Abstract
Die Fluoreszenz von Festkörpern und Flüssigkeiten ist ein weitläufig bekanntes Phänomen, das unter anderem auch im Alltag beobachtet werden kann. In diesem Versuch wird gezeigt, dass auch ...Stoffe in der Gasphase zu einer Fluoreszenz angeregt werden können – am Beispiel von gasförmigen Iod. Diese, durch grünes Laserlicht induzierte faszinierende Fluoreszenzentstehung sowie deren ‐löschung, können dabei anhand eines didaktisch angepassten Energiestufenmodell im fortgeschrittenen Chemieunterricht anschaulich erarbeitet werden. Darüber hinaus ermöglicht das Experiment viele Anknüpfungspunkte zu den grundlegenden Themen des Chemie‐ und Physikunterrichts wie Absorption, Emission, Strahlungs‐ sowie Energieübergänge
Translation abstract
The fluorescence of solids and liquids is a well‐known phenomenon, also in everyday life. Within this experiment, the fluorescence of a substance in the gaseous phase is demonstrated by the example of gaseous iodine. In order to explain this fascinating observation, induced by green laser light, as well as its quenching in the presence of nitrogen, a didactically adjusted energy stage model is presented. This model is suitable for advanced chemistry class. In addition, the experiment offers several links to fundamental topics of chemistry and physics education, such as absorption, emission, and radiation‐ and energy transitions.
Die Fluoreszenz von Festkörpern und Flüssigkeiten ist ein weitläufig bekanntes Phänomen, das unter anderem auch im Alltag beobachtet werden kann. In diesem Versuch wird gezeigt, dass auch Stoffe in ...der Gasphase zu einer Fluoreszenz angeregt werden können – am Beispiel von gasförmigen Iod. Diese, durch grünes Laserlicht induzierte faszinierende Fluoreszenzentstehung sowie deren ‐löschung, können dabei anhand eines didaktisch angepassten Energiestufenmodell im fortgeschrittenen Chemieunterricht anschaulich erarbeitet werden. Darüber hinaus ermöglicht das Experiment viele Anknüpfungspunkte zu den grundlegenden Themen des Chemie‐ und Physikunterrichts wie Absorption, Emission, Strahlungs‐ sowie Energieübergänge
Translation
The fluorescence of solids and liquids is a well‐known phenomenon, also in everyday life. Within this experiment, the fluorescence of a substance in the gaseous phase is demonstrated by the example of gaseous iodine. In order to explain this fascinating observation, induced by green laser light, as well as its quenching in the presence of nitrogen, a didactically adjusted energy stage model is presented. This model is suitable for advanced chemistry class. In addition, the experiment offers several links to fundamental topics of chemistry and physics education, such as absorption, emission, and radiation‐ and energy transitions.
Titelbild: Iod in der Gasphase lässt sich mithilfe eines grünen Laserpointers zu einer gelblichen Fluoreszenz anregen. Dieser faszinierende Effekt ist bereits bei Tageslicht wahrzunehmen, noch ...eindrucksvoller ist er in einer abgedunkelten Umgebung zu beobachten.
Die Fluoreszenz von Festkörpern und Flüssigkeiten ist ein weitläufig bekanntes Phänomen, das unter anderem auch im Alltag beobachtet werden kann. In diesem Versuch wird gezeigt, dass auch Stoffe in ...der Gasphase zu einer Fluoreszenz angeregt werden können - am Beispiel von gasförmigen Iod. Diese, durch grünes Laserlicht induzierte faszinierende Fluoreszenzentstehung sowie deren -löschung, können dabei anhand eines didaktisch angepassten Energiestufenmodell im fortgeschrittenen Chemieunterricht anschaulich erarbeitet werden. Darüber hinaus ermöglicht das Experiment viele Anknüpfungspunkte zu den grundlegenden Themen des Chemie- und Physikunterrichts wie Absorption, Emission, Strahlungs- sowie Energieübergänge.
The fluorescence of solids and liquids is a well-known phenomenon, also in everyday life. Within this experiment, the fluorescence of a substance in the gaseous phase is demonstrated by the example of gaseous iodine. In order to explain this fascinating observation, induced by green laser light, as well as its quenching in the presence of nitrogen, a didactically adjusted energy stage model is presented. This model is suitable for advanced chemistry class. In addition, the experiment offers several links to fundamental topics of chemistry and physics education, such as absorption, emission, and radiation and energy transitions.
Im Beitrag werden Perspektiven zum Thema Nanotechnologie im Chemieunterricht beschrieben, die im Rahmen Fachdidaktischer Transferforschung innerhalb einer Kooperation zwischen Fachdidaktik und ...Fachwissenschaft erarbeitet wurden. Ein besonderer Fokus wird dabei auf die experimentelle Erschließung von Eigenschaften verschiedener nanoskaliger Materialien wie etwa Titandioxid, Zinkoxid und Silica gelegt. Über die Verwendung dieser Materialien können Themen wie Adsorption, Fluoreszenz, (Photo‐) Katalyse und Toxizität mit einem aktuellen Forschungsthema vernetzt und in eine Vielfalt von Kontexten eingebettet werden.
Translation
Within this contribution, we present perspectives on the topic nanotechnology for school chemistry education. These perspectives are results of a cooperation between educational and scientific research groups. A special focus is placed on the development of experiments for the investigation of properties of various nanoscaled materials, such as titanium dioxide, zinc oxide and silica. The application of these materials allows to connect topics like adsorption, fluorescence, (photo‐) catalysis and toxicity with a current research topic and a variety of everyday life contexts.
Im Beitrag werden Perspektiven zum Thema Nanotechnologie im Chemieunterricht beschrieben, die im Rahmen Fachdidaktischer Transferforschung innerhalb einer Kooperation zwischen Fachdidaktik und ...Fachwissenschaft erarbeitet wurden. Ein besonderer Fokus wird dabei auf die experimentelle Erschließung von Eigenschaften verschiedener nanoskaliger Materialien wie etwa Titandioxid, Zinkoxid und Silica gelegt. Über die Verwendung dieser Materialien können Themen wie Adsorption, Fluoreszenz, (Photo-) Katalyse und Toxizität mit einem aktuellen Forschungsthema vernetzt und in eine Vielfalt von Kontexten eingebettet werden.
Within this contribution, we present perspectives on the topic nanotechnology for school chemistry education. These perspectives are results of a cooperation between educational and scientific research groups. A special focus is placed on the development of experiments for the investigation of properties of various nanoscaled materials, such as titanium dioxide, zinc oxide and silica. The application of these materials allows to connect topics like adsorption, fluorescence, (photo-) catalysis and toxicity with a current research topic and a variety of everyday life contexts.
The ozonolysis of cyclohexene is studied with respect to the pressure dependent formation of stable gas-phase products and secondary organic aerosol (SOA) as well as the influence of the presence of ...SO(2). In addition the rate coefficient for the initial reaction cyclohexene + O(3) was determined at 295 K. The observed increase in CO and ethene yields at low pressures and the absence of ketene in the product spectrum confirm previously proposed reaction pathways forming these decomposition products. An enhanced ethene formation at pressures below 300 mbar coincides with drastically decreased aerosol yields pointing to a high influence on SOA formation of chemical activation driven dynamics in the vinylhydroperoxide channel. The static reactor experiments at 450 mbar in the presence of SO(2) in the present study showed a similar sensitivity of additional particle formation to H(2)SO(4) number densities as found in near-atmospheric flow reactor experiments Sipiläet al., Science, 2010, 327, 1243, a surprising result with regard to the very different experimental approaches. At low pressures (around 40 mbar) no significant new particle formation is observed even at high H(2)SO(4) concentrations. These findings indicate that the collisional stabilisation of initial clusters is an important aspect for SOA formation processes involving sulfuric acid and organic compounds. The results may have implications for geo-engineering strategies based on stratospheric sulfur injection, but caution is mandatory when room temperature laboratory results are extrapolated to stratospheric conditions.
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