일반화학실험 | 형광봉 만들기

 

 

 

TIP

 

 

1. 시중에서 구입할 수 있는 형광봉의 화학물질들을 합성해 보고 발광 반응에 대해 알아본다.
2. 화학반응에서 빛을 방출하는 현상을 이용한 형광봉을 만들어 봄으로써 들뜬 분자의 화학적 특성을 이해하고, 화학반응에서 방출되는 에너지가 다양한 현태로 나타남을 파악한다. 이를 바탕으로 자연계에서 나타나는 화학발광 현상을 이해한다.

 

 

 

형광봉 (Chemilight)

1960년대 미국 아폴로 우주계획의 일환으로 우주선내의 보조 조명장치로 이용하기 위한 무 전원 발광장치 개발을 위해 반딧불이의 생체발광반응을 연구하여 개발하였습니다. 1971년 최초의 형광봉이 개발 되었으며, 상품으로는 1981년도에 민간에서도 출시가 되었습니다.

 

 

발광원리

 

 

형광봉의 발광 원리는 TCPO라 불리는 물질이 과산화 수소와 반응하여 2분자의 페놀과 1,2-dioxetane-3,4-dione으로 분해가 되고, 여기서 만들어진 1,2-dioxetane-3,4-dione이 염료와 반응하여 2분자의 이산화탄소로 되고, 염료는 들뜬 상태가 됩니다. 이 들뜬 상태가 된 염료가 시간이 지나 낮은 에너지 상태로 돌아가기 위해 빛을 내게 됩니다.

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실험 방법

1. TCPO 만들기

1) 2,4,6-trichlorophenol 1g을 둥근바닥 플라스크에 넣는다.

 

2) Toluene과 Triethyl amine 혼합액 21㎖를 둥근바닥 플라스크에 넣는다.

 

3) 뚜껑을 닫고 물중탕기에 얼음물을 넣고 교반한다.

 

4) Oxalyl chloride 시약을 넣는다.

 

5) 5분 반응 후 물중탕기를 빼고 5분간 상온에서 반응을 더 한다.

 

6) 고체가 생성되면 감압 여과한다.

 

7) 생성된 고체를 알코올로 세척한 후 무게를 잰다.

 

 

2. 형광봉 만들기

1) 만든 TCPO를 시험관에 넣고, Sodium acetate를 약수저의 작은 부분으로 1수픈 넣는다.

 

2) 색소용매를 10㎖ 비이커 받아 와서 시험관에 넣는다.

 

3) 뚜껑을 닫고 잘 흔들어서 시약을 녹인다.

 

4) 과산화 수소수 3㎖를 비이커에 받아와서 시험관에 넣고 뚜껑을 닫고 잘 흔든다.

 

5) 실험관 내 반응을 관찰한다.

 

 

 

[일반화학실험]형광봉 만들기 레포트