Como funcionam as cores dos bastões luminosos

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Um bastão luminoso é uma fonte de luz baseada em quimioluminescência . Estalar o bastão quebra um recipiente interno cheio de peróxido de hidrogênio . O peróxido mistura-se com oxalato de difenilo e um fluoróforo. Todos os bastões luminosos seriam da mesma cor, exceto o fluoróforo. Aqui está um olhar mais atento sobre o reação química e como as diferentes cores são produzidas.

Principais conclusões: como funcionam as cores do Glowstick

• Um glowstick ou lightstick funciona via quimioluminescência. Em outras palavras, uma reação química gera a energia usada para produzir luz.
• A reação não é reversível. Uma vez que os produtos químicos são misturados, a reação prossegue até que não seja produzida mais luz.
• Um glowstick típico é um tubo de plástico translúcido que contém um tubo pequeno e quebradiço. Quando o bastão é quebrado, o tubo interno quebra e permite que dois conjuntos de produtos químicos se misturem.
• Os produtos químicos incluem oxalato de difenil, peróxido de hidrogênio e um corante que produz cores diferentes.

Reação química do bastão de brilho

Smurrainchester / Wikimedia Commons / CC BY-SA

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Smurrainchester / Wikimedia Commons / CC BY-SA

Existem várias reações químicas quimioluminescentes que podem ser usadas para produzir luz em bastões luminosos , mas as reações de luminol e oxalato são comumente usadas. Os bastões de luz Cyalume da American Cyanamid são baseados na reação de bis(2,4,5-triclorofenil-6-carbopentoxifenil)oxalato (CPPO) com peróxido de hidrogênio. Uma reação semelhante ocorre com bis(2,4,6-triclorofenil)oxlato (TCPO) com peróxido de hidrogênio.

Um reação química endotérmica ocorre. O peróxido e o éster de fenil oxalato reagem para produzir dois mols de fenol e um mol de éster de peroxiácido, que se decompõe em dióxido de carbono. A energia da reação de decomposição excita o corante fluorescente, que libera luz. Diferentes fluoróforos (FLR) podem fornecer a cor.

Os bastões luminosos modernos usam produtos químicos menos tóxicos para produzir energia, mas os corantes fluorescentes são praticamente os mesmos.

Corantes fluorescentes usados ​​em bastões luminosos

DarkShadow / Getty Images

Se fluorescente corantes não fossem colocados em bastões luminosos, você provavelmente não veria nenhuma luz. Isso ocorre porque a energia produzida a partir da reação de quimioluminescência é geralmente luz ultravioleta invisível.

Estes são alguns corantes fluorescentes que podem ser adicionados aos bastões de luz para liberar luz colorida:

• Azul: 9,10-difenilantraceno
• Azul-Verde: 1-cloro-9,10-difenilantraceno (1-cloro(DPA)) e 2-cloro-9,10-difenilantraceno (2-cloro(DPA))
• Cerceta: 9-(2-feniletenil) antraceno
• Verde: 9,10-bis(feniletinil)antraceno
• Verde: 2-Cloro-9,10-bis(feniletinil)antraceno
• Amarelo-Verde: 1-Cloro-9,10-bis(feniletinil)antraceno
• Amarelo: 1-cloro-9,10-bis(feniletinil)antraceno
• Amarelo: 1,8-dicloro-9,10-bis(feniletinil)antraceno
• Laranja-Amarelo: Rubrene
• Laranja: 5,12-bis(feniletinil)-naftaceno ou Rodamina 6G
• Vermelho: 2,4-di-terc-butilfenil 1,4,5,8-tetracarboxinaftaleno diamida ou Rodamina B
• Infravermelho: 16,17-dihexiloxiviolantrona, 16,17-butiloxiviolantrona, 1-N,N-dibutilaminoantraceno ou iodeto de 6-metilacridínio

Embora os fluoróforos vermelhos estejam disponíveis, os bastões de luz que emitem vermelho tendem a não usá-los na reação de oxalato. Os fluoróforos vermelhos não são muito estáveis ​​quando armazenados com outros produtos químicos nos bastões de luz e podem encurtar a vida útil do bastão de luz. Em vez disso, um pigmento vermelho fluorescente é moldado no tubo de plástico que envolve os produtos químicos do bastão de luz. O pigmento emissor de vermelho absorve a luz da reação amarela de alto rendimento (brilhante) e a reemite como vermelho. Isso resulta em um bastão de luz vermelha que é aproximadamente duas vezes mais brilhante do que teria sido se o bastão de luz tivesse usado o fluoróforo vermelho na solução.

Faça um bastão de brilho gasto brilhar

C. Fonte / Flickr / CC BY 2.0

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C. Fonte / Flickr / CC BY 2.0

Você pode prolongar a vida útil de um bastão de incandescência armazenando-o no freezer. Reduzir a temperatura retarda a reação química, mas o outro lado é que a reação mais lenta não produz um brilho tão intenso. Para fazer um bastão de incandescência brilhar mais intensamente, mergulhe-o em água quente. Isso acelera a reação, então o bastão fica mais brilhante, mas o brilho não dura tanto.

Como o fluoróforo reage à luz ultravioleta, geralmente você pode fazer um bastão de luz antigo brilhar simplesmente iluminando-o com um luz negra . Lembre-se de que o bastão só brilhará enquanto a luz brilhar. A reação química que produziu o brilho não pode ser recarregada, mas a luz ultravioleta fornece a energia necessária para fazer o fluoróforo emitir luz visível.

Fontes

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• Karustis, Kerry K.; Van Hecke, Gerald R. (10 de abril de 2003). Conexões Químicas: A Base Química dos Fenômenos Cotidianos . ISBN 9780124001510.
• Kuntzleman, Thomas Scott; Rohrer, Kristen; Schultz, Emeric (2012-06-12). 'A Química dos Lightsticks: Demonstrações para Ilustrar Processos Químicos'. Revista de Educação Química . 89 (7): 910-916. doi:10.1021/ed200328d
• Kuntzleman, Thomas S.; Conforto, Anna E.; Baldwin, Bruce W. (2009). 'Glowmatografia'. Revista de Educação Química . 86 (1): 64. doi: 10.1021/ed086p64
• Rauhut, Michael M. (1969). 'Quimioluminescência de reações de decomposição de peróxido concertado'. Contas de Pesquisa Química . 3 (3): 80–87. doi:10.1021/ar50015a003