Химические способы получения света

Можно ли сделать источник света химический своими руками?

Ох уж эти джедаи с их световыми мечами, взволновали умы миллионов, не обошли и нас. В кино всё выглядело более чем эффектно, и лет 10 назад разноцветные светящиеся палочки, привезённые с китайской барахолки и лишь очень отдалённо напоминающие орудие упомянутых рыцарей, произвели фурор. Практичные люди, вроде рыбаков и исследователей, сразу оценили такие светильники не только в качестве средства создания подходящего антуража, но и как альтернативный источник света. Химический способ получения видимого излучения отличается очень низкой теплоотдачей. К тому же он может быть применён в условиях, где другие светильники не могут работать. Пытливые умы экспериментаторов сразу задались вопросом о том, насколько сложно изготовить такой химический источник света своими руками.

Разновидности ХИС

ХИС — химический источник света заводского изготовления можно встретить не только в магазинах игрушек и украшений. Модели побольше и, конечно, посильнее встречаются в специальном оборудовании спасателей, подводников, спелеологов и других специалистов, связанных с необычными условиями труда. Ингредиенты, участвующие в реакции, довольно труднодоступны для обывателя, а некоторые обходятся в серьёзную сумму. Некоторые реактивы могут быть небезопасными, а этого хотелось бы избежать в кустарном производстве. В общем, экспериментальным путём было выявлено несколько способов, в том числе и безрезультатных.

Провал с лимонадом

С прискорбием можно констатировать, что известный трюк с напитком Mountain Dew не работает. Если быть совсем точным, то он не работает с ингредиентами, использованными в известном опыте, потому что светильник в пластиковой бутылке на основе этого напитка вполне реализуем. Об этом несколько позже.

Простейший светильник на ацетоне

Каталитическое окисление ацетона можно рассматривать как источник света, химический принцип которого не отличается от обычного горения. Отличием будет лишь отсутствие открытого пламени. Вкратце, в прозрачную ёмкость наливают незначительное количество ацетона. Важно лишь создать место для образования и скопления паров горючего и смешивания их с кислородом воздуха. Медную проволоку сворачивают пружинкой или другим способом, чтобы витки были поближе друг к другу для создания большей площади реакции в меньшем объёме. Этот конец проволоки нагревают до красноты и опускают в ёмкость с парами ацетона, и на поверхности меди ацетон вступает в реакцию с кислородом, выделяя дополнительное тепло. Полученная энергия поддерживает температуру реакции и дополнительно нагревает металл до состояния свечения. Такой светильник выделяет много тепла, да и свет получается из-за нагрева меди, но необычность и химическая составляющая имеются, поэтому мы не могли обойти его вниманием.

Химический свет путём окисления люминола

Поиски подходящих ингредиентов и работающего рецепта привели наконец к удовлетворительному результату. Люминол используется в судебной медицине для обнаружения остатков крови: ионы железа в плазме действуют как катализатор, и люминол окисляется с выделением светового излучения. Найти это вещество не составит труда, препарат «Галавит» содержит натриевую соль люминола в достаточном количестве для нескольких опытов с изготовлением веществ, используемых как источник света. Химический аспект всего действия подразумевает, что ёмкости для светильника не будут использованы в быту, чтобы исключить отравления или повреждения кожи агрессивными веществами. Будьте аккуратны при проведении опытов, используйте защитные перчатки, очки и респиратор при необходимости.

Изготовление химических источников света (ХИС) в водных растворах

Итак, мы определились с основным реагентом, нужно подумать об идеальных условиях реакции. В качестве жидкой среды понадобится растворитель. В его роли может выступить обычная вода из крана, однако люминол практически нерастворим в ней. Чтобы реакция протекала равномерно, «Галавит» придётся мелко растереть и приготовить суспензию, а также понадобится катализатор с большим выделением ионов железа или меди в растворе. Сульфат меди или медный купорос, как его называют, будет отличным усилителем реакции в воде. Для создания щелочной среды потребуется нашатырный спирт, а лучше гидроксид натрия или калия. Окислителем послужит перекись водорода, пропорции следующие:

100 мл воды смешать с 2-3 растёртыми таблетками «Галавита»;

добавить 50 мл пероксида водорода;

3-5 г медного купороса или красной кровяной соли;

30 мл нашатырного спирта или 15 мл раствора КОН или NaOH.

Свечение появится почти сразу после смешивания и сохранится на несколько часов. Для продолжения действия нужно добавлять тёртый «Галавит» и пероксид водорода в раствор и слегка взболтать.

Опыты с «Димексидом»

Эксперименты с водой дают результат слабее ожидаемого, вследствие плохой растворимости люминола, стоит поискать среду получше. Диметилсульфоксид отлично справляется с задачей растворения реагентов, приобрести его можно в аптеках под названием «Димексид». Соблюдайте осторожность при работе с этим препаратом, потому что проникающая способность его делает кожу проницаемой для различной грязи, которая в обычных условиях успешно сдерживается нашей естественной защитной оболочкой. Катализатор реакции придётся убрать, потому что с купоросом и кровяной солью реакция протекает слишком бурно и кратковременно. Опытным путём рассчитаны следующие пропорции:

около 20 г КОН или NaOH в сухом виде (следует полностью отказаться от воды для чистоты эксперимента);

100 мл «Димексида», полностью растворять гидроксид нет необходимости, на поверхности его осадка реакция и начнётся;

1 таблетка «Галавита», растёртая в порошок, чтобы растворилась быстрее.

К слову, такой раствор можно приготовить заранее и засыпать люминол при необходимости, главное — убедиться в надёжности и герметичности емкости. Стоит предупредить, что едкая смесь щёлочи и «Димексида» разъедает пластиковые бутылки дня за 3-4, поэтому целесообразно только разовое и недолгое использование таких емкостей для приготовления химических источников света.

Другие варианты

Существует немало рецептов создания таких жидкостей, как источник света химический, есть варианты использования стиральной жидкости как среды и даже человеческой крови в качестве катализатора, но большинство из них являются лишь вариантами рассмотренных нами рецептов. Вы и сами можете подобрать собственные реагенты и их соотношения для опыта, в том числе и с газировкой Mountain Dew.

Источник

Что такое люминофор: светящаяся жидкость «кухонного» производства

Мы очень рады, что читатели всё чаще присылают нам свои обзоры и пошаговые инструкции. Но сегодня у нас особенная статья, которую прислал в редакцию Сажин Константин Алексеевич из города Магнитогорск Челябинской области. В ней он расскажет о том, как сделать люминофор, то есть светящуюся жидкость, своими руками буквально «на коленке», в «кухонных» условиях из компонентов, которые можно найти в свободном доступе в аптеках и специализированных магазинах, предлагающих различные химические компоненты и реактивы.

Вдохновившись однажды увиденной стеклянной банкой с жидкостью, которая светилась в темноте, я решил во что бы то ни стало самостоятельно сделать раствор с подобными свойствами. Причём приобретать готовые люминофоры мне совершенно не хотелось, поэтому пришлось засесть за учебники по химии. Как оказалось, не всё так сложно. Практически все ингредиенты люминофора можно приобрести в аптеке, за некоторыми пришлось идти в магазин, специализирующийся на продаже химических реактивов. При этом, все компоненты оказались безопасны, а потому были найдены в открытом доступе. Сейчас я попробую объяснить суть приготовления жидкости, светящейся в темноте и не требующей «зарядки» от света, как большинство люминофоров, создаваемых из борной и лимонной кислоты (хотя они тоже довольно интересны). Итак, приступим.

Подготовка к опыту: тара, ингредиенты и чем их можно заменить

Для создания люминофора по методу, который я сейчас буду описывать, необходимо приготовить стеклянную тару. Для этих целей вполне подойдёт обычная бутылка из стекла с закручивающейся пробкой. Сразу стоит предупредить – применять для размешивания пластиковую тару нельзя. Элементы, которые будут в ней смешиваться, достаточно активны, и могут попросту разъесть пластмассу.

Светящаяся жидкость или люминофор, будет состоять из трёх компонентов. Конечно, можно взять оригинальный состав, который я использовал в самом начале своих опытов, но не в каждом городе можно найти специализированный магазин, где продаются химические реактивы. Поэтому, несмотря на то, что на фотопримерах будут именно они, попутно я объясню, что и чем можно заменить.

Гидроксид калия или натрия и его аналоги

Гидроксид калия приобретался мною в химическом магазине. Стоит он очень дёшево, но вот найти сам магазин бывает довольно проблематично. Поэтому встал вопрос поиска аналогов. Проще всего оказалось найти гидроксид натрия, который известен многим как каустическая сода (не путать с пищевой). Раньше наши мамы и бабушки использовали её, чтобы откипятить нагар со старых сковородок или кастрюль. Также каустическая сода неплохо справлялась с накипью в чайнике. Однако после такой чистки, перед тем, как использовать утварь по назначению, приходилось по нескольку раз кипятить в ней воду и выливать обратно, чтобы полностью промыть посуду.

Каустическая сода используется в сельском хозяйстве, а значит, проблем с её приобретением не возникнет
ФОТО: agronoma.ru

Кстати, для изготовления люминофора можно использовать и давно просроченные реактивы. На этом также можно сэкономить при приобретении. Если говорить о необходимом для опыта объёме, то каустической соды понадобится всего одна столовая ложка.

Диметилсульфоксид и его производные

Несмотря на столь «страшное» и неудобоваримое название, этот элемент продаётся в любой аптеке и стоит очень дёшево. На аптечных прилавках его можно найти по названию «Димексид». Часто это вещество используется автомобилистами для того, чтобы отмыть двигатель от застарелых масляных потёков. Конечно, запах у вещества довольно неприятный, но задачу свою оно выполняет отменно. Для создания люминофора нам понадобится один пузырёк объёмом 100 мл.

«Димексид» можно приобрести в любой аптеке, а отпускается он свободно, без рецепта

«Люминол», его аналоги, где можно приобрести

«Люминол» – это третий, и, наверное, самый дорогой из компонентов, которые нам необходимы. Если нет возможности приобрести чистый препарат, его можно заменить аптечным аналогом, называемым «Галавит». Он также продаётся свободно, без рецепта.

Важно знать ещё до начала опыта о том, что недостаточное количество «люминола», добавленное в раствор, даст слабое, но очень продолжительное свечение. Если добавлен необходимый объём, свет будет ярким, с зеленоватым или синеватым оттенком, а продолжительность свечения составит около часа. А вот избыток «люминола» приведёт к тому, что бутылку придётся постоянно встряхивать, периодически открывая при этом крышку для доступа внутрь кислорода. Без воздуха наша хитрая «лампочка» работать не будет.

Порошок «Галавит» неплохо подходит для создания люминофора, однако его потребуется в 3-4 раза больше, чем чистого «люминола»
ФОТО: ckimm.com.ua

Конечно, намного лучше, если удастся разыскать чистый «люминол». При этом, опять же, совершенно не имеет значения, когда закончился его срок годности. Свою задачу выполнит даже порошок, производства времён Советов. Для того, чтобы читателям было понятно, как выглядит пузырёк с этим элементом люминофора, предлагаю посмотреть на фотопример сохранившегося у меня пузырька – именно этот элемент я буду использовать сегодня.

«Люминофор», срок годности которого вышел ещё в 2012 году

Приступаем к изготовлению люминофора: смешиваем ингредиенты

Для начала берём в руки стеклянную бутылку, внутри которой находится столовая ложка гидроксида калия, который можно заменить каустической содой. Тем, кто выполняет подобный химический опыт впервые, посоветую надеть резиновые перчатки. Конечно, при попадании на кожу ни один из элементов люминофора кожу не прожжёт, однако раздражение в этом случае обеспечено, что весьма неприятно.

Открутив крышку бутылки, наливаем в неё «димексид», завинчиваем пробку и начинаем разбалтывать содержимое. Это занятие на ближайшие 5-10 минут. Понятно, что каустическая сода не растворится в диметилсульфоксиде, но некоторые вещества всё же вступят в реакцию, а большего нам и не требуется.

Выливаем «димексид» в бутылку с каустической содой

Добавление «люминола»: наблюдаем за реакцией

Теперь можно добавить в раствор «люминол». Если это чистый реагент, то потребуется совсем малое количество порошка – примерно 2-3 спичечных головки. При свете видимой реакции не будет, «люминол», который представляет собой тёмно-красный порошок, просто будет медленно оседать на дно бутылки.

Порошка «люминола» в растворе потребуется очень мало

Немного подождав, можно выключить свет и посмотреть, что у нас получилось.

Проверка «работоспособности» беспроводной «лампочки»

По прошествии пары минут выключаем свет и видим, что от жидкости исходит слабое свечение. Однако нас это не устраивает. Ведь не для того мы разыскивали и приобретали различные ингредиенты, чтобы посмотреть на еле заметную в темноте бутылку. А значит, нам необходимо «активировать» раствор, чтобы его свечение было значительно интенсивнее.

Свечение жидкости еле заметно в темноте, пора приступать к «активации»

Для того, чтобы увеличить световой поток от бутылки, её необходимо как следует встряхнуть. Уже после первых движений изготовленный нами люминофор засветится ярче.

Интересно то, что процесс выделения света происходит совершенно без теплоотдачи. Мы все привыкли, что при практически любой химической реакции идёт выделение тепла. Так вот, сегодняшний опыт по изготовлению люминофора можно назвать одним из исключений. Бутылка, внутри которой находится светящаяся жидкость, совершенно не меняет температуру.

Если бутылку встряхнуть, свечение станет значительно интенсивнее

Практическая польза от «мини-фонарика»

Конечно, о глобальной пользе подобного люминофора говорить не приходится. Вообще может показаться, что изготовление светящейся жидкости представляет интерес только в познавательных и эстетических целях. Однако я придумал, как ещё можно применить изготовленный люминофор. К примеру, при его свете можно даже читать, хотя и с трудом (проверенно на первой попавшейся под руку бумажке – видимо, какой-то инструкции). Согласен, применение спорное с точки зрения пользы, но всё же.

В свете люминофора на бумаге чётко читается напечатанный текст

Срок годности щелочного раствора

После того, как реакция с «люминолом» прошла, и свечение не появляется даже при встряхивании бутылки, состав можно хранить неограниченное время. В любой момент его можно снова активировать, добавив нужный реагент. Сам щелочной раствор («димексид» с каустической содой) в закрытой бутылке может храниться годами, ожидая своего часа.

У меня есть одна привычка, которую я никак не могу побороть. Я не выбрасываю отработанные реактивы и на сегодняшний день их накопилось в гараже достаточно много. Но на этот раз эта привычка мне помогла – среди банок и бутылок нашлась и старая, испытанная ещё 2-3 года назад в подобном опыте щёлочь. Ради проверки я добавил в неё «люминол», после чего проверил в темноте. Вы не поверите, но свечение появилось, хотя и не столь интенсивное, как у свежеразведённого состава. Кстати, вот и плюс от сегодняшнего опыта – старая щёлочь всё-таки отправилась в канализацию, надеюсь, что попутно прочистив трубы.

Этот раствор стоял на полке гаража более двух лет, но оказался работоспособен

Заключительная часть

Сегодня я описал лишь один из множества способов изготовления люминофора. Существуют жидкости, которые также могут светиться, но лишь под воздействием ультрафиолета. Как бы ни удивительно это звучало, но их можно найти на прилавках продуктовых магазинов. Один из подобных напитков – «Швеппс», он светится синеватым оттенком, а вот любой из энергетиков даст желтоватое свечение. Говорить о подобных составах можно бесконечно. Меняя ингредиенты можно добиться различных результатов. Однако я не советую читателям экспериментировать, если нет достаточных познаний в химии. Это может привести к очень печальным последствиям.

Хочется надеяться, что моя сегодняшняя статья пригодится кому-то из читателей для того, чтобы просто удивить гостей на домашней вечеринке. Возможно, что объяснял я немного сумбурно, и что-то в рассказе осталось непонятным. В таком случае, задавайте вопросы в комментариях. По возможности, постараюсь разъяснить непонятные моменты. И ещё, у меня есть огромная просьба к читателям. Выскажите своё мнение, что вы думаете о статье и об опыте, в ней описанном. Также не забудьте оценить мой обзор. Спасибо за внимание.

Источник