Que phát sáng là một nguồn sáng dựa trên phát quang hóa học . Việc bẻ que sẽ làm vỡ một thùng chứa bên trong chứa đầy hydro peroxide . Peroxit được trộn với diphenyl oxalate và fluorophore. Tất cả các que phát sáng sẽ có cùng màu, ngoại trừ chất huỳnh quang. Dưới đây là một cái nhìn sâu hơn về phản ứng hóa học và cách các màu khác nhau được tạo ra.
Chìa khóa rút ra: Cách thức hoạt động của màu Glow Stick
- Que phát sáng hoặc que phát sáng hoạt động thông qua quá trình phát quang hóa học. Nói cách khác, một phản ứng hóa học tạo ra năng lượng được sử dụng để tạo ra ánh sáng.
- Phản ứng là không thể đảo ngược. Khi các hóa chất được trộn lẫn, phản ứng tiếp tục cho đến khi không còn ánh sáng nào được tạo ra.
- Que phát sáng điển hình là một ống nhựa trong mờ có chứa một ống nhỏ, giòn. Khi thanh bị gãy, ống bên trong sẽ vỡ ra, cho phép hai bộ hóa chất trộn lẫn với nhau.
- Các hóa chất bao gồm diphenyl oxalat, hydro peroxide và thuốc nhuộm tạo ra các màu khác nhau.
Phản ứng hóa học của que phát sáng
:max_bytes(150000):strip_icc()/2000px-Cyalume-reactions-51e807d650554709b74c9eadfb621291.png)
Smurrayinchester / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0
Có một số phản ứng hóa học phát quang có thể được sử dụng để tạo ra ánh sáng trong que phát sáng , nhưng phản ứng luminol và oxalat thường được sử dụng. Gậy phát sáng Cyalume của Cyanamid của Mỹ dựa trên phản ứng của bis(2,4,5-trichlorophenyl-6-carbopentoxyphenyl)oxalate (CPPO) với hydro peroxide. Một phản ứng tương tự xảy ra với bis(2,4,6-trichlorophenyl)oxate (TCPO) với hydro peroxide.
Một phản ứng hóa học thu nhiệt xảy ra . Este peroxide và phenyl oxalate phản ứng để tạo ra hai mol phenol và một mol este peroxyaxit, phân hủy thành carbon dioxide. Năng lượng từ phản ứng phân hủy kích thích thuốc nhuộm huỳnh quang, giải phóng ánh sáng. Các chất huỳnh quang khác nhau (FLR) có thể cung cấp màu sắc.
Que phát sáng hiện đại sử dụng ít hóa chất độc hại hơn để tạo ra năng lượng, nhưng thuốc nhuộm huỳnh quang cũng giống như vậy.
Thuốc nhuộm huỳnh quang được sử dụng trong que phát sáng
:max_bytes(150000):strip_icc()/glow-sticks-in-dark-120619484-578e3ec45f9b584d20fcc469.jpg)
Nếu bạn không cho thuốc nhuộm huỳnh quang vào que phát sáng, có thể bạn sẽ không thấy ánh sáng. Điều này là do năng lượng được tạo ra bởi phản ứng phát quang hóa học thường là ánh sáng cực tím không nhìn thấy được.
Dưới đây là một số thuốc nhuộm huỳnh quang có thể được thêm vào thanh ánh sáng để giải phóng ánh sáng màu:
- Xanh da trời: 9,10-diphenylanthracene
- Xanh lam-Xanh lục: 1-chloro-9,10-diphenylanthracene (1-chloro(DPA)) và 2-chloro-9,10-diphenylanthracene (2-chloro(DPA))
- Xanh hơi xanh: 9-(2-phenylethenyl) antraxen
- Màu lục: 9,10-bis(phenylethynyl)antraxen
- Màu lục: 2-chloro-9,10-bis(phenylethynyl)antraxen
- Vàng-Xanh lục: 1-Chloro-9,10-bis(phenylethynyl)anthracene
- Màu vàng: 1-chloro-9,10-bis(phenylethynyl)antracene
- Màu vàng: 1,8-diclo-9,10-bis(phenylethynyl)antraxen
- Cam-Vàng: Rubrene
- Da cam: 5,12-bis(phenylethynyl)-naphthazene hoặc rhodamine 6G
- Màu đỏ: 2,4-di-tert-butylphenyl 1,4,5,8-tetracarboxynaphthalene diamide hoặc rhodamine B
- Hồng ngoại: 16,17-dihexyloxyviolanthrone, 16,17-butyloxyviolanthrone, 1-N,N-dibutylaminoanthracene hoặc 6-metylacridinium iodua
Mặc dù có sẵn chất phát huỳnh quang màu đỏ, nhưng các thanh ánh sáng phát ra màu đỏ có xu hướng không sử dụng chúng trong phản ứng oxalat. Chất huỳnh quang màu đỏ không ổn định lắm khi được bảo quản cùng với các hóa chất khác trong que phát sáng và có thể làm giảm tuổi thọ của que phát sáng. Thay vào đó, một sắc tố màu đỏ huỳnh quang được đúc vào ống nhựa bao quanh các hóa chất trong que phát sáng. Sắc tố phát ra màu đỏ hấp thụ ánh sáng từ phản ứng màu vàng (sáng) hiệu suất cao và phát lại thành màu đỏ. Điều này dẫn đến một thanh ánh sáng màu đỏ sáng gấp đôi so với khi thanh ánh sáng đã sử dụng chất huỳnh quang màu đỏ trong dung dịch.
làm cho một que phát sáng bị mòn tỏa sáng
:max_bytes(150000):strip_icc()/15433553475_2a85cf4ce3_k-6d945e69375c49b983fd3206c633d80d.jpg)
C. Nguồn / Flickr / CC BY 2.0
Bạn có thể kéo dài tuổi thọ của que phát sáng bằng cách bảo quản nó trong ngăn đá tủ lạnh. Hạ thấp nhiệt độ làm phản ứng hóa học chậm lại, nhưng mặt trái của đồng xu là phản ứng chậm hơn không tạo ra ánh sáng rực rỡ. Để que dạ quang phát sáng rực rỡ hơn, hãy ngâm nó vào nước nóng. Điều này làm tăng tốc độ phản ứng để que sáng hơn nhưng ánh sáng không kéo dài lâu.
Bởi vì chất huỳnh quang phản ứng với tia cực tím, bạn thường có thể làm cho một que dạ quang cũ phát sáng đơn giản bằng cách chiếu một tia sáng đen lên nó . Xin lưu ý rằng thanh sẽ chỉ phát sáng miễn là ánh sáng chiếu vào. Không thể sạc lại phản ứng hóa học tạo ra ánh sáng, nhưng ánh sáng cực tím cung cấp năng lượng cần thiết để chất huỳnh quang phát ra ánh sáng nhìn thấy được.
nguồn
- Chandross, Edwin A. (1963). “Một hệ thống phát quang hóa học mới”. Chữ tứ diện . 4(12):761–765. doi:10.1016/S0040-4039(01)90712-9
- Karukstis, Kerry K.; Van Hecke, Gerald R. (10 tháng 4 năm 2003). Kết nối hóa học: Cơ sở hóa học của các hiện tượng hàng ngày . ISBN 9780124001510.
- Kuntzleman, Thomas Scott; Rohrer, Kristen; Schultz, Emeric (12-06-2012). “Hóa học của các thanh ánh sáng: Trình diễn để minh họa các quá trình hóa học.” Tạp chí Giáo dục Hóa học . 89(7):910–916. doi:10.1021/ed200328d
- Kuntzleman, Thomas S.; Thoải mái, Anna E.; Hói đầu, Bruce W. (2009). “Chụp ảnh phát sáng”. Tạp chí Giáo dục Hóa học . 86 (1): 64. doi:10.1021/ed086p64
- Rauhut, Michael M. (1969). “Phát quang hóa học của các phản ứng phân hủy peroxide phối hợp”. Tài khoản nghiên cứu hóa học . 3(3):80–87. doi:10.1021/ar50015a003
