намного сложнее других.

The Science of Glow Sticks

Как вы можете догадаться, химически точные светящиеся палочки довольно сложны. Чтобы сделать настоящие светящиеся палочки, как химик, вам понадобится несколько расходных материалов, которые не так уж дешевы или легко найти. Если у вас нет беспрепятственного доступа к полностью укомплектованной научной лаборатории, вам, вероятно, придется покупать (всего) через Интернет и по цене. Как пишет YouTuber Dr.Литий из NurdRage объясняет в своих видеоуроках о том, как сделать светящиеся палочки, что хорошо заняться этим самодельным с реалистичными ожиданиями:

Это намного сложнее, чем покупка светящейся палочки. Для небольших сумм это тоже дороже. Производство светящихся палочек таким способом становится дешевле, только если химические вещества закупаются оптом. И снова наша основная цель - изучить науку.

How to Make Your Own Homemade Glow Sticks Пример химикатов, необходимых для изготовления самодельной светящейся палочки. Изображение NurdRage / YouTube

Метод 1: Хемилюминесценция и светящиеся палочки

Очевидно, светящиеся палочки в упаковке еще не светятся, когда вы их покупаете.Вы должны защелкнуть пластиковую внешнюю трубку, внутри которой находится небольшая стеклянная трубка, содержащая кучу химикатов. Когда эти химические вещества высвобождаются, они вступают в реакцию с перекисью водорода и красителем во внешней трубке, заставляя их светиться.

В частности, есть одно химическое вещество, которое вызывает такой классный эффект в этой реакции: бис (2,4,6-трихлорфенил) оксалат или TCPO.

How to Make Your Own Homemade Glow Sticks Изображение Edgar181 / Wikimedia Commons

Изготовление самодельного TCPO для светящихся палочек

Чтобы сделать порошок TCPO, вам понадобится ряд расходных материалов.Чтобы дать вам представление, вот образец, основанный на руководстве доктора Лития:

  • 700 мг 2,4, 6-трихлорфенола
  • магнитная мешалка с покрытием
  • 10 мл сухого толуола
  • резиновая перегородка (необязательно)
  • шприцы
  • 1 моль эквивалент триэтиламина
  • ледяная баня
  • 0,5 моль эквивалента оксалилхлорида
  • вакуумная колба
  • метанол

Как и в любой науке, точность является ключевым фактором. Любая ошибка, и вы можете получить что-то вроде TCPO, но не совсем.И если это не совсем бис (2,4,6-трихлорфенил) оксалат, то химическая реакция вашей светящейся палочки тоже может не сработать. Имейте в виду, что работа в небольших масштабах дешевле, но требует твердой руки и внимания к деталям.

Чтобы получить TCPO, вы растворите 2,4,6-трихлорфенол в растворе сухого толуола, который вступит в реакцию с триэтиламином и оксалилхлоридом. Затем вы удалите пылесосом все непрореагировавшие химические вещества. Затем вы добавите метанол к неочищенному TCPO, чтобы отделить его от побочного продукта.Смешайте его и отфильтруйте под вакуумом, и у вас останется чистый порошок TCPO.

Полные инструкции: Как сделать TCPO для изготовления светящихся палочек

Этот порошок, при добавлении к слабому основанию и перекиси водорода, вызовет хемилюминесцентную реакцию, которая приведет к свечению:

How to Make Your Own Homemade Glow Sticks Изображение NurdRage / YouTube

Изготовление светящихся палочек с нуля

Как только вы приобретете ключевой ингредиент, TCPO, вам понадобится еще больше химикатов для изготовления ваших светящихся палочек.В качестве растворителя используется диэтилфталат, вам также понадобится флуоресцентный краситель, ацетат натрия и, конечно же, перекись водорода. Доктор Литий проводит нас через шаги один за другим в своем видео ниже.

Полные инструкции: как сделать светящиеся палочки из DEP, TCPO, ацетата натрия и красителя

Примечание. При работе с красителями и TCPO следует носить перчатки.

- NurdRage

Как сказано в видео, в стандартную смесь можно добавлять разные красители для разных цветов, и одни могут быть ярче других.Длина и интенсивность свечения зависят от количества используемого TCPO.

Если вы создаете настоящую светящуюся палочку, вы сначала смешаете все свои химические вещества, но перекись водорода хранится отдельно в собственной стеклянной трубке. Трубка вставляется в корпус светящейся палочки, затем весь стержень изгибается, трубка ломается и начинается химическая реакция:

How to Make Your Own Homemade Glow Sticks Перекись водорода находится в своей собственной стеклянной трубке. Изображение NurdRage / YouTube

Изготовление 100-футовой светящейся палочки

В следующем видео к руководству, представленному выше, Dr.Литий и несколько членов команды NurdRage решили принять вызов, создав 100-футовую светящуюся палочку из полиэтиленовой трубки, которая представляет собой тот же корпус, который используется для тех, которые вы покупаете в магазинах.

Полные инструкции: как сделать 100-футовую светящуюся палочку

Ингредиенты почти такие же, как те, что используются в других видео-руководствах NurdRage, вам просто понадобится намного больше из них. Но, как заметил д-р Литий, стоимость снижается, поскольку расходные материалы закупаются оптом.Довольно круто, правда? Кто знал, что наука такая крутая.

Метод 2: Фосфоресценция и светящиеся палочки

Теперь, когда мы увидели, что делает хемилюминесценция, есть ли другие методы изготовления светящейся палочки в домашних условиях? Да, попробуйте фосфоресценцию.

C For Chemistry создал видеоурок о том, как сделать многоразовую светящуюся палочку, которую можно перезаряжать. Технически это не настоящая светящаяся палочка, поскольку она не гнется, и вам не нужно ее ломать, но эту версию сделать намного проще, потому что она не зависит от химической реакции для создания свечения.

Все, что вам нужно, это немного сульфида цинка, легированного медью (продается как «светящийся в темноте порошок»), тюбик эпоксидной смолы, пластиковый шприц и кусок термоусадочной трубки или трубочка для внешняя трубка.

Полные инструкции: как сделать постоянную многоразовую светящуюся палочку

Чтобы сделать «светящуюся палочку», смешайте сульфид цинка и эпоксидную смолу, затем с помощью шприца введите ее в трубка. Как только смола затвердеет, обрежьте лишнюю трубку, и все готово: перманентная светящаяся палочка многоразового использования, которая заряжается под воздействием света.При полном напряжении сульфид цинка, допированный медью, должен светиться от двух до четырех часов.

How to Make Your Own Homemade Glow Sticks Фосфоресценция: свет, излучаемый веществом без горения или ощутимого тепла. Изображение C For Chemistry / YouTube

Метод 3: Альтернативы Easy Glow Stick

Если вы не хотите связываться со всеми этими опасными химическими веществами или испытывать трудности с отслеживанием некоторых материалов, есть несколько обходных путей, которые можно использовать, чтобы обмануть свой путь к поддельной светящейся палочке... или искусственная палка, если хотите. В конце концов, мы все не можем быть Уолтером Уайтом.

Светящаяся в темноте краска - очень простая альтернатива, которая в долгосрочной перспективе может быть дешевле, если вам понадобится много светящихся палочек. Вы можете смешать его с водой и заполнить отрезки полиэтиленовых трубок или, если вы предпочитаете светящиеся палочки, просто нарисовать на себе браслеты, ожерелья и кольца.

Не пропустите: 5 простых рецептов приготовления липкой домашней слизи

How to Make Your Own Homemade Glow Sticks Изображение Джонатана Стоунхонс / Flickr

Еще один отличный вариант - светящаяся в темноте лента, которая требует гораздо меньше работы.Вы можете просто обмотать запястья лентой или создать крутой дизайн на своей одежде или кроссовках. Все еще недостаточно свечения для тебя? Превратите свой велосипед в потрясающий светящийся ночной велосипед (с помощью краски или скотча) или оживите вечеринку вкусными коктейлями, светящимися в темноте.

Действительно, для вечеринок, мероприятий на открытом воздухе, концертов и клубов, кемпинга и некоторых октябрьских праздников светящиеся палочки и все, что светится в темноте, всегда будет хорошей идеей. Хотя производители сделали их достаточно простыми для покупки, создание светящейся палочки самостоятельно вполне возможно (как мы теперь знаем), и, безусловно, это отличный эксперимент, который стоит попробовать, если у вас есть подходящие расходные материалы и оборудование.Безумное свечение!

Не пропустите: Instant Ice! Как сгибаться в воде в реальной жизни

Хотите освоить Microsoft Excel и вывести свои перспективы работы на дому на новый уровень? Начните свою карьеру с помощью нашего пакета обучения Microsoft Excel Premium A-to-Z из нового магазина гаджетов и получите пожизненный доступ к более чем 40 часам инструкций от базового до продвинутого по функциям, формулам, инструментам и многому другому.

Купить сейчас (97% скидка)>

.

Что такое светящиеся палочки? (с фотографиями)

Светящиеся палочки - это пластиковые цилиндры, содержащие две жидкости, которые временно создают свет, когда они смешиваются вместе. Цилиндры обычно имеют длину от 4 до 5 дюймов (от 10 до 13 см) и диаметр менее 1 дюйма (2,54 см). Светящиеся палочки доступны во многих цветах и ​​часто используются для украшения или развлечения, например, на вечеринках, концертах и ​​других ночных мероприятиях. Они также имеют практическое применение для кемпинга, военных или полицейских операций, подводных занятий или некоторых чрезвычайных ситуаций.Тонкие светящиеся палочки, сделанные из более гибкого пластика, могут принимать форму ожерелий, браслетов или других форм.

Glow sticks are available in many colors and are often used for decoration or entertainment, such as at parties, concerts and other events. Светящиеся палочки доступны во многих цветах и ​​часто используются для украшения или развлечения, например, на вечеринках, концертах и ​​других мероприятиях.
Хемилюминесценция

Независимо от того, какую форму они принимают, светящиеся палочки зависят от химического процесса, известного как хемилюминесценция. В хемилюминесценции химическая реакция вызывает выделение энергии.Электроны в химических веществах возбуждаются и поднимаются до более высокого уровня энергии. Когда электроны возвращаются к своему нормальному уровню, они производят энергию в виде света.

Glow sticks use chemiluminescence to produce light. Светящиеся палочки используют хемилюминесценцию для получения света.
Цвета

Химические вещества, используемые для создания этой реакции в светящихся палках, обычно представляют собой перекись водорода и смесь фенилоксалатного эфира и флуоресцентного красителя или флуорофора, придающего светящейся палочке его цвет.Обычные цвета светящихся палочек включают желтый, зеленый, розовый, синий и оранжевый. Также они доступны в красном, белом, желто-зеленом и других оттенках и цветах.

Как это работает

Перекись водорода светящейся палочки содержится в небольшом стеклянном или бьющемся пластиковом флаконе, который плавает внутри смеси внутри палочки.Вот почему пользователь светящейся палки должен согнуть ее, чтобы она начала светиться. Когда палочка изгибается, флакон ломается, выделяется перекись водорода, начинается химическая реакция и появляется характерное свечение. Используемые химические вещества могут быть несколько токсичными, поэтому, если светящаяся палочка сломается, ее следует выбросить, а химические вещества, которые могли просочиться, должны быть смыты с кожи пользователя и любых других поверхностей, с которыми они контактировали.

Продолжительность

Помимо цвета, продолжительность свечения - обычно несколько часов - также зависит от точного состава и качества химических веществ внутри.Некоторые говорят, что светящуюся палочку можно сохранить, поместив ее в морозильную камеру. Действительно, охлаждение светящейся палочки замедлит химическую реакцию, которая происходит внутри нее. Свечение не будет таким ярким, но будет продолжаться дольше.

И наоборот, нагревание светящейся палочки, например помещение ее в микроволновую печь, ускоряет химическую реакцию.Это даст более яркий свет. Однако свечение не будет длиться так долго, потому что реакция будет быстрее использовать всю доступную перекись водорода. Некоторые производители не рекомендуют готовить светящиеся палочки в микроволновой печи, и всегда следует соблюдать осторожность, когда это делается.

Heating up a glow stick in a microwave will make it glow brighter. Если нагреть светящуюся палочку в микроволновой печи, она станет ярче..

Glow Stick Experiment Хемилюминесценция Light Stick Activity

Ваши дети любят играть со светящимися палочками? Посмотрите этот быстрый и простой эксперимент со светящимися палочками , который вы можете провести, наслаждаясь ночными развлечениями со светящимися палочками. Мы любим проводить крутые научные эксперименты и даже проводить эксперименты прямо на месте, как это научное мероприятие со светящейся палочкой . Влияет ли на свечение светящейся палочки окружающая температура? Давайте узнаем еще немного о хемилюминесценции.

Классический эксперимент со светящейся палочкой для детей

Glow Stick Experiment and Chemiluminescence Science Chemical Reaction Glow Stick Experiment and Chemiluminescence Science Chemical Reaction

Что происходит в простом эксперименте со светящейся палочкой?

Как светится палочка? Это называется хемилюминесценцией, что означает, что свечение возникает в результате химической реакции, которая происходит, когда палка щелкает. Когда происходит реакция, электроны внутри палочки становятся более энергичными.

Когда электроны успокаиваются, выделяемая энергия выходит в виде света, который является частью хемилюминесценции.Подсказка: химиотерапия - как химическая, а люми - как светлая.

ПРИНАДЛЕЖНОСТИ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ СВЕТИЛЬНИКОВ:

Партнерские ссылки Amazon

Как вы уже догадались. СВЕТИЛЬНИКИ. (лучше всего 2 одинаковых цвета)

Контейнеры

Теплая вода

ЛЕД или Морозильник

Glow Stick Experiment and Chemiluminescence Science Supplies Glow Stick Experiment and Chemiluminescence Science Supplies

CONTENT SUBSCRIBE BAR CONTENT SUBSCRIBE BAR

НАСТРОЙКА ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТА С СВЕЧЕНИЕМ:

Шаг 1. Установите свет и встряхните в соответствии с указаниями. Они светятся?

Шаг 2: Поиграйте с ними немного.Проверьте их свечение, уровень освещенности и цвет.

Шаг 3: Поместите одну светящуюся палочку в морозильную камеру или контейнер со льдом.

Шаг 4. Поместите один световой стержень в емкость с горячей водой.

Шаг 5: Установите таймер на несколько минут.

ШАГ 6. Выньте светящиеся палочки из контейнеров и сравните их цвета. Вот почему лучше всего подойдет один и тот же цвет. Однако у вас может быть несколько наборов разных цветов для эксперимента со светящимися палками.

Шаг 7: Расскажите о своих выводах.Какая температура дает более яркий свет? Тусклый свет?

Glow Stick Chemiluminescence Glow Stick Chemiluminescence

Вот две светящиеся палочки. Один все еще в теплой воде, а другой мы только что достали из морозильной камеры. Как видите, свечение палочки в морозильной камере стало тусклее. Почему это? Низкая температура замедляет химическую реакцию, в результате чего свет становится более тусклым. Горячая вода ускоряет реакцию, в результате чего свет становится ярче.

Glow Stick experiment and heat science with chemiluminescence Glow Stick experiment and heat science with chemiluminescence

Эксперимент на светящихся палках бок о бок.Мы бросили морозильную палочку в теплую воду для сравнения. Как видите, цвета и яркость совсем другие! Что еще вы можете попробовать для этого эксперимента со светящейся палочкой? Попробуйте разную температуру воды, чтобы увидеть, сможете ли вы получить разную степень яркости.

6 6

Когда вы закончите эксперимент со светящимися палками и поиграете, положите их в морозилку и посмотрите, светятся ли они по-прежнему утром. Более низкая температура замедлит реакцию, что может увеличить ее продолжительность.

Quick Glow Stick, экспериментируйте и играйте для детей

САМЫЕ ПОПУЛЯРНЫЕ ПОСТЫ

Making Liquid Starch slime Making Liquid Starch slime Borax free flubber Borax free flubber Homemade lego man zip line Homemade lego man zip line Popsicle catapults Popsicle catapults

Присоединяйтесь к нам каждую субботу в субботу STEM

Найдите продуманные идеи из потрясающей коллекции STEM множество блогеров.

STEM-проект Ice Cube Igloo от Preschool Powol Packets

Набор DIY Engineering Project Kit от Homeschool Scientist

Как превратить игру в необычные исследования с помощью ручной работы для детей

Наука и искусство «Ледяное сердце» | STEAM на День святого Валентина от журнала Science Kiddo

Сортировка сердечек для разговоров | Быстрые занятия для малышей от Lemon Lime Adventures
Free Printable Lung Facts Valentines | Валентинки для фанатов науки от Suzy Homeschooler

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *