Fluorescerend wasmiddel

Datum: juli 2007

Principe: 

Fluorescentie van de optische witmaker in wasmiddelen demonstreren.

Materiaal:

  • Vloeibaar wasmiddel
  • UV lamp
  • pH papiertjes
  • azijnzuur
  • demi-water
  • "donkere kamer"
  • Flesje
     

Uitvoering:

  • Neem 5 druppels wasmiddel en los deze op in ca. 30 ml demi-water die zich in de testbuis bevindt.

  • Ga naar een donkere kamer en schijn met een UV lamp op de buis en observeer.

  • Meet de pH van deze oplossing met een pH papiertje en noteer deze.

  • Voeg ca. 30 ml extra water toe aan de oplossing.

  • Voeg nu druppelsgewijs azijnzuur toe, meng goed en observeer als de vloeistof beschenen wordt met de UV lamp. Meet ook regelmatig de pH met pH papiertjes.

  • Noteer bij welke pH de oplossing van kleur veranderd onder UV licht.

Resultaat:

Verdund wasmiddel beschenen met een UV lamp. Leuke special effects zijn ook mogelijk.

Uiteindelijk is het experiment niet verlopen zoals hierboven beschreven. Een duidelijke kleurverandering als functie van de pH werd niet waargenomen, alhoewel er uiteindelijk wel een duidelijk verschil waarneembaar is tussen pH ca. 6-7 en pH ca. 2-3 zoals te zien is op onderstaande foto's.
 
19:05 19:13 19:16 19:17
Op de foto hiernaast zijn de gebruikte pH papierjes afgebeeld. Startend met een neutrale oplossing (onderste papiertje, pH 6-7) eindigen we met een sterk zure oplossing (pH 2-3)

 

Discussie en conclusie:

De optische witmakers die aan wasmiddelen worden toegevoegd zijn kleurstoffen die een helder blauw fluorescentie licht afgeven als ze aangeslagen worden door UV licht (dat ook aanwezig is in gewoon daglicht). Verdunde oplossingen van detergenten geven ook fluorescerend licht af. De fluorescerende eigenschappen van de betreffende chemicaliën worden ook beïnvloedt door de pH. Volgens het oorspronkelijke artikel had door aanzuren de fluorescentie moeten toenemen en de kleur van van blauwviolet naar blauwgroen moeten veranderen. Deze verandering nemen we hier niet waar, wel echter het tegenovergestelde hetgeen de conclusie rechtvaardigt dat we met een andere witmaker te maken hebben dan in de publicatie gebruikt werd. Welke dat is weet ik niet, het etiket geeft hier geen uitsluitsel over. De verandering in kleur wordt veroorzaakt door de protonering van de optische witmaker moleculen hetgeen tot gevolg heeft dat de intramoleculaire elektronenverdeling veranderd hetgeen leidt tot een ander fluorescentie spectrum.

Optische witmakers zijn meestal derivaten van coumarines of stilbenen.


trans-stilbene

Literatuur:

  • Richard B. Weinberg; "How does your Laundry Glow?"; Journal of Chemical Education; 2006 84 5; p. 800A, 800B

Relevante websites: :

Minder relevante websites:

Opmerkingen:

Achtergrondinformatie:

UV-LICHT:
De energie van de zon bevat niet alleen maar zichtbaar licht maar ook licht met een langere (infrarood of IR) en kortere golflengtes (ultraviolet of UV). De golflengte van het licht neemt toe van violet naar rood. Als de golflengte kleiner is dan violet dan spreken we van UV.

 

 

De hoeveelheid UV straling die het aardoppervlak bereikt is afhankelijk van de afgelegde afstand door de atmosfeer. Gedurende de ochtend moet het UV licht een grotere afstand door de atmosfeer afleggen aangezien de zon lager aan de horizon staat. Gedurende de ochtend bereikt dus minder UV licht het oppervalk dan gedurende de middag
 

FLUORESCENTIE:
De optische witmaker moleculen absorberen elektromagnetische straling en komen daardoor in een aangeslagen toestand terecht (een hoger potentiële energie niveau). Het elektron bewaart deze extra potentiële energie nu enige tijd (enkele miljoensten van seconden) en valt dan weer terug naar een lager energieniveau waarbij dan een foton (licht) wordt uitgezonden. Zoals schematisch weergegeven in nevenstaande figuur. 
Het binnenkomende foton heeft meer energie dan het geëmitteerde foton, doordat een gedeelte van de energie in warmte wordt omgezet. De frequentie van het geëmitteerde foton is daardoor lager dan die van het geabsorbeerde foton. 
Voor zichtbaar licht bepaalt de frequentie de kleur, dus wanneer je licht instraalt op een fluorescerende materie, zal er een licht worden uitgezonden met een kleur meer naar de rode kant van de regenboog. Licht met veel energie (UV licht en blauw licht) veroorzaakt fluorescentie van kleuren met lagere energie zoals groen, geel en rood. 

08/08/2007