Что внутри светящихся палочек

Хемилюминесценция люминола / что внутри «светящихся палочек»?

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.

Что нам понадобится

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.

Главный секрет

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.

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:

И наконец, можно посмотреть на видео

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.

Источник

LiveInternetLiveInternet

—Рубрики

—Поиск по дневнику

—Подписка по e-mail

—Статистика

FAQ ( Химические источники света)

1. Как работают химические источники света?

Для начала немного химии и про состав:

2. Влияет ли температура на время свечения / яркость неоновой палочки?

Да. Чем выше температура, тем ярче glowsticks будет светиться. Но, высокая температура сократит время химической реакции, что в свою очередь уменьшит время свечения неоновой палочки. То есть, чем химический источник света холодней, тем свечение будет тусклее, но время свечения будет больше!

3. Можно ли « выключить» химический источник света, после его активации?

Нет, как только Вы активировали неоновую палочку, она будет светиться, пока химическая реакция не закончиться. Однако, Вы можете продлить жизнь неоновой палочки и после ее активации. Положите светящуюся палочку в морозильник. Замораживание активированного glowsticks будет замедлять химическую реакцию. Как только Вы вытащите светящуюся палочку из морозильника, она опять начнет светиться при достижении комнатной температуры. Эта техника не останавливает химическую реакцию, но замедляет её, достаточно для того, что если положить химический источник света в морозильную камеру на одну ночь, и вытащить на следующий день, он должен светить довольно ярко.

4. Является ли химические источники света – водонепроницаемыми?

Да. Даже аквалангисты используют их под водой.

5. Что произойдет, если химические вещества из палочки попадут на мою одежду?

Если такое случиться, просто ополосните область теплой водой с мылом. Если реактивы высохнут – то могут остаться пятна.

6. Как я должен хранить не активированные светящиеся палочки?

Неоновые палочки следует хранить в сухом прохладном месте и в оригинальной упаковке. Жара и влажность сокращает срок хранения химических источников света.

7. Какой срок годности неоновых палочек?

8. Как долго светящиеся палочки светятся?

Свечение химических источников света в среднем от 4 до 12(18) часов, в зависимости от их размера и температуры окружающего воздуха.

9. Безопасны ли химические источники света?

Да. Все наши неоновые палочки поставляются в индивидуальной упаковке из фольги. Даже если внешний корпус химического источника света будет проколот или поломан – это не вызовет какой либо реакции, так как химический состав не токсичный и не воспламеняется. Но следует избегать попадания в глаза или проглатывания жидкости находящейся внутри неоновой палочки, поскольку это приведет к раздражению. Существует также возможность аллергической реакции. Химические источники света (glowsticks) не рекомендуется давать детям младше 5 лет без присмотра взрослых.

10. Что делать если я проглотил палочку, добавил в сок и выпил и так далее?

ВНИМАНИЕ. Не перегибайте активированные светящиеся палочки сильно, чрезмерный изгиб может сломать пластиковую трубку, что приведет к утечке химических веществ из нее.

Источник

В магазинах Симферополя продают опасные леденцы

Непростые пятна

Как пишет производитель из Китайской народной республики, чтобы палочка засветилась, её необходимо согнуть до щелчка и затем потрясти ею. Что же тут необычного, скажете? Просто очередная детская забава. Возможно, это было бы и так, если бы производитель указал состав светящегося вещества. Особое беспокойство вызывает предупреждение производител: «Палочку не вскрывать! Содержимое не глотать! При попадании содержимого на слизистые оболочки – обильно промыть водой!». А на упаковочной коробке из-под конфет добавлено, что содержимое трубочки «может оставлять пятна на мебели и одежде».

Возникает вопрос: как такую «сладость» можно продавать детям? Ведь любому родителю понятно, что ребёнок вполне может прокусить палочку. В медицинской практике известно много случаев, когда дети случайно глотали палочки чупа-чупса. Что же может случиться, если ребёнок проглотит светящуюся палочку, наполненную неизвестным веществом? К слову, сомнение вызывает и съедобная часть леденца. Помимо стабилизаторов и пищевых добавок сюда входят и такие пищевые красители, как Е-171 (диоксид титана) и Е-150 (сахарный колер).

Мы приобрели леденец со вкусом колы, однако запах у карамели яркий химический, напомнил запах клея, но далеко не аромат созвучного напитка. Возможно, такое действие на карамель оказала палочка с неизвестным веществом, ведь всё содержимое леденца находится в плотной упаковке из фольги.

Оно же светится.

Что за светящееся вещество содержится в детской сладости, сказать сложно. Специалисты-химики выдают целый список веществ, которые светятся в темноте. Это радиоактивный газ радон, актиний – чрезвычайно редкий элемент с нежно-голубым свечением, радиоактивные радий и плутоний. Последний издаёт свечение, только когда взаимодействует с кислородом, то же самое происходит и с фосфором.

Так что пока российские импортёры, делая закупки, спасают китайских детей от леденца с содержанием непонятного вещества, «Крымская газета» побеспокоилась о наших детях – мы отправили заявление в соответствующие органы, чтобы те провели проверку и установили странный состав светящейся палочки.

По её словам, уже поступали обращения-жалобы по поводу продукции с таким же названием, как и у леденца, правда, касались они жевательной резинки.

Начальник отдела санитарного надзора Межрегионального управления Роспотребнадзора по РК и городу Севастополю Игорь Соколов:

– Сама палочка в конфете должна быть из таких материалов, которые допускаются для контактов с пищевыми продуктами. Палочку, понятно, никто есть не будет, хотя ребёнок всё что угодно может грызть. Если что-то из этой палочки попадёт в рот и внутрь, то естественно, это не должно причинить никакого вреда жизни и здоровью. К продукции, которая ввозится из-за границы, если это не территория таможенного союза, требования серьёзные. То есть всё должно быть с соответствующими документами. С нашими документами, а не КНР. Эта продукция должна пройти процедуру экспертизы, но здесь, на нашей территории. Чтобы нам самим отдать продукцию на экспертизу, проблема вот в чём: если будут все сопроводительные документы в порядке, то оснований проводить экспертизу у нас не будет. Если продукция будет без документов, то и без экспертизы мы дадим предписание об изъятии.

Добровольная сертификация вместо обязательной?

Пролить свет на состав «светящейся в темноте палочки» не помог нам и сертификат соответствия на леденцы, который нам безоговорочно предоставил администратор магазина в Симферополе, где мы совершили покупку. Здесь лишь указано, что сам сертификат выдан на основании протокола испытаний от 4 мая 2016 года. Учитывая, что конфеты (купленные нами в магазине) выпущены 15 апреля 2016 года, то российский импортёр из Владивостока очень быстро справился с задачей – за 20 дней вывез из КНР продукцию и получил сертификат соответствия (кстати, выдан он в Москве).

Стоит отметить, что сертификат этот добровольный, он не применяется при обязательной сертификации. Тогда как детские товары – продукция мебельной, игрушечной, химической, трикотажной, полимерной и парфюмерной промышленности, издательств, продукты питания, выпускаемые специально для детей разного возраста, в России подлежат обязательной сертификации. При этом о том, что леденцы на палочке рассчитаны на детей, говорит даже производитель, указав на упаковке следующую информацию: «дети до 5 лет должны есть конфету под присмотром родителей, во избежание проглатывания палочки». В этой связи, как уже было отмечено, в соответствии с техрегламентом Таможенного союза «О безопасности продукции, предназначенной для детей и подростков», оформлять сертификат на детские товары следует неукоснительно. Кроме того, если это предусмотрено тем же техрегламентом, нужно обязательное свидетельство о госрегистрации – документ, который подтверждает гигиеническую безопасность данного типа продукции.

Источник

Светящаяся палочка

СОДЕРЖАНИЕ

История [ править ]

Различные изобретатели получили несколько патентов США на устройства типа «светящиеся палочки». Бернард Даброу и Юджин Дэниел Гут запатентовали упакованный хемилюминесцентный материал в июне 1965 года. [6] В октябре 1973 года Кларенс В. Гиллиам, Дэвид Иба-старший и Томас Н. Холл были зарегистрированы как изобретатели химического осветительного устройства. [7] В июне 1974 года был выдан патент на хемилюминесцентное устройство, изобретателями которого были Герберт П. Рихтер и Рут Э. Тедрик. [8]

В январе 1976 года был выдан патент на хемилюминесцентное сигнальное устройство, изобретателями которого были Винсент Дж. Эспозито, Стивен М. Литтл и Джон Х. Лайонс. [9] В этом патенте рекомендована единственная стеклянная ампула, суспендированная во втором веществе, которое при разбивании и смешивании дает хемилюминесцентный свет. В конструкцию также входила подставка для сигнального устройства, чтобы его можно было выбросить из движущегося транспортного средства и оставить стоять в вертикальном положении на дороге. Идея заключалась в том, что это заменит традиционные аварийные придорожные сигнальные ракеты и будет лучше, поскольку они не создают опасности возгорания, их проще и безопаснее развертывать, и они не станут неэффективными в случае попадания в них проезжающих транспортных средств. Эта конструкция с единственной стеклянной ампулой внутри пластиковой трубки, заполненной вторым веществом, которое при сгибании разбивает стекло, а затем встряхивается для смешивания веществ, больше всего напоминает типичную светящуюся палочку, продаваемую сегодня. [ необходима цитата ]

В декабре 1977 года был выдан патент на химическое световое устройство, изобретателем которого был Ричард Тейлор Ван Зандт. [10] Это изменение конструкции включает стальной шар, который разбивает стеклянную ампулу, когда светящаяся палочка подвергается удару заданного уровня; Примером может служить темная стрела, которая освещает место приземления при резком замедлении. [ необходима цитата ]

Использует [ редактировать ]

Развлечения [ править ]

В Книге рекордов Гиннеса говорится, что самая большая в мире светящаяся палочка треснула на высоте 150 метров (492 фута 2 дюйма). Он был создан отделом химии Университета Висконсина-Уайтуотера в ознаменование полутора столетия или 150-летия школы в Уайтуотере, штат Висконсин, и взломан 9 сентября 2018 г. [14]

Операция [ править ]

Сразу после активации интенсивность света высока, а затем экспоненциально затухает. Выравнивание этой начальной высокой мощности возможно за счет охлаждения ручки накаливания перед активацией. [17]

Можно использовать комбинацию двух флуорофоров, один из которых находится в растворе, а другой встроен в стенки контейнера. Это выгодно, когда второй флуорофор может разлагаться в растворе или подвергаться воздействию химикатов. Спектр излучения первого флуорофора и спектр поглощения второго должны в значительной степени перекрываться, и первый должен излучать на более короткой длине волны, чем второй. Возможно преобразование с понижением частоты из ультрафиолетового в видимое, как и преобразование между видимыми длинами волн (например, от зеленого до оранжевого) или из видимого диапазона в ближний инфракрасный. Сдвиг может достигать 200 нм, но обычно диапазон примерно на 20–100 нм больше, чем спектр поглощения. [18] Светящиеся палочки, использующие этот подход, как правило, имеют цветные контейнеры из-за красителя, встроенного в пластик. Инфракрасные светящиеся палочки могут казаться темно-красными или черными, поскольку красители поглощают видимый свет, производимый внутри контейнера, и излучают в ближнем инфракрасном диапазоне.

Источник

А светящаяся палочка автономный кратковременный источник света. Он состоит из полупрозрачного пластик трубка, содержащая изолированные вещества, которые при соединении пропускают свет хемилюминесценция, поэтому не требует внешнего источника энергии. Свет нельзя выключить и использовать можно только один раз. Светящиеся палочки часто используются для отдыха, но также могут использоваться для освещения во время военных, полицейских, пожарных или скорая медицинская помощь операции. Они также используются военными и полицией для обозначения «чистых» участков.

Содержание

История

Бис (2,4,5-трихлорфенил-6-карбопентоксифенил) оксалат, торговая марка «Cyalume», была изобретена в 1971 году Майклом М. Раухутом. [1] и Ласло Дж. Боллыки из Американский цианамид, основанный на работе Эдвина А. Чандросса из Bell Labs. [2] [3]

Другая ранняя работа по хемилюминесценции была проведена в то же время исследователями под руководством Герберта Рихтера в Центр военно-морского вооружения Чайна-Лейк. [4] [5]

Несколько США патенты Устройства типа «светящаяся палочка» получили разные изобретатели. Бернард Даброу и Юджин Дэниел Гут запатентовали упакованный хемилюминесцентный материал в июне 1965 г. (Патент 3,774,022). В октябре 1973 года Кларенс В. Гиллиам, Дэвид Иба-старший и Томас Н. Холл были зарегистрированы как изобретатели химического осветительного устройства (Патент 3,764,796). В июне 1974 г. был выдан патент на хемилюминесцентное устройство, изобретателями которого были Герберт П. Рихтер и Рут Э. Тедрик (Патент 3,819,925).

В январе 1976 года был выдан патент на хемилюминесцентное сигнальное устройство, изобретателями которого были Винсент Дж. Эспозито, Стивен М. Литтл и Джон Х. Лайонс (Патент 3,933,118). В этом патенте рекомендована единственная стеклянная ампула, которая суспендирована во втором веществе, которое при разбивании и смешивании дает хемилюминесцентный свет. В конструкцию также входила подставка для сигнального устройства, чтобы его можно было выбросить из движущегося транспортного средства и оставить стоять в вертикальном положении на дороге. Идея заключалась в том, что это заменит традиционные аварийные придорожные сигнальные ракеты и будет лучше, поскольку они не представляют опасности пожара, их будет проще и безопаснее развернуть, и они не станут неэффективными в случае поражения проезжающими автомобилями. Эта конструкция с единственной стеклянной ампулой внутри пластиковой трубки, заполненной вторым веществом, которое при сгибании разбивает стекло, а затем встряхивается для смешивания веществ, больше всего напоминает типичную светящуюся палочку, продаваемую сегодня.

В декабре 1977 года был выдан патент на химическое световое устройство с Ричардом Тейлором Ван Зандтом в качестве изобретателя (Патент 4064428). Это изменение конструкции включает стальной шар, который разбивает стеклянную ампулу, когда светящаяся палочка подвергается удару заданного уровня; Примером может служить темная стрела, которая освещает место посадки при резком замедлении.

Использует

Светящиеся палочки водонепроницаемы, не используют батарейки, выделяют незначительное тепло, недороги и достаточно одноразовые. Они могут выдерживать высокое давление, например, под водой. Они используются в качестве источников света и световых маркеров. вооруженные силы, туристы, и дайверы-любители. [6]

Развлекательная программа

Свечение это использование светящихся палочек в танцах. [7] Это одно из их наиболее широко известных применений в популярной культуре, так как они часто используются для развлечения на вечеринках (в частности, рейвы), концерты, и танцевальные клубы. Они используются оркестр дирижеры вечерних представлений; Светящиеся палочки также используются на фестивалях и праздниках по всему миру. Светящиеся палочки также выполняют несколько функций в качестве игрушек, хорошо заметных ночных предупреждений для автомобилистов и световых меток, которые позволяют родителям следить за своими детьми. Еще одно использование для световые эффекты на воздушном шаре. Светящиеся палочки также используются для создания специальных эффектов в фотографии и на пленке при слабом освещении. [8]

В Книга рекордов Гиннеса говорит, что самая большая в мире светящаяся палочка треснула на высоте 150 метров (492 футов 2 дюйма). Он был создан Университет Висконсина – Уайтуотерхимического факультета, чтобы отметить полувековой юбилей школы, или 150-летие со дня рождения Уайтуотер, Висконсин и треснул 09 сентября 2018 года. [9]

Операция

Светящиеся палочки излучают свет при смешивании двух химикатов. Реакция между двумя химическими веществами катализируется основанием, обычно салицилат натрия. [10] Палочки представляют собой крошечный хрупкий контейнер внутри гибкого внешнего контейнера. Каждый контейнер содержит различное решение. Когда внешний контейнер сгибается, внутренний контейнер ломается, позволяя растворам объединяться, вызывая необходимую химическую реакцию. После разрушения пробирку встряхивают для тщательного перемешивания компонентов.

Сразу после активации интенсивность света высока, а затем экспоненциально затухает. Выравнивание этой начальной высокой мощности возможно за счет охлаждения палочки накаливания перед активацией. [12]

Можно использовать комбинацию двух флуорофоров, один из которых находится в растворе, а другой встроен в стенки контейнера. Это выгодно, когда второй флуорофор разлагается в растворе или подвергается воздействию химических веществ. Спектр излучения первого флуорофора и спектр поглощения второго должны в значительной степени перекрываться, и первый должен излучать на более короткой длине волны, чем второй. Возможно преобразование с понижением частоты из ультрафиолетового в видимое, как и преобразование между видимыми длинами волн (например, от зеленого до оранжевого) или из видимого диапазона в ближний инфракрасный. Сдвиг может достигать 200 нм, но обычно диапазон примерно на 20–100 нм больше, чем спектр поглощения. [13] Светящиеся палочки, использующие этот подход, как правило, имеют цветные емкости из-за красителя, встроенного в пластик. Инфракрасные светящиеся палочки могут выглядеть от темно-красного до черного, поскольку красители поглощают видимый свет, производимый внутри контейнера, и излучают в ближнем инфракрасном диапазоне.

С другой стороны, различные цвета также могут быть получены путем простого смешивания нескольких флуорофоров в растворе для достижения желаемого эффекта. [10] [14] Эти различные цвета могут быть получены благодаря принципам аддитивный цвет. Например, комбинация красных, желтых и зеленых флуорофоров используется в оранжевых световых палках, [10] а в палочках для белого света используется комбинация нескольких флуоресцентных ламп. [14]

Источник