光與化學(xué)--走進(jìn)西南位育中學(xué)
5月25日下午，中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所“魅力有機(jī)化學(xué)”科普拓展課程第四課在西南位育中學(xué)順利開展。此次課程的內(nèi)容是《光與化學(xué)》，由生命有機(jī)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳以昀課題組的科普志愿者劉正易和房地講授。
光與我們的生活密切相關(guān)。為了帶大家慢慢進(jìn)入與光有關(guān)的化學(xué)世界，劉正易先從同學(xué)們熟知的可見光、彩虹以及繪畫顏料等事例出發(fā)，簡單復(fù)習(xí)了顏色的奧秘；接著他又以人由強(qiáng)光進(jìn)入暗處存在短暫失明的現(xiàn)象為例，介紹暗視力是光照下視黃醛發(fā)生了順反構(gòu)型的變化，而視黃醛可通過胡蘿卜中的胡蘿卜素轉(zhuǎn)化得到，同學(xué)們在了解胡蘿卜與視力間的關(guān)系的同時(shí)也深深的感受到化學(xué)世界的奇妙多彩。
在調(diào)動(dòng)大家對(duì)課程學(xué)習(xí)積極性，引入課程主題——“光”與“化學(xué)”后，劉正易向大家提問：光和化學(xué)之間有什么聯(lián)系呢？光可以引發(fā)化學(xué)反應(yīng)嗎，化學(xué)反應(yīng)又能產(chǎn)生光嗎？大家積極討論，并舉出植物的光合作用以及趨光性等光引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)事例。他又以曬太陽促進(jìn)維生素D的產(chǎn)生和光化學(xué)煙霧等涉及的光化學(xué)反應(yīng)跟大家進(jìn)行了分享。經(jīng)過提示，同學(xué)們也很快想到了熒光棒發(fā)光可能就是一種經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的光。劉正易告訴同學(xué)們熒光棒是由內(nèi)管和外管組成，只有將內(nèi)外兩個(gè)管子的液體混合時(shí)熒光棒才會(huì)發(fā)光，我們使用熒光棒需要將其彎折后才能發(fā)光就是這個(gè)原因。劉正易隨后對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了解釋，內(nèi)管和外管里的液體分別由熒光染料、過氧化物以及酯類化合物組成，過氧化物和酯類化合物發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的能量會(huì)傳遞給熒光顏料，使熒光染料處于能量較高的激發(fā)態(tài)，而由激發(fā)態(tài)回到穩(wěn)定的基態(tài)的過程中釋放的能量會(huì)以光的形式產(chǎn)生。
在了解熒光棒的發(fā)光原理后，房地帶領(lǐng)大家進(jìn)入“自制熒光棒”趣味小實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。他先向大家簡要介紹了下實(shí)驗(yàn)室的基本防護(hù)措施，并給同學(xué)們發(fā)放實(shí)驗(yàn)相關(guān)試劑及手套。隨后他邊解說邊示范，只見他將TCPO、乙酸鉀、紅熒烯加入在樣品瓶中，并加入少量乙酸乙酯溶解；隨后滴加適量30%雙氧水，樣品瓶內(nèi)立刻發(fā)出絢爛的橙色熒光，當(dāng)加入不同的熒光染料時(shí)，更是呈現(xiàn)紅、藍(lán)、綠及黃等多種顏色的熒光。在劉正易和房地的指導(dǎo)下，同學(xué)們也迫不及待的制作起自己的熒光棒。不一會(huì)兒，光線暗淡的教室里充溢這各種各樣的熒光，同學(xué)們也饒有興趣的將不同的熒光溶液混合在一起，創(chuàng)造出更加多彩的光芒。為深入認(rèn)識(shí)熒光棒的發(fā)光原理，大家也對(duì)乙酸鉀在反應(yīng)過程中的作用進(jìn)行了討論，并自己動(dòng)手嘗試和觀察加入乙酸鉀前后熒光棒的變化，以及加入不同量的TCPO導(dǎo)致的熒光的強(qiáng)弱以及持續(xù)時(shí)間。在感受和體驗(yàn)了有趣的光反應(yīng)后，劉正易進(jìn)一步補(bǔ)充，指出大多數(shù)會(huì)發(fā)光的動(dòng)物的發(fā)光原理也類似于熒光棒，只不過他們是靠熒光素和熒光素酶合作產(chǎn)生的。
不知不覺中，“光與化學(xué)”科普拓展課程就結(jié)束了，同學(xué)們?nèi)砸猹q未盡。本次課程講授內(nèi)容貼近生活，趣味實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)精巧，給同學(xué)們留下了深刻的印象，并激發(fā)了他們對(duì)科學(xué)研究的興趣與熱情。期待他們能夠帶著這份興趣與熱情，未來在更廣闊的天地里大展身手。
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