titta på videon och ladda ner tekniker anteckningar från Education in Chemistry webbplats: rsc.li/2IoVGZG
luminols kemiluminescens är ett fascinerande sätt att visa att energiförändringar i reaktioner inte alltid innebär utsläpp eller absorption av värme. Men medan glöden är vacker och imponerande, kan det vara kort och eleverna frågar ofta hur andra färger görs.,
Luminols blå färg kan ändras till mer av en gulgrön genom att maskera med fluorescein, men kommersiella glöd pinnar innebär generering av mellanprodukter som inte själva avger synligt ljus utan snarare överför energi till färgämnen eller ”sensibiliserande”. Dessa reaktioner lämpar sig också för diskussioner eller undersökningar av kinetik.
glow stick-reaktioner innebär emellertid ofta dyra färgämnen och användning av lösningsmedel som antingen sannolikt inte finns i en typisk skolaffär (dietylftalat) eller är olämpliga för användning i skolan (diklormetan)., I den här kolumnen fokuserar jag på en glow stick-reaktion som representerar värde, enkelhet och säkerhet.1
glöd stick reaktioner innebär ofta dyra färgämnen och användning av lösningsmedel som antingen osannolikt att hittas i en typisk skola butik (dietylftalat), eller är olämpliga för användning i skolan (diklormetan). I den här kolumnen fokuserar jag på en glow stick-reaktion som representerar värde, enkelhet och säkerhet.
ladda ner technican notes (MS Word eller pdf) för denna demonstration.,
beredning av kemiluminescentföreningen, bis(2,4,6-triklorofenyl) oxalat (TCPO)
det finns en mängd olika difenylesterföreningar som kan ge de önskade resultaten. TCPO väljs för sin gynnsamma stabilitet när syntetiseras, liksom ljusstyrkan och varaktigheten av den glöd som produceras. Föreningen är oöverkomligt dyr att köpa men kan enkelt syntetiseras av en lärare eller tekniker i förväg – detta kan också göras av pålitliga sjätte formare under noggrann övervakning i en vetenskapsklubb.,
syrakloriden reagerar mycket snabbare än karboxylsyreekvivalenten, och avlägsnandet av den utvecklade vätekloriden med bastrietylamin hjälper till att driva reaktionen vidare mot slutförande med förväntade utbyten runt 65%.2
syrakloriden reagerar mycket snabbare än karboxylsyreekvivalenten, och avlägsnandet av den utvecklade vätekloriden med grundtrietylamin hjälper till att driva reaktionen vidare mot slutförande med förväntade utbyten runt 65%.,
syntes av TCPO, med 2,4,6-triklorfenol och oxalylklorid
Kit
- 4,7 g 2,4,6-triklorfenol (TCP) (irriterande, Skadligt vid förtäring, miljöfarligt, misstänkt cancerframkallande)
- 40 cm3 aceton (brandfarligt, irriterande)
- 3.5 cm3 trietylamin (brandfarligt, skadligt vid förtäring, giftigt vid hudkontakt)
- 1.,5 cm3 oxalylklorid (frätande, respiratorisk irriterande, kontakt med vatten släpper ut brandfarliga gaser)
- 100 cm3 rundbottnad kolv
- Torkrör
- stor bägare och ca 200 g Is för ett isbad
- Sugfiltreringsapparat
- magnetisk omrörare och följare
förberedelse
arbeta i ett rökskåp. Använd handskar och stänkskyddade skyddsglasögon. Placera en bägare för att fungera som ett isbad på en magnetisk omrörare och kläm en 100 cm3 rundbottnad kolv inuti den. Tillsätt 4,7 g TCP följt av 40 cm3 aceton. Börja omrörning av blandningen och tillsätt 3.,5 cm3 trietylamin. Kyl blandningen genom att tillsätta is och vatten till bägaren. Tillsätt långsamt 1,5 cm3 oxalylklorid med tid för kylning på varje tillsats. Tillsätt en droppe trietylamin, placera ett torkrör på kolven och låt omrörningen stå i 20 minuter. Produkten kommer att kristallisera ut och kan filtreras, lufttorkas under sugning och kommer att förbli stabil i en provflaska i flera månader.,
källa: © Declan Fleming
visar glödsticksreaktionen
kemiluminescentreaktionen initieras genom oxidation av oxalatestern i närvaro av väteperoxid och katalyseras av en bas som natriumacetat. Den ursprungliga oxidationsprodukten är 1,2-dioxetandion, som snabbt sönderdelas till elektroniskt upphetsad koldioxid. Enbart detta kommer inte effektivt chemiluminesce men ett fluorescerande färgämne kan fånga energi från CO2 effektivt och släppa detta i form av synligt ljus.,3
den kemiluminescent reaktionen initieras genom oxidation av oxalatestern i närvaro av väteperoxid och katalyseras av en bas såsom natriumacetat. Den ursprungliga oxidationsprodukten är 1,2-dioxetandion, som snabbt sönderdelas till elektroniskt upphetsad koldioxid. Enbart detta kommer inte effektivt chemiluminesce men ett fluorescerande färgämne kan fånga energi från CO2 effektivt och släppa detta i form av synligt ljus.,
glow stick-reaktionen: oxidationsprodukten 1,2 – dioxetandion sönderdelas snabbt för att bilda elektroniskt upphetsad CO2-ett fluorescerande färgämne kan fånga denna energi och släppa den i form av synligt ljus
Kit
- glas 20 cm3 injektionsflaska med lock
- 5 cm3 etylacetat (brandfarligt, irriterande)
- 5 cm3 etanol (brandfarligt, Skadligt vid förtäring)
- 2 cm3 10 vol väteperoxid i etanol (brandfarligt)
- 0,1 g tcpo (irriterande)
- 0,05 g natriumacetat
- 0.,05 G rhodamine B (Skadligt vid förtäring, orsakar allvarlig ögonskada, farligt för vattenmiljön)
- spatlar och träspjälor / microspatulas
framför klassen
För bästa effekt arbeta i ett mörkt rum. Använd ögonskydd och handskar. Överför ca ½ en tcpo-spatel till provflaskan (ca 0,1 g) och spetsen på en splint / mikrospautula av de andra två fasta ämnena (ca 0,05 g). Tillsätt etylacetat och etanol skaka sedan med locket på för att lösa upp färgämnet och suspendera basen., Slutligen tillsätt väteperoxid och skaka blandningen en gång till för att initiera reaktionen. Den röda glöden kommer att bestå i flera minuter.
Undervisningsmål
många kinetiska effekter kan demonstreras här. För det första är det möjligt att visa basens katalytiska beteende. Upprepa demonstrationen utan detta reagens kommer att lämna lite till ingen synlig glöd, men vid tillsats av basen kommer glöden att initiera-vid noggrann inspektion kan glöden ses som den mest dramatiska runt de suspenderade baspulverpartiklarna., Ytterligare undersökningar som visar effekten av att öka väteperoxidkoncentrationen är mycket enkla.
andra (potentiellt dyrare) färgämnen är tillgängliga för att generera olika och ljusare färger – rhodamine B har valts för sitt relativt billiga pris men rubrene ger en betydligt starkare och långvarig orange glöd. 9,10-difenylantracen ger också en ljusare blå glöd. Klorofyll extraherad från spenatblad genererar en röd glöd som kan diskuteras i samband med sin gröna färg under synligt ljus.,
temperatureffekter på reaktionshastigheten kan lätt demonstreras genom att doppa den förpackade provflaskan i ett isbad och tillbaka i varmt vatten-glöden kommer att minska och återvända i enlighet därmed.
bortskaffande
blandningen kan lämnas att avdunsta i en bägare på baksidan av ett rökskåp för att lämna en kristallin rest av 2,4,6-triklorfenol och färgämne. Huvuddelen av det fasta materialet kan skrapas i en behållare för insamling av en registrerad avfallshanterare och eventuellt kvarvarande material kan spädas och hällas ner en smutsig vattenavlopp.
Lämna ett svar