Obejrzyj film i pobierz notatki technika ze strony Edukacja w chemii: rsc.li/2IoVGZG
chemiluminescencja luminolu jest fascynującym sposobem pokazania, że zmiany energii w reakcjach nie zawsze wiążą się z uwalnianiem lub absorpcją ciepła. Ale chociaż blask jest piękny i imponujący, może być krótki i uczniowie często pytają, jak powstają inne kolory.,
niebieska barwa luminolu może być modyfikowana do bardziej żółtej zieleni poprzez maskowanie fluoresceiną, ale komercyjne świecące pałeczki wymagają wytwarzania półproduktów, które same nie wydzielają światła widzialnego, ale raczej przekazują energię barwnikom lub „uczulającym”. Reakcje te ulegają również dyskusji lub badaniom kinetyki.
jednak reakcje glow stick często obejmują drogie barwniki i stosowanie rozpuszczalników, które są mało prawdopodobne, aby znaleźć w typowym sklepie szkolnym (ftalan dietylu) lub nie nadają się do stosowania w szkole (dichlorometan)., W tej kolumnie skupię się na reakcji glow stick, która reprezentuje wartość, prostotę i bezpieczeństwo.1
jednak reakcje glow stick często obejmują drogie barwniki i stosowanie rozpuszczalników, które są mało prawdopodobne, aby znaleźć w typowym sklepie szkolnym (ftalan dietylu) lub nie nadają się do stosowania w szkole (dichlorometan). W tej kolumnie skupię się na reakcji glow stick, która reprezentuje wartość, prostotę i bezpieczeństwo.
Pobierz notatki technican (MS Word lub pdf) do tej demonstracji.,
przygotowanie związku chemiluminescencyjnego, bis(2,4,6-trichlorofenylo) szczawian (tcpo)
istnieje wiele związków difenyloestrowych, które mogą przynieść pożądane rezultaty. Tcpo jest wybierany ze względu na jego korzystną stabilność po zsyntetyzowaniu, a także jasność i czas trwania wytwarzanego blasku. Związek jest zbyt drogi w zakupie, ale może być po prostu zsyntetyzowany przez nauczyciela lub technika z wyprzedzeniem – może to być również podjęte przez wiarygodnych szóstoklasistów pod ścisłym nadzorem w klubie naukowym.,
chlorek kwasowy reaguje znacznie szybciej niż równoważnik kwasu karboksylowego, a usunięcie wyewoluowanego chlorowodoru przez zasadową trietyloaminę pomaga prowadzić reakcję dalej w kierunku zakończenia z oczekiwanymi plonami około 65%.2
chlorek kwasowy reaguje znacznie szybciej niż równoważnik kwasu karboksylowego, a usunięcie wyewoluowanego chlorowodoru przez zasadową trietyloaminę pomaga prowadzić reakcję dalej w kierunku zakończenia z oczekiwanymi plonami około 65%.,
synteza TCPO przy użyciu 2,4,6-trichlorofenolu i chlorku oksalylu
zestaw
- 4,7 g 2,4,6-trichlorofenolu (TCP) (drażniący, szkodliwy w przypadku połknięcia, niebezpieczny dla środowiska, podejrzany o działanie rakotwórcze)
- 40 cm3 acetonu (łatwopalnego, drażniącego)
- 3,5 cm3 trietyloaminy (łatwopalnego, szkodliwego w przypadku połknięcia, toksycznego przez KONTAKT ZE SKÓRĄ)
- 1.,5 cm3 chlorku oksalylu (żrący, drażniący drogi oddechowe, kontakt z wodą uwalnia łatwopalne gazy)
- kolba o pojemności 100 cm3 z okrągłym dnem
- rura susząca
- duża zlewka i około 200 g lodu do kąpieli lodowej
- aparat do filtracji ssącej
- mieszadło magnetyczne i follower
przygotowanie
pracować w komorze dymowej. Noś rękawice i wodoodporne gogle. Umieść zlewkę pełniącą rolę kąpieli lodowej na mieszadle magnetycznym i zaciśnij w niej kolbę o okrągłym dnie o pojemności 100 cm3. Dodać 4,7 g TCP, a następnie 40 cm3 acetonu. Rozpocznij mieszanie mieszanki i dodaj 3.,5 cm3 trietyloaminy. Schłodzić mieszaninę, dodając lód i wodę do zlewki. Powoli dodawać 1,5 cm3 chlorku oksalylu z czasem do schłodzenia przy każdym dodaniu. Dodać jedną kroplę trietyloaminy, umieścić rurkę suszącą na kolbie i pozostawić mieszając na 20 minut. Produkt wykrystalizuje się i może być filtrowany, suszony powietrzem pod zasysaniem i pozostanie stabilny w fiolce z próbką przez kilka miesięcy.,
źródło: © Declan Fleming
demonstrowanie reakcji pałeczki świecącej
reakcja chemiluminescencyjna jest inicjowana przez utlenianie estru szczawianowego w obecności nadtlenku wodoru i katalizowana przez zasadę, taką jak octan sodu. Początkowym produktem utleniania jest 1,2-dioksetanodion, który szybko rozkłada się do wzbudzonego elektronicznie dwutlenku węgla. Samo to nie będzie skutecznie chemiluminesce, ale fluorescencyjny barwnik może skutecznie wychwytywać energię z CO2 i uwalniać ją w postaci światła widzialnego.,3
reakcja chemiluminescencyjna jest inicjowana przez utlenianie estru szczawianowego w obecności nadtlenku wodoru i katalizowana przez zasadę, taką jak octan sodu. Początkowym produktem utleniania jest 1,2-dioksetanodion, który szybko rozkłada się do wzbudzonego elektronicznie dwutlenku węgla. Samo to nie będzie skutecznie chemiluminesce, ale fluorescencyjny barwnik może skutecznie wychwytywać energię z CO2 i uwalniać ją w postaci światła widzialnego.,
reakcja glow stick: produkt utleniania 1,2-dioksetanodion szybko rozkłada się do postaci wzbudzonego elektronicznie CO2 – fluorescencyjny barwnik może wychwycić tę energię i uwolnić ją w postaci światła widzialnego
zestaw
- Szkło fiolka z próbką 20 cm3 z pokrywką
- 5 cm3 octan etylu (łatwopalny, drażniący)
- 5 cm3 Etanol (łatwopalny, szkodliwy w przypadku połknięcia)
- 2 cm3 10 vol nadtlenek wodoru w etanolu (łatwopalny)
- 0, 1 g TCPO (drażniący)
- 0, 05 g octan sodu
- 0.,05 g rodaminy B (szkodliwa w przypadku połknięcia, powoduje poważne uszkodzenie oczu, niebezpieczna dla środowiska wodnego)
- szpatułki i drewniane szyny/mikrospatule
przed klasą
dla najlepszego efektu pracować w zaciemnionym pomieszczeniu. Nosić ochronę oczu i rękawice. Przenieść około ½ szpatułki TCPO do fiolki z próbką (około 0,1 g) i końcówki szyny / mikrospautuli dwóch pozostałych ciał stałych (około 0,05 g). Dodaj octan etylu i etanol, a następnie potrząśnij pokrywką, aby rozpuścić barwnik i zawiesić podstawę., Na koniec dodać nadtlenek wodoru i wstrząsnąć mieszaninę jeszcze raz, aby rozpocząć reakcję. Czerwona poświata utrzymuje się przez kilka minut.
cel nauczania
można tu zademonstrować liczne efekty kinetyczne. Po pierwsze, możliwe jest pokazanie katalitycznego zachowania bazy. Powtarzanie demonstracji bez tego odczynnika nie pozostawi widocznego blasku, ale po dodaniu podstawy, blask rozpocznie się – po dokładnym zbadaniu blask może być postrzegany jako najbardziej dramatyczny wokół zawieszonych cząstek proszku zasadowego., Dalsze badania pokazujące wpływ zwiększenia stężenia nadtlenku wodoru są bardzo proste.
dostępne są inne (potencjalnie droższe) barwniki do generowania różnych i jaśniejszych kolorów – rhodamine B została wybrana ze względu na stosunkowo niską cenę, ale rubren daje znacznie silniejszy i trwalszy pomarańczowy blask. 9,10-difenylantracenu wytwarza również jaśniejszy niebieski blask. Chlorofil pozyskiwany z liści szpinaku generuje czerwony blask, który można omówić w kontekście jego zielonego koloru w świetle widzialnym.,
wpływ temperatury na szybkość reakcji można łatwo wykazać, zanurzając fiolkę z pokrywką w łaźni lodowej i z powrotem w ciepłej wodzie – blask zmniejszy się i odpowiednio powróci.
usuwanie
mieszaninę można pozostawić do odparowania w zlewce z tyłu dygestorium, aby pozostawić krystaliczną pozostałość 2,4,6-trichlorofenolu i barwnika. Większość materiału stałego może być zeskrobana do pojemnika do zbierania przez Zarejestrowanego wykonawcę odpadów, a każdy pozostały materiał może być rozcieńczony i wylany do odpływu wody.
Dodaj komentarz