Ποιος δεν αγαπά να παίζει με μπαστούνια; Πιάστε ένα ζευγάρι και χρησιμοποιήστε τα για να εξετάσετε πώς θερμοκρασία επηρεάζει το ρυθμό των χημικών αντιδράσεων. Είναι καλή επιστήμη, καθώς και χρήσιμες πληροφορίες για το πότε θέλετε να κάνετε μια λάμψη να κολλήσει πιο μακριά ή να λάμψει πιο έντονα.
Glow Stick Experiment Materials
- 3 Glow sticks (τα κοντινά είναι ιδέα, αλλά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε μέγεθος)
- Γυάλινο παγωμένο νερό
- Ποτήρι ζεστού νερού
Πώς να κάνετε το Πείραμα Glow Stick
Ναι, μπορείτε απλά να ενεργοποιήσετε τα μπαστούνια, να τα βάλετε στα γυαλιά και να δείτε τι συμβαίνει, αλλά αυτό δεν θα ήταν ένα πείραμα. Ισχύουν την επιστημονική μέθοδο:
- Κάνετε παρατηρήσεις. Ενεργοποιήστε τα τρία μπαστούνια με λάμψη για να σπάσετε το δοχείο μέσα στον σωλήνα και αφήστε τα χημικά να αναμειχθούν. Η θερμοκρασία του σωλήνα αλλάζει όταν αρχίσει να ανάβει; Τι χρώμα είναι η λάμψη; Είναι καλή ιδέα να γράψετε παρατηρήσεις.
- Κάνε μια πρόβλεψη. Θα αφήσετε ένα ραβδί λάμψης σε θερμοκρασία δωματίου, τοποθετήστε το ένα σε ένα ποτήρι παγωμένο νερό και τοποθετήστε το τρίτο σε ένα ποτήρι ζεστό νερό. Τι νομίζετε ότι θα συμβεί;
- Πραγματοποιήστε το πείραμα. Σημειώστε τι ώρα είναι, σε περίπτωση που θέλετε να διαρκέσει πόσο καιρό διαρκεί κάθε λάμψη. Τοποθετήστε ένα ραβδί στο κρύο νερό, ένα στο ζεστό νερό, και αφήστε το άλλο σε θερμοκρασία δωματίου. Αν θέλετε, χρησιμοποιήστε ένα θερμόμετρο για να καταγράψετε τις τρεις θερμοκρασίες.
- Πάρτε δεδομένα. Σημειώστε πόσο έντονα κάθε λάμπα ανάβει. Είναι όλα τα ίδια φωτεινότητα; Ποιος σωλήνας λάμπει πιο έντονα; Ποια είναι η πιο ασαφής; Αν έχετε χρόνο, δείτε πόσο καιρό κάθε λάμπα ανάβει. Μήπως όλοι λάμψουν το ίδιο χρονικό διάστημα; Ποια κράτησε το μακρύτερο; Που σταμάτησε να λάμπει πρώτα; Μπορείτε ακόμα να κάνετε μαθηματικά, για να δείτε πόσο περισσότερο διήρκεσε ένας σωλήνας σε σύγκριση με τον άλλο.
- Αφού ολοκληρώσετε το πείραμα, εξετάστε τα δεδομένα. Μπορείτε να φτιάξετε ένα τραπέζι που δείχνει πόσο έντονα κάθε ραβδί ανάβει και πόσο διαρκεί. Αυτά είναι τα αποτελέσματά σας.
- Εξάγουμε ένα συμπέρασμα. Τι συνέβη? Το αποτέλεσμα του πειράματος υποστήριξε την πρόβλεψή σας; Γιατί νομίζετε ότι τα μπαστούνια λάμψης αντιδρούσαν στη θερμοκρασία όπως έκαναν;
Glow Sticks και το ποσοστό χημικής αντίδρασης
Ένα ραβδί λάμψης είναι ένα παράδειγμα χημειοφωταύγειας. Αυτό σημαίνει ότι η φωταύγεια ή το φως παράγονται ως αποτέλεσμα μια χημική αντίδραση. Αρκετά παράγοντες επηρεάζουν την τιμή μιας χημικής αντίδρασης, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας, της συγκέντρωσης των αντιδραστηρίων και της παρουσίας άλλων χημικών ουσιών.
Ειδοποίηση του σπόιλερ: Αυτό το τμήμα σας λέει τι συνέβη και γιατί. Η αύξηση της θερμοκρασίας συνήθως αυξάνει τον ρυθμό της χημικής αντίδρασης. Η αύξηση της θερμοκρασίας επιταχύνει την κίνηση των μορίων, έτσι είναι πιθανότερο να χτυπήσουν το ένα στο άλλο και να αντιδράσουν. Στην περίπτωση των λαμπών με λάμψη, αυτό σημαίνει ότι μια θερμότερη θερμοκρασία θα κάνει τη λάμψη να κολλήσει πιο έντονα. Ωστόσο, μια ταχύτερη αντίδραση σημαίνει ότι φτάνει ταχύτερα στην ολοκλήρωσή της, οπότε η τοποθέτηση μιας λάμψης σε ένα ζεστό περιβάλλον θα μειώσει τον χρόνο που διαρκεί.
Από την άλλη πλευρά, μπορείτε να επιβραδύνετε τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης μειώνοντας τη θερμοκρασία. Εάν ψύξετε ένα ραβδί λάμψης, δεν θα λάμψει τόσο έντονα, αλλά θα διαρκέσει πολύ περισσότερο. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτές τις πληροφορίες για να βοηθήσετε στη λάμψη των ραβδιών. Όταν τελειώσετε με ένα, βάλτε το στην κατάψυξη για να επιβραδύνετε την αντίδρασή του. Μπορεί να διαρκέσει μέχρι την επόμενη ημέρα, ενώ μια λάμψη στη θερμοκρασία δωματίου θα σταματήσει να παράγει φως.
Έχουν Ενεργειακά ή Εξωθερμικά Βαρέλια;
Ένα άλλο πείραμα που μπορείτε να εκτελέσετε είναι να προσδιορίσετε αν θέλετε ή όχι Τα ραβδιά λάμψης είναι ενδοθερμικά ή εξωθερμικά. Με άλλα λόγια, η χημική αντίδραση σε μια λάμψη λάμψης απορροφά θερμότητα (ενδοθερμική) ή απελευθερώνει θερμότητα (εξωθερμική); Είναι επίσης πιθανό ότι η χημική αντίδραση δεν απορροφά ούτε απελευθερώνει θερμότητα.
Ίσως υποθέσετε ότι ένα ραβδί λάμψης απελευθερώνει θερμότητα επειδή απελευθερώνει ενέργεια με τη μορφή φωτός. Για να διαπιστώσετε αν αυτό ισχύει, χρειάζεστε ένα ευαίσθητο θερμόμετρο. Μετρήστε τη θερμοκρασία μιας λάμψης πριν την ενεργοποιήσετε. Μετρήστε τη θερμοκρασία μόλις σπάσετε το ραβδί για να ξεκινήσει η χημική αντίδραση.
Εάν η θερμοκρασία αυξηθεί, η αντίδραση είναι εξωθερμική. Αν μειωθεί, είναι ενδόθερμη. Αν δεν μπορείτε να καταγράψετε μια αλλαγή, τότε η αντίδραση είναι ουσιαστικά ουδέτερη όσον αφορά τη θερμική ενέργεια.