Do It Yourself?: Glow-in-the-dark met zink en zwavel?

[Osiris]

Na een recente aankoop van een glow-in-the-dark (GIDD)-product was ik, nieuwsgierig als ik ben, eens op zoek hoe dat nou ook alweer werkte en met wat voor spul.

Als conclusie kwam ik dat er zink sulfide (ZnS) in moest zitten, een veel gebruikte stof voor GIDD-spullen. En dat verbaasde me enigszins, aangezien ZnS toch best wel een heel erg simpel stofje is.

Ook herinnerde ik me een stom proefje: ijzer-poeder en zwavelpoeder in een reageerbuis mikken, fikje eronder en het geheel zou exotherm gaan reageren. Hield je uiteraard FeS over. Dus ik dacht: dat moet ook kunnen met zink en zwavel! Volgens BINAS (en de Wikipagina) zou een reactie tussen Zn en S naar ZnS inderdaad exotherm zijn, aangezien ZnS een vormingsenthalpie heeft van -204.6 kJ mol^-1.

Verder heeft ZnS wel een paar parts per million koper nodig als activator om als GIDD-stof te werken, aldus Wikipedia.

Nu dacht ik dus het volgende:

• Men pakke een keramieken iets (bijv een bloempot ) waar je zink in kunt smelten. Zink smelt al bij 692.68 K (of 419.53 °C). Vergeleken met lood (600.61 K cq. 327.46 °C) scheelt dat maar weinig. Moet te doen zijn dus lijkt me. Eventuele verontreiniging kun je d'r dan ook wel met een oud lepeltje uitscheppen ofzo.
• Vervolgens stookt men door tot 1357.77 K (cq. 1084.62 °C) en mikke men er een stukje koper in, bijvoorbeeld uit de kern van een stuk elektriciteitsdraad. Doordat metalen over 't algemeen prima met elkaar mengen, krijg je na wat geroer een homogeen mengsel van zink en koper.
• Daarna laat men het zink (en koper) afkoelen, het liefst niet in één grote klont, zodat het later makkelijker te verpoederen is.
• Het verpoederen heb ik nog niet echt over nagedacht, wellicht in een koffiemolentje. De stalen mesjes daarvan kunnen ongetwijfeld wel op tegen zink. Maar of het ook echt poeder wordt, ik ben bang van niet.
• Uiteindelijk moeten we dus het zink/koper-mengsel laten reageren met zwavel. Dat moet niet zo moeilijk zijn.

We houden dan dus zinksulfide over, wat als 't goed is moet gaan oplichten in het donker na voldoende energie opgebouwd te hebben d.m.v. licht.

Nu is m'n vraag eigenlijk: zou dit met simpele tools te fixen zijn? Is 't mogelijk om de benodigde temperaturen te krijgen met bijvoorbeeld een actief geblazen houtskoolvuur? (Gloeiende kolen branden volgens mij harder dan een vlam.)
Wat voor problemen zien jullie allemaal, naast de basic dingen zoals veiligheid en omgaan met vloeibare metalen?

[anandus]

Hoe wil je eigenlijk op 1000 celsius raken?

[Osiris]

anandus schreef op dinsdag 25 september 2007 @ 21:04:
Hoe wil je eigenlijk op 1000 celsius raken?

Heel hard stoken? Een smid maakt bijv gebruik van actieve ventilatie voor de zuurstoftoevoer van z'n kolen (steenkool? houtskool?). Geen idee hoe heet dat exact wordt eerlijk gezegd, maar aangezien men ook "simpel" ijzer kan smelten in fabrieken, moet er vast wel iets mogelijk zijn m.b.v. ~kolen.

Ik vraag me overigens spontaan af of het überhaupt wel noodzakelijk is om zo heet te stoken. Immers, uiteindelijk wordt het een legering met 99,9999% zink en 0,0001% koper. Dus het smeltpunt van de legering zal zeer dicht bij het smeltpunt van zink liggen lijkt me. En nu dacht ik: als je in een smeltende poel van zink wat koperpoeder strooit, dan gaat dat vanzelf, langzaam maar zeker, ongetwijfeld over in de legering. Koperatomen aan de rand met het zink zullen vast wel in 'oplossing' gaan. En door koperpoeder te nemen, is er een groot oppervlak.

Iemand enig idee over deze laatste theorie?

[ Voor 39% gewijzigd door Osiris op 25-09-2007 21:15 ]

[Anoniem: 9942]

Je hoeft het koper helemaal niet op te stoken. Ik kan uit ervaring melden dat koper uitstekend oplost in vloeibaar lood (heb eens lood in een koperen bak gesmolten, dat was niet best voor de oven ), en ik vermoed dat dat in zink niet anders is.

Overigens, de manier waarop ik de temperaturen bereikte benodigd om lood, aluminium en tin te smelten: een emailleeroventje. Niet heel duur, en prima bruikbaar.

Verpoederen van metalen is een vervelend klusje, dat lukt je echt niet met een molentje. Met een vijl wel, maar dat is veel werk als je grote hoeveelheden wil.

De zink-zwavel reactie is het lastigst. Je moet namelijk voorkomen dat zink met zuurstof gaat reageren, dat is een makkelijkere reactie dan met zwavel omdat zuurstof in gasfase zit. Je zal dus de reactie in strikt anaerobe condities moeten laten verlopen. Ga wel nog even na of het werkelijk een exotherme reactie is (denk eraan dat zwavel niet in elementaire vorm voorkomt maar als S₂ of S₈).

Ga verder na of het niet makkelijker is om iets anders dan vast zwavel te gebruiken. Reacties in water zijn zoveel makkelijker... Denk aan een precipitatiereactie tussen een goed oplosbaar zinkzout en een goed oplosbaar sulfidezout, eventueel ter plekke te maken vanuit H₂S. Ik heb geen binas, maar vermoed dat dat wel moet precipiteren.

En aangezien het me te laat is om een en ander op te zoeken, een wilde gok hoe dit makkelijk te doen is: Maak zinkhydroxide door zink in een loog op te lossen, en leid H2S door die oplossing onder anaerobe condities.

[Anoniem: 124325]

Je hebt het over opstoken van zink naar 1000C.
Dat zou het zink doen verdampen.
Het beetje koper waar je over hebt zal inderdaad zoals gemeld in het zink
op lage temperatuur oplossen.

Om metaal poeder te maken voor jou doel moet je echt toch iets anders bedenken dan vijlen (of slijpen met een slijpsteen). Het poeder moet denk ik net zo fijn zijn als bakmeel.

[Arshia]

Glow in the dark is fosforesentie (phosphorescence) (niet door elkaar halen met fluorescentie). Als ik daarop zoek in wikipedia krijg ik inderdaad een artikel waarin Zinksulfide wordt genoemd, maar ook strontium aluminate.

Tegenwoordig wordt echter chemilumenescentie gebruikt. Hiervoor kun je weer veel meer stofjes gebruiken.

Maar om op je vragen terug te komen. Ik denk dat de temperaturen het meeste probleem zullen geven. Je zou bij zulke temperaturen wel heel erg hittebestendig moeten zijn. Je moet er dan ook aan denken dat je als "houders" voor het zink materialen met hogere smelttemperaturen moet hebben. Het kan wel, maar niet makkelijk en ik denk ook niet goedkoop als je het zelf wilt proberen.

[Punksmurf]

Het past wellicht niet helemaal binnen de scope van het topic, maar als het je enkel te doen is om het poeder (en niet het proces) hoef je niet al die ellende overhoop halen en kan je gewoon GIDD pigmentpoeder kopen. Het zal vast wat duurder (ca €10/100gr, iirc) maar het scheelt je een hoop gezeik en je kan nog eens verschillende kleurtjes krijgen ook .

[Osiris]

Arshia schreef op donderdag 27 september 2007 @ 10:01:
Tegenwoordig wordt echter chemilumenescentie gebruikt. Hiervoor kun je weer veel meer stofjes gebruiken.

Da's een leuke stelling, maarehm, 'gebruikt'? Waarvoor 'gebruikt'? Ik kan bijvoorbeeld nergens in het Wikipedia-artikel over chemiluminescence terugvinden dat zo'n reeds 'verbruikt' mengsel zich weer 'op kan laden' door middel van licht. En dát is nou juist het idee achter GIDD-stofjes zoals zinksulfide (en inderdaad ook strontium aluminate, maar dat lijkt me al helemaal een pain in the ass om te maken). Die stoffen laden zich 'overdag' op door de energie op te slaan in 'verboden' energieniveaux die, net als radioactiviteit, zich vervolgens weer stabiliseren. In het geval van GIDD-stofjes onder het uitzenden van licht.

Verder is 't fijn om van Captain Proton te horen dat koper eventueel prima in m'n zink oplost. En Vortex2, daarmee is dus ook het hele verdamp-probleem opgelost: zo heet hoeven we niet te stoken gelukkig

Verder lijkt keramiek me nog steeds een prima keuze als 'houder' voor het zink, hoewel staal niet smelt bij die temperaturen. Maar door Captain Proton's verhaal lijkt me metaal + metaal niet zo'n snuggere keuze, dus houden we 't maar mooi bij keramiek

Oh en Captain Proton, S₈ had maar een vormingsenthalpie van 0,6 kJ mol^-1 ofzo volgens een of andere pagina. Wel bij 0 K. Geen idee hoe dat een verschil maakt

En €10,- per 100 gram vind ik wel vrij veel

[Arshia]

Osiris schreef op vrijdag 28 september 2007 @ 00:14:
[...]

Da's een leuke stelling, maarehm, 'gebruikt'? Waarvoor 'gebruikt'? Ik kan bijvoorbeeld nergens in het Wikipedia-artikel over chemiluminescence terugvinden dat zo'n reeds 'verbruikt' mengsel zich weer 'op kan laden' door middel van licht. En dát is nou juist het idee achter GIDD-stofjes zoals zinksulfide (en inderdaad ook strontium aluminate, maar dat lijkt me al helemaal een pain in the ass om te maken). Die stoffen laden zich 'overdag' op door de energie op te slaan in 'verboden' energieniveaux die, net als radioactiviteit, zich vervolgens weer stabiliseren. In het geval van GIDD-stofjes onder het uitzenden van licht.

Is geen stelling, maar een "goh leuk om te weten", omdat de meeste mensen alles wat maar glow in the dark is beschrijft als "he het is fluoriscerend". Terwijl er echt een verschil is tussen fluorescentie, fosforescentie en chemiluminescentie.

Het staat ook in het artikel over phosphorescence. De gexciteerde staat wordt chemisch opgewekt en zo wordt er een "dye" geactiveerd. Dit gebruiken ze bij de GIDD sticks. Al denk ik dat het dus niet alleen in the dark is. (Chemiluminescentie wordt ook in het lab gebruikt, alleen dan is het weer ECL).

Specifiek GIDD die jij bedoelt is phosphorescence, waarvan je zelf de omschrijving al geeft. Oude GIDD horlogewijzers werden ook beschilderd met radioactieve verf. Nu mag dat echter niet meer.

[Osiris]

Sorry voor de onduidelijkheid dan

Ik kende zelf "Glow in the dark" alleen zoals in die leuke Sponsbob-stickers die dan 's nachts oplichten (phosphorescence). Breekstaafjes die vervolgens aan chemiluminescentie doen, vallen bij mij persoonlijk niet onder "glow in the dark". Die dingen gloeien namelijk niet echt, die strááálen gewoon

Fluorescentie valt helemaal buiten de boot

Maar excuses voor de verwarring dan

[MSalters]

Anoniem: 9942 schreef op woensdag 26 september 2007 @ 00:26:
De zink-zwavel reactie is het lastigst. Je moet namelijk voorkomen dat zink met zuurstof gaat reageren, dat is een makkelijkere reactie dan met zwavel omdat zuurstof in gasfase zit.

Is dat een probleem? Bij de smelttemperatuur van zink is zwavel ook vloeibaar, dus je kunt de zwavel gewoon oplossen. Natuurlijk reageert het zink aan de opppervlakte met de lucht, maar het reactieoppervlak is vrij klein. Deksel erop en de zuurstof boven je zink is bovendien zo op.

(Deksel is sowieso een goed idee: http://en.wikipedia.org/wiki/Metal_fume_fever )

[ Voor 6% gewijzigd door MSalters op 28-09-2007 21:30 ]

[bassie]

anandus schreef op dinsdag 25 september 2007 @ 21:04:
Hoe wil je eigenlijk op 1000 celsius raken?

Moet met een simpele brandertje van de gamma wel lukken volgens mij. Anders voor iets meer geld een mapp brander aanschraffen.

[Osiris]

MSalters schreef op vrijdag 28 september 2007 @ 21:14:
[...]

Is dat een probleem? Bij de smelttemperatuur van zink is zwavel ook vloeibaar, dus je kunt de zwavel gewoon oplossen. Natuurlijk reageert het zink aan de opppervlakte met de lucht, maar het reactieoppervlak is vrij klein. Deksel erop en de zuurstof boven je zink is bovendien zo op.

(Deksel is sowieso een goed idee: http://en.wikipedia.org/wiki/Metal_fume_fever )

Dan moet je wel heel snel zijn, want zwavel verdámpt ook alweer bijna dan Zink smelt bij 692,68 K en zwavel verdampt bij 717,8 K. Da's dus een 'window' van 25,1 graden

[MSalters]

Ja, dat is helemaal waar, maar het is minder erg dan het lijkt. Zodra je zink op de smelttemperatuur komt blijft de temperatuur een hele tijd gelijk. De temperatuur stijgt pas weer als alle zink gesmolten is. Je kunt ook overwegen om in overmaat zwavel te werken. Gooi daar simpelweg je zinkpoeder in, en goed roeren. Dan kun je ruim onder de smelttemperatuur van zink blijven. En omdat de reactie exotherm is, warmt je zink zelf ook nog iets verder op.

[Osiris]

't Klopt dat smeltend zink niet hoger zal komen dan z'n smeltpunt, althans, dat doet kokend water ook niet.

Gaat dat eigenlijk wel fatsoenlijk werken, twee vloeistoffen bij elkaar mikken, om zo de benodigde reactie te krijgen? Je krijgt immers nu in je gesmolten zink/zwavel-mengsel allemaal kristalletjes ZnS. Waar blijven die in vredesnaam? En wat voor smurrie wordt het in vredesnaam als de zink en zwavel op begint te raken? Want het ZnS smelt pas ergens rond de 2000 K.

Op zich moet 't ook gewoon mogelijk zijn om een oplossing van ZnCl of ZnNO₃ bij een oplossing van NaS of KS te gieten, zoals Captain Proton al voorstelde bovenaan. Maarja, zie maar weer fatsoenlijk aan díe stoffen te komen Zink oplossen in NaOH bijvoorbeeld gaat niet lukken (nou ja, gaat wel lukken, maar is niet nuttig), want ZnOH is niet oplosbaar in water. Dus dan zit je met je vaste stof waar je niets mee kan

[verleemen]

even een niet chemisch vraagje tussen door, maar hoeveel licht geeft die stof uiteindelijk af?
zou je bv door een lange strook met dat poeder er op in de zon kunnen leggen en het later in een kokertje plaasten eventueel met spiegeltjes zodat je de lichtemissie bundeld en dan een zaklamp krijgt?
zou leuk zijn. dan heb je lampen op zonne energie zonder de tussenkomst van zonnecellen en batterijen. ik heb wel eens gedacht om donkere gangen met dat soort stroken te beplakken zodat je de wc kan vinden ok langs de trap omhoog, het probleem is alleen dan dat t in een donkere gang nooit licht word. maar ja daar is misschien ook iets op te vinden door daglicht er naar toe te leiden (weer met spiegeltjes oid.

[FiXeR.nl]

Wat mountain dew + peroxide should do the trick
http://gizmodo.com/gadget...-lightning-bug-308316.php

Als het echt zou zijn...?

[Anoniem: 236487]

ik doe een mini-onderneming en wij verhandelen glow in the dark producten.
wijzijn van plan ook zelf producten te behandelen, maar weten niet juist hoe en eerlijk gezegd word ik niet helemaal wijs uit al deze dingen hier
zouden jullie mij een concreet willen uitleggen hoe ik spullen GITD maak aub?
merci!