Q&A | 荧光棒掰一掰为什么会发光？

科学世界 · 公众号 · 科学 · 2022-10-12 18:30

正文

点击蓝字｜关注我们

2023年《科学世界》杂志全年订阅现已开启。

现在订阅，立享 7.5 折，并赠送经典科普图书《从一到无穷大》。通过文末链接，即可登录“科学世界”微店订购。

荧光棒掰一掰为什么会发光？

图片来源：pixabay

很多小伙伴都看到过或亲身经历过这样的场景：在演唱会的现场，全场观众挥舞着荧光棒，合着音乐节拍，为喜爱的歌手加油。小小荧光棒里根本没有电池，只需嘎嘣一声轻轻一折，就能绽放出绚丽光芒。其实这是一个化学反应的过程。

折断荧光棒后，里面的容器会裂开，容器里的两种溶液—— 草酸二苯酯与过氧化氢 ——就会混合到一起。草酸二苯酯在过氧化氢的作用下不断分解，最后生成名字很长的分子—— 1，2-二氧杂环丁烷二酮。

这个名字很长的分子正是荧光棒绽放美丽光辉的关键所在。不过，这个分子本身并不发光，但它里面蕴含的能量可以让溶液中的其他发光物质发光。

1，2-二氧杂环丁烷二酮的化学式为C ₂ O ₄ ，相当于“强迫”两个二氧化碳（CO ₂ ）分子结合在一起，因此处于极不稳定的状态，很快就会分解为两个二氧化碳分子，并释放出能量。

于是，溶液中的发光物质就自然而然地吸收了这一能量，但是却把自身推向了一个不稳定的状态。结果，发光物质在重新回到稳定状态时，会以光的形式释放出之前所吸收的能量。这就是荧光棒在折断几秒钟后开始发光这一短暂过程中发生的“美丽故事”。

同样都是油脂，

为什么黄油是固体，油却是液体？

图片来源：pixabay

简而言之，油脂是指在丙三醇上结合有3个脂肪酸的有机化合物。脂肪酸的骨架由长碳链构成，其末端结合着羧基（－COOH）。这个羧基与丙三醇结合在一起。

根据构成脂肪酸的碳原子之间是否存在双键，脂肪酸可分为两大类：没有双键的脂肪酸称为“饱和脂肪酸”，有双键的则称为“不饱和脂肪酸” 。

软脂酸与硬脂酸是饱和脂肪酸的代表，它们没有双键，分子形状是直线形的。因此，油脂分子可以非常紧密地相互挨在一起。紧挨在一起的分子之间有很强的分子间力（把分子聚集在一起），从而赋予了油脂在常温下不易熔化（分子难以运动）的性质。黄油含有大量这种类型的饱和脂肪酸，因此在常温下是固体。

另一方面，油酸与亚油酸则是不饱和脂肪酸的代表，它们的分子中有双键。分子在双键所在之处弯折，所以，油脂分子很难紧密挨在一起，分子间力也较弱。因此，油脂分子之间可以比较自由地运动。橄榄油中含有大量这种类型的不饱和脂肪酸，所以在常温下是液体。

什么是“碱性食品”?

图片来源：pexels

味道酸的食物中含有“酸”。例如，柠檬中含有柠檬酸（C(OH)(CH ₂ COOH) ₂ COOH）。柠檬酸分子在水中可分离出氢离子（H ^＋）。当舌头的感受器捕获氢离子后，我们就会感觉到酸味。就像这种酸味一样，酸的水溶液所具有的性质称作“酸性”。

与酸相对应的则是“碱”。碱溶解到水中后，会生成氢氧根离子（OH ^－）。碱的水溶液所具有的性质称作“碱性” 。

实际上，几乎不存在碱性食材，绝大多数食材都是酸性的。蛋白与小苏打是为数不多的碱性食材的例子。不过，这里所说的碱性与营养学所说的“碱性食品”不同。

在营养学中，根据食品中所含矿物质（无机物）的种类，可把食品分为“酸性食品”与“碱性食品” 。到底是酸性食品还是碱性食品，其判断依据是食品燃烧后生成的灰烬的水溶液呈酸性还是碱性，并不是指食品本身是酸性的还是碱性的。

根据这一标准分类的话，谷物、肉类、鱼类、蛋类属于酸性食品，蔬菜、海藻、水果、大豆、薯类则属于碱性食品。也就是说，柠檬也属于碱性食品。

如果你在日常生活中也发现了一些有趣的现象，希望知道答案，请在评论区留言。我们会选取大家的问题，在《科学世界》杂志或微信公众号上予以解答，欢迎大家踊跃提问~

本文摘自《科学世界》2019年第11期。

新媒体编辑 | 张丽君

审校 | 方晨

购买《科学世界》2022年第10期 ↓ ↓ ↓

订阅《科学世界》2023年全年杂志 ↓↓ ↓