Je hebt het vast wel eens gedaan: een glowstick in warm water leggen omdat je hem even sneller fel wilde laten oplichten.
▶Inhoudsopgave
Of juist in de koelkast stoppen om hem te laten rusten. Maar wat gebeurt er nou precies in die kleine plastic buis als je de temperatuur verandert? En waarom brandt een glowstick in de zomer langer dan in de winter? Laten we er eens lekker induiken.
Wat gebeurt er in een glowstick?
Een glowstick werkt door middel van chemoluminescentie. Dat is een mooi woord voor een simpel principe: licht ontstaat door een chemische reactie, zonder dat er warmte vrijkomt.
In een glowstick zitten twee vloeistoffen gescheiden van elkaar. In het midden zit een kleine glazen buisje gevuld met waterstofperoxide (peroxide). Daaromheen zit een mengsel van een fluorescerende kleurstof en een oxalaatester.
Als je de glowstick buigt, breekt het glazen buisje. De twee vloeistoffen mengen en er ontstaat een chemische reactie.
De peroxide reageert met de oxalaatester en vormt een tussenproduct dat veel energie bevat.
Die energie wordt overgedragen aan de fluorescerende kleurstof, en die stuurt de energie weer uit als licht. Geen warmte, geen vlam, gewoon puur licht uit chemie.
Waarom maakt temperatuur uit?
En hier wordt het interessant. Die chemische reactie gaat niet even snel bij elke temperatuur.
Net als bij veel chemische reacties geldt: hoe warmer het is, hoe sneller de deeltjes bewegen. En hoe sneller de deeltjes bewegen, hoe vaker ze tegen elkaar botsen en reageren. Bij een hogere temperatuur gaat de reactie sneller.
Dat betekent dat de kleurstof sneller en meer energie krijgt, dus de glowstick brandt feller. Maar er is een keerzijde: omdat de reactie sneller verloopt, raakt de brandstof ook sneller op.
Hoeveel invloed heeft temperatuur precies?
Een glowstick bij 30 graden kan in een paar uur helemaal leeg zijn, terwijl dezelfde stick bij 5 graden nog na acht uur zachtjes gloeit.
Bij lagere temperaturen gebeurt het omgekeerde. De deeltjes bewegen langzamer, de reactie vertraagt, en de glowstick brandt zachter maar veel langer. Het is eigenlijk een beetje als een batterij: snel leeg of lang meegaan, je moet kiezen. De invloed is best fors.
Een standaard glowstick heeft een levensduur van ongeveer acht tot twaalf uur bij kamertemperatuur, rond de 20 graden Celsius. Leg je hem in warm water van zo'n 50 graden, dan kan hij binnen een half uur al fel oplichten, maar hij is dan ook na twee tot drie uur uitgebrand.
Stop je hem daarentegen in de vriezer, bij zo'n minus 18 graden, dan kan hij wel twintig uur mee gaan, maar hij zal nogal zwak gloeien. Er is zelfs een trucje dat veel mensen gebruiken: je glowstick activeren, hem even in warm water leggen om hem fel te maken, en daarna in de koelkast stoppen. Zo krijg je het beste van twee werelden. Even fel licht, en daarna weer lang meegaan.
Welke temperatuur is te warm of te koud?
Er zijn wel grenzen. De meeste glowsticks zijn ontworpen om te werken tussen de minus 10 en plus 50 graden Celsius. Boven de 60 graden kan de plastic buis zelf gaan vervormen of zelfs gaan lekken. De chemische reactie kan dan ook zo snel gaan dat de kleurstof verspild wordt aan plaatselijke pieken in plaats van een mooi gelijkmatig licht.
Aan de koude kant werkt een glowstick nog prima tot zo'n minus 20 graden, maar daarna wordt de reactie zo traag dat je nauwelijks nog licht ziet. De vloeistoffen worden bijna stroperig, de deeltjes kunnen amper nog bewegen, en de chemische reactie bij verschillende temperaturen komt zo goed als tot stilstand.
Zomer versus winter: het verschil zie je echt
Dit is iets dat je in de praktijk goed merkt. Glowsticks die je gebruikt tijdens een zomerfestival branden fel en intens, maar ze zijn vaak na een paar uur al bijna uit.
In de winter, bij een nieuwjaarsvakantie bijvoorbeeld, zie je dat glowsticks veel langer meegaan, maar ze beginnen wat zachter. Dat verschil is puur temperatuur. In juli kan het makkelijk 25 of 30 graden zijn, en dan beïnvloedt de temperatuur de lichtgevende reactie flink.
In januari, als het vriest, vertraagt alles. Het is geen kwaliteitsverschil van de glowstick zelf, gewoon de natuurkende die zijn werk doet.
Merken en kwaliteit: maakt dat uit?
Alle glowsticks werken op hetzelfde principe, maar de exacte samenstelling van het chemische mengsel kan per merk verschillen.
Sommige fabrikanten, zoals Omniglow of Cyalume, gebruiken iets andere concentraties of aanvullende stoffen om de levensduur of helderheid te optimaliseren. Maar het temperatuureffect blijft bij elke glowstick gelijk. Duurdere glowsticks kunnen wat langer meegaan of iets helderder zijn, maar ze reageren allemaal hetzelfde op warmte en kou.
De wetenschap achter het licht
Wat zo mooi is aan chemoluminescentie, is dat het een perfect voorbeeld is van energieomzetting zonder warmteverlies.
Bij een gloeikraag wordt de meeste energie omgezet in warmte, en maar een klein deel in licht. Bij een glowstick gaat vrijwel alle energie rechtstreeks naar licht. Daarom voelt een glowstick ook nooit warm aan, zelfs niet als hij fel brandt.
De kleurstof in de glowstick bepaalt de kleur. Bijvoorbeeld, het stofje 9,10-difenylantraceen geeft een mooie blauwe gloei, terwijl rubreen een rode kleur oplevert.
Maar ongeacht de kleur, het temperatuureffect blijft hetzelfde. Een rode glowstick reageert evenveel op warmte als een groene of gele.
Handige tips voor het gebruik van glowsticks
Wil je het maximale uit je glowsticks halen? Hier een paar simpele tips.
Bewaar ongeactiveerde glowsticks in de koelkast of vriezer, ze houden dan langer. Als je ze activeerst en ze even in warm water legt, krijg je fel licht wanneer je het nodig hebt.
En stop ze daarna weer in de koel om ze te laten rusten. Zo combineer je felheid en duur. En nog dit: gooi gebruikte glowsticks niet bij het gewone afval. Ze bevatten chemische stoffen die beter bij het chemisch afval kunnen.
Het is weinig moeite, maar het maakt wel uit. Dus de volgende keer dat je een glowstick knipst, weet je precies wat er in die kleine buis gebeurt.
En je weet ook hoe je het licht kunt beheersen, gewoon met wat warm of kou. Wetenschap werkt het beste als je hem gewoon kunt gebruiken.