Hoe werken glowsticks?

Glowsticks zijn niet alleen tof tijdens feestjes, maar ook in het lab.
Hoe kan je een chemische reactie versnellen? Wat is chemoluminescentie? En wat heeft dat met misdaden oplossen te maken?
Glowsticks

Wat heb je nodig?

  • 2 glowsticks
  • Maatbeker gevuld met koud water en ijsblokjes
  • Maatbeker gevuld met warm water

Aan de slag!

Stap 1:​Breek de 2 glowsticks.

Stap 2: Wat denk je dat er met de glowsticks gebeurt als je die in koud of warm water steekt? Probeer het uit: steek er eentje in elke beker en kijk wat er gebeurt.

Stap 3: Wissel glowsticks van plek. Wat zie je nu? Hoe komt dat, denk je?

Wat gebeurt er?

Als je de glowsticks breekt, geven ze licht. De glowstick die je in warm water steekt, gloeit feller dan de glowstick in koud water.

Hoe zit dat?

Als je goed naar een ongebroken glowstick kijkt, zie je dat er een vloeistof in zit. Dat is waterstofperoxide. Er zit ook een dicht glazen buisje in met daarin een andere vloeistof: difenyloxalaat met een kleurstof. Als je het plastic staafje op de goede plek buigt, breekt het glazen buisje en gaan die vloeistoffen mengen. Vrijwel meteen zie je licht. Dat licht komt vrij door de chemische reactie tussen de vloeistoffen. Dat noemen we ook wel chemoluminescentie’. 

Wat gebeurt er dan precies? 

De chemische stoffen reageren met elkaar en er wordt zo een instabiel product gevormd: 1,2‑dioxethaandion. Dat ontleedt spontaan tot CO2 en daarbij komt energie vrij. De kleurstof in het buisje neemt die energie op. We zeggen dan ook wel dat die kleurstofmoleculen in een aangeslagen toestand’ komen. Nadien gaan de moleculen terug naar hun originele toestand, de grondtoestand’, en komt er energie vrij in de vorm van licht.

Dit proces verloopt heel snel. Na het breken, zie je vrijwel meteen licht.

Werking glowsticks V4
Luminol

Waar kom je dat nog tegen?

Kijk jij graag politieseries? Dan zag je dit vast al eens: onderzoekers zoeken op de plaats van een misdaad naar sporen. Ze vernevelen een vloeistof door de kamer, doen het licht uit en daar licht plots een vlek op: bloed!

Dat oplichten van het bloed komt door een chemische reactie. De vloeistof die de onderzoekers spuiten is een mengsel met luminol en waterstofperoxide erin. Als luminol reageert met waterstofperoxide komt er energie vrij in de vorm van licht (chemoluminescentie). Die reactie verloopt normaal heel erg traag, maar een katalysator’ doet ze een stuk sneller gaan. Ijzer is zo’n katalysator. Dat komt voor in bloed. En daarom dat (zelfs onzichtbare) bloedsporen luminol doen oplichten.

Minimumdoelen basisvorming (voorlopige versie) - Wiskunde, exacte wetenschappen en technologie:
Dubbele finaliteit 6.26: De leerlingen interpreteren chemische reacties in termen van materie- en energie-uitwisseling.
Doorstroom 6.50 en dubbele finaliteit 6.34: De leerlingen werken op een veilige en duurzame manier met materialen, stoffen, organismen en technische systemen.
Doorstroom 6.51 en dubbele finaliteit 6.35: De leerlingen voeren onderzoek aan de hand van een wetenschappelijke methode om kennis te ontwikkelen en om vragen te beantwoorden.
Dubbele finaliteit 6.37: De leerlingen illustreren de wisselwerking tussen wetenschappen, technologie, wiskunde en de maatschappij aan de hand van maatschappelijke uitdagingen.
Wetenschappen:
Aso 9: De leerlingen kunnen op verschillende schaalniveaus effecten van de interactie tussen materie en elektromagnetische straling beschrijven en in voorbeelden herkennen.
Natuurwetenschappen:
Aso 2: Vanuit een onderzoeksvraag een eigen hypothese of verwachting formuleren en relevante variabelen aangeven.
Aso 5: Veilig en verantwoord omgaan met stoffen, elektrische toestellen, geluid en EM-straling.
Chemie:
Aso C2: Chemische reacties uit de koolstofchemie in verband brengen met hedendaagse toepassingen.
Project Algemene Vakken:
Bso 34: De leerlingen kunnen natuurwetenschappelijke verschijnselen verbinden met toepassingen uit de leefwereld.
Minimumdoelen basisvorming (voorlopige versie) - Wiskunde, exacte wetenschappen en technologie:
Doorstroom 6.34: De leerlingen interpreteren de dynamiek van een chemische reactie en beïnvloedende factoren.
Doorstroom 6.43 en dubbele finaliteit 6.24: De leerlingen werken op een veilige en duurzame manier met materialen, stoffen, organismen en technische systemen.
Doorstroom 6.44 en dubbele finaliteit 6.25: De leerlingen voeren onderzoek aan de hand van een wetenschappelijke methode om kennis te ontwikkelen en om vragen te beantwoorden.
Dubbele finaliteit 6.27: De leerlingen illustreren de wisselwerking tussen wetenschappen, technologie, wiskunde en de maatschappij aan de hand van maatschappelijke uitdagingen.