Jak działają pałeczki świetlne?

Chemiluminescencja w akcji

jxfzsy / Getty Images

Lightsticks lub glowsticks są używane przez trick-or-treaters, nurków, wczasowiczów oraz do dekoracji i zabawy! Lightstick to plastikowa rurka, w której znajduje się szklana fiolka. Aby aktywować lightstick, zginasz plastikowy sztyft, który rozbija szklaną fiolkę. Dzięki temu chemikalia znajdujące się wewnątrz szkła mieszają się z chemikaliami w plastikowej tubie. Gdy te substancje zetkną się ze sobą, a reakcja zaczyna się dziać. Reakcja uwalnia światło, powodując świecenie sztyftu.

Reakcja chemiczna uwalnia energię

Niektóre reakcje chemiczne uwalniają się energia ; reakcja chemiczna w sztyfcie świetlnym uwalnia energię w postaci światła. Światło wytwarzane przez to Reakcja chemiczna jest nazywany chemiluminescencja .

Chociaż reakcja wytwarzająca światło nie jest powodowana przez ciepło i może nie wytwarzać ciepła, szybkość, z jaką zachodzi, zależy od temperatury. Jeśli umieścisz lampę w zimnym otoczeniu (np. w zamrażarce), reakcja chemiczna ulegnie spowolnieniu. Mniej światła zostanie uwolnione, gdy pałeczka będzie zimna, ale kij będzie trwał znacznie dłużej. Z drugiej strony, jeśli zanurzysz pałkę w gorącej wodzie, reakcja chemiczna przyspieszy. Sztyft będzie świecił znacznie jaśniej, ale też szybciej się zużyje.

Jak działają pałeczki świetlne

Istnieją trzy składniki pałeczki świetlnej. Potrzebne są dwie substancje chemiczne, które oddziałują, aby uwolnić energię, a także barwnik fluorescencyjny, aby przyjąć tę energię i przekształcić ją w światło. Chociaż istnieje więcej niż jeden przepis na świecznik, popularny komercyjny świecznik wykorzystuje rozwiązanie nadtlenek wodoru który jest trzymany oddzielnie od roztworu estru szczawianu fenylu wraz z barwnikiem fluorescencyjnym. O wyniku decyduje kolor barwnika fluorescencyjnego kolor kontrolki; kiedy roztwory chemiczne są mieszane. Podstawowym założeniem reakcji jest to, że reakcja między dwoma chemikaliami uwalnia wystarczającą ilość energii do wzbudzenia elektronów w barwniku fluorescencyjnym. To powoduje, że elektrony przeskakują na wyższy poziom energii, a następnie opadają z powrotem i uwalniają światło.

W szczególności reakcja chemiczna przebiega tak: nadtlenek wodoru utlenia ester szczawianu fenylu, tworząc fenol i niestabilny ester nadtlenokwasu. Niestabilny ester kwasu nadtlenowego rozkłada się, w wyniku czego powstaje fenol i cykliczny związek nadtlenowy. Cykliczny związek nadtlenowy rozkłada się do dwutlenek węgla . Ten reakcja rozkładu uwalnia energię, która pobudza barwnik.