1. 概述#

本实验模拟荧光棒（Glow Stick）的发光原理——利用双草酸酯（如 CPPO 或 TCPO）与过氧化氢（H₂O₂）在弱碱催化剂乙酸钠（CH₃COONa）作用下发生过氧草酸酯化学发光（Peroxyoxalate Chemiluminescence），将反应释放的化学能转移给荧光染料，使其受激辐射发光。全程无热辐射，属于典型的**冷光（Cold Light）**现象。

2. 反应原理#

(1) 乙酸钠催化 H₂O₂ 生成亲核性 HOO⁻： CH₃COONa + H₂O₂ ⇌ CH₃COOH + HOO⁻（Na⁺）

(2) HOO⁻ 亲核进攻草酸酯（以 CPPO 双(2,4,6-三氯苯基)草酸酯为例）： CPPO + HOO⁻ → 中间体 → 1,2-二氧杂环丁二酮（高能中间体）+ 2 C₆H₂Cl₃OH

(3) 高能中间体分解，将能量转移给荧光染料（F）： 1,2-二氧杂环丁二酮 → 2 CO₂ + 能量 能量 + F（基态）→ F*（激发态）→ F（基态）+ hν（可见光）

💡 发光颜色取决于所选荧光染料：

• 9,10-二苯基蒽（DPA）→ 蓝光
• 荧光素（Fluorescein）→ 绿光
• 罗丹明 B（Rhodamine B）→ 橙红光

3. 仪器与试剂#

4. 操作步骤#

1. 配制 A液：称取适量双草酸酯溶于有机溶剂（如邻苯二甲酸二丁酯），微热助溶，冷却备用。
2. 加染料与催化剂：向反应容器中加入少量荧光染料溶液和一小撮（约 10–20 mg）无水乙酸钠，摇匀。
3. 加入 A液：注入配制好的双草酸酯溶液，混匀。
4. 引发发光：在暗处（关灯）快速加入 B液（H₂O₂/叔丁醇混合液），立即摇匀——溶液瞬间发出明亮荧光！
5. 观察：可更换不同荧光染料，观察蓝/绿/红等不同颜色的化学发光。

5. 关键注意事项#

• ⚠️ 避光操作：荧光染料和部分草酸酯对光敏感，贮存在棕色瓶中。
• ⚠️ H₂O₂ 浓度：过高浓度会使中间体过快分解→发光强但持续时间短；过低则发光微弱。
• ⚠️ 乙酸钠用量：只需微量；过量可能导致副反应或染料猝灭。
• ⚠️ 安全防护：H₂O₂ 具腐蚀性，有机溶剂易燃，须在通风橱操作并佩戴护目镜。

6. 现象小结#

混合后溶液本身不升温，但在暗处发出均匀、明亮的冷光——这正是商场荧光棒”一掰即亮”的化学本质：化学能→电子激发能→可见光，全程无热产生。

总结：双草酸酯–过氧化氢–乙酸钠体系是过氧草酸酯化学发光的经典演示，被称为”化学烟花”，完美展现了化学能直接转化为光能的魅力。