Glühstift-Experiment - Geschwindigkeit der chemischen Reaktion

Wer spielt nicht gerne mit Knicklichtern? Nehmen Sie ein Paar und untersuchen Sie damit, wie sich die Temperatur auf die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen auswirkt. Es ist eine gute Wissenschaft und eine hilfreiche Information, wenn Sie einen Leuchtstab länger oder heller leuchten lassen möchten.

Leuchtstab-Experimentiermaterial

• 3 Leuchtstäbe (die kurzen sind eine Idee, aber Sie können eine beliebige Größe verwenden)
• Glas Eiswasser
• Glas heißes Wasser 

So führen Sie das Leuchtstab-Experiment durch

Ja, Sie können einfach die Leuchtstäbe aktivieren, sie in die Gläser stecken und sehen, was passiert, aber das wäre kein Experiment. Wenden Sie die wissenschaftliche Methode an:

1. Machen Sie Beobachtungen. Aktivieren Sie die drei Leuchtstäbe, indem Sie sie einrasten lassen, um den Behälter im Röhrchen zu zerbrechen und das Mischen der Chemikalien zu ermöglichen. Ändert sich die Temperatur der Röhre, wenn sie zu leuchten beginnt? Welche Farbe hat das Leuchten? Es ist eine gute Idee, Beobachtungen aufzuschreiben.
2. Eine Vorhersage machen. Sie lassen einen Leuchtstab bei Raumtemperatur, geben einen in ein Glas Eiswasser und den dritten in ein Glas heißes Wasser. Was denkst du wird passieren?
3. Führen Sie das Experiment durch. Notieren Sie, wie spät es ist, falls Sie die Dauer der einzelnen Leuchtstäbe messen möchten. Legen Sie einen Stab in das kalte Wasser, einen in das heiße Wasser und lassen Sie den anderen bei Raumtemperatur. Wenn Sie möchten, können Sie die drei Temperaturen mit einem Thermometer aufzeichnen.
4. Daten aufnehmen. Beachten Sie, wie hell jede Röhre leuchtet. Sind sie alle gleich hell? Welche Röhre leuchtet am hellsten? Welches ist das dunkelste? Wenn Sie Zeit haben, sehen Sie, wie lange jede Röhre leuchtet. Haben alle gleich lange geleuchtet? Welches dauerte am längsten? Welches hat zuerst aufgehört zu leuchten? Sie können sogar rechnen, um festzustellen, wie lange eine Röhre im Vergleich zur anderen gedauert hat.
5. Überprüfen Sie nach Abschluss des Experiments die Daten. Sie können eine Tabelle erstellen, aus der hervorgeht, wie hell jeder Stab leuchtet und wie lange er hält. Dies sind Ihre Ergebnisse.
6. Schlussfolgerungen ziehen. Was ist passiert? Hat das Ergebnis des Experiments Ihre Vorhersage gestützt? Warum, glauben Sie, reagierten die Leuchtstäbe so auf die Temperatur??

Leuchtstäbe und die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion

Ein Leuchtstab ist ein Beispiel für Chemilumineszenz. Dies bedeutet, dass Lumineszenz oder Licht als Ergebnis einer chemischen Reaktion erzeugt wird. Verschiedene Faktoren beeinflussen die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion, einschließlich der Temperatur, der Konzentration der Reaktanten und der Anwesenheit anderer Chemikalien.

Spoiler Alarm: In diesem Abschnitt erfahren Sie, was und warum passiert ist. Das Erhöhen der Temperatur erhöht typischerweise die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion. Steigende Temperaturen beschleunigen die Bewegung von Molekülen, sodass sie eher aufeinander stoßen und reagieren. Im Fall von Leuchtstäben bedeutet dies, dass eine höhere Temperatur den Leuchtstab heller leuchten lässt. Eine schnellere Reaktion bedeutet jedoch, dass die Fertigstellung schneller erfolgt. Wenn Sie also einen Leuchtstab in einer heißen Umgebung platzieren, verkürzt sich die Dauer.

Andererseits können Sie die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion verlangsamen, indem Sie die Temperatur senken. Wenn Sie einen Leuchtstab kühlen, leuchtet er nicht so hell, aber er hält viel länger. Sie können diese Informationen verwenden, um die Lebensdauer der Leuchtstäbe zu verlängern. Wenn Sie mit einem fertig sind, legen Sie es in den Gefrierschrank, um seine Reaktion zu verlangsamen. Es kann bis zum nächsten Tag dauern, während ein Leuchtstab bei Raumtemperatur kein Licht mehr erzeugt.

Sind Knicklichter endotherm oder exotherm??

Ein weiteres Experiment, das Sie durchführen können, besteht darin, zu bestimmen, ob Leuchtstäbe endotherm oder exotherm sind. Mit anderen Worten, absorbiert die chemische Reaktion in einem Leuchtstab Wärme (endotherm) oder setzt Wärme frei (exotherm)? Es ist auch möglich, dass die chemische Reaktion weder Wärme absorbiert noch abgibt.

Man könnte annehmen, dass ein Leuchtstab Wärme abgibt, weil er Energie in Form von Licht abgibt. Um herauszufinden, ob dies zutrifft, benötigen Sie ein empfindliches Thermometer. Messen Sie die Temperatur eines Leuchtstabs, bevor Sie ihn aktivieren. Messen Sie die Temperatur, sobald Sie den Stab geknackt haben, um die chemische Reaktion zu starten.

Wenn die Temperatur ansteigt, ist die Reaktion exotherm. Wenn es abnimmt, ist es endotherm. Wenn Sie keine Änderung feststellen können, ist die Reaktion in Bezug auf die Wärmeenergie im Wesentlichen neutral.