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カキの殻から暗闇で光るパウダーを作る (硫化カルシウム燐光)

昔、インターネットでグローパウダーを購入できるようになる前は、人々は自分で作っていました.科学的なアプローチを取り、化学物質を混ぜて何かクールなことが起こったかどうかを確認することもありました。多くの場合、光る物質は偶然に発見されました。たとえば、腐敗した死体や肉が生物発光を発するという発見は、不気味で不愉快な事故だった可能性が高いです (炭鉱夫にとっては有益ではありますが)。一方、カキ殻粉末が暗闇で光るという発見は、実験の結果のようです。このプロジェクトは、Leopold Gmelin 著の Works of the Cavendish Society:Handbook of Chemistry で説明されており、1848 年に翻訳され、オンラインで無料でダウンロードできます。得られた粉末は燐光性です。つまり、紫外線 (ブラック ライト) の下で明るく光り、光を消した後もしばらくの間光り続けます。

あなたがマッドサイエンティストをプレイするのが好きなタイプなら、これはあなたのためのプロジェクトです.難しいことではありません。加えて、「何が起こるかを確認する」ために行うことができる多くの変更があります。

暗闇で光るパウダー素材

このプロジェクトに推奨される資料は次のとおりです:

  • カキの殻 – カキの殻は、ビーチ、ペット ショップ、または飼料店から入手できます。どうしても見つからない場合は、内膜を取り除いた卵の殻で代用してください。
  • 硫黄粉末 – 硫黄は化学キットやオンラインで見つかります。
  • 耐熱皿またはホウケイ酸チューブ – 熱に安全な表面にアルミ ホイルを使用することをお勧めします。
  • ふるいまたはこし器 – あらゆる種類のメッシュを使用して、大きな粒子と小さな粒子を分離できます。
  • すり鉢とすりこぎ – または、ハンマーとバッグを使用することもできます。
  • ブタンまたは MAPP トーチ – これはホームセンターで見つけてください。

プロジェクトの化学

カキの殻、ホタテの殻、卵の殻はすべて炭酸カルシウム (CaCO3 )。炭酸カルシウムに熱 (848 °C) を適用すると、それがか焼されて、酸化カルシウムまたは石灰 (CaO) が形成されます。

CaCO3 → CaO + CO2 (g)

硫黄と酸化カルシウムの混合物に熱を加えると、硫化カルシウム (CaS) が形成されます。残念ながら、純粋な硫化カルシウムは特に燐光性ではありません。ただし、カキの殻に含まれる微量の不純物がドーピング剤として作用し、リン光を発します。

オイスター シェル パウダー グロウを作る

1848 年のテキストには、貝殻がそうでない場合、カキの殻からの輝きが最適であると記載されています。 しかし、研究者は材料を加熱するための炉を持っていた可能性があります。かまどがない場合は、材料を一緒に粉砕する方が実際的です。

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  • カキの殻が壊れていない場合は、つぶします。簡単な方法は、紙袋に入れてハンマーでたたく方法です。目の保護はおそらく良い考えです。
  • つぶした貝殻をこし器またはふるいにかけます。ほこりや小さな粒子が底に落ちるように、それらをかき混ぜます。プロジェクトのためにこのほこりを集めてください。
  • 粉を乳鉢に入れます。粉塵があるので、2 倍の量の硫黄を追加します。硫黄の質量が炭酸カルシウムの 2 倍であることを測定できますが、必須ではありません。目標は、硫黄を過剰にすることです。貝殻と硫黄を乳鉢と乳棒で均一になるまですりつぶします。
  • 殻と硫黄の混合物を、リング スタンドに取り付けられたホウケイ酸チューブ (完全には満たされていない) に入れるか、アルミ ホイルのシートに注ぎます。クッキー シートを使用することもできますが、お勧めしません (再びクッキーを食べたい場合)。
  • ドラフト内または屋外で材料を加熱します。硫黄化合物はひどいにおいがし、吸い込むのは特に健康的ではありません.トーチを使用して、混合物が真っ赤になるまで均等に加熱します。さらに10分ほど加熱を続ける。この間、硫黄は溶け(血のように赤い)、最終的に燃えます(青い炎)。硫黄の赤は違う 「赤熱」と同じ。チェリーレッドの輝きが見えることを確認してください。
  • 混合物を冷ます。紫外線ランプで通電し、暗闇で蓄光を調べます。空気にさらされている最上層をこすり落とすと、輝きがより強くなることがあります。
  • 成功へのヒント

    燐光性硫化カルシウムはしばしば赤く光ります。ただし、グローの色、強度、および持続時間は、粒子サイズ (グローが大きいほど明るく長くなります) とドーパントによって異なります。少量の塩化銅(CuCl2 )加熱前に水に溶かすと、青く光る場合があります。元の参考文献と他の情報源では、次硝酸ビスマス (Bi5 O(OH)9 (NO3 )4 ) 蛍光体の形成に役立ちます。一部の研究者は、コーンスターチまたはライススターチを少し追加することも推奨しています.

    グローが見られない場合、最も可能性の高い 2 つの原因は、不十分な加熱または不適切な紫外線です。硫化カルシウムを作るための活性化エネルギーを供給するには、特定の最低温度に達する必要があります。ブラックライトには多くの「フレーバー」があります。他のものよりも蛍光体に励起を提供する優れた仕事をするものもあります。真の紫外線ランプを利用できる場合は、それを使用してください。

    仕組みを見る

    このビデオは手順を説明するのに非常に役立ちますが、著者のビデオ カメラはブラック ライトをオフにしたときの残光をうまく表示できませんでした。この技術で可能なことのまったく驚くべき例については、Cran Cowan の合成蛍光鉱物の Flickr ギャラリーをご覧ください。彼は、さらなる実験の出発点として使用できる、彼の作品の大まかなレシピを提供していることに注意してください。

    関連するプロジェクトは、別の無料の電子書籍で説明されています:

    英国王立研究所ジャーナル、第 1 巻、1831 年 1 月。


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