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Phosphorescents

Synthétisés pour le première fois en chimie magique par synthèse micro-onde

 

Synthèse d’un phosphorescent

Un élément dit luminescent comporte la propriété d’absorber de l’énergie lumineuse (lumière d’excitation) et de la libérer ensuite sous forme de lumière (lumière d’émission). Lorsque l’énergie constituant le photon est absorbée, la molécule se trouve généralement dans un état excité. Le retour à l’état fondamental peut alors se faire soit par fluorescence, soit par phosphorescence.

La fluorescence est l’émission rapide d’un photon précédée par l’excitation d’une molécule par absorption d’un photon.

La phosphorescence est le phénomène observé lorsqu’une matière continue à émettre de la lumière après avoir été éclairée dans une certaine longueur d’onde. Le phénomène de phosphorescence est dû à une réaction : il s’agit de la perte d’énergie par des électrons qui ont été excités et qui retournent ensuite à des niveaux d’énergie plus bas. Des matières phosphorescentes comme les aluminates de terres rares sont utilisées dans la plupart des matériaux phosphorescent nous entourant.

Dans le cadre de l’UE «chimie magique» nous synthétisons un phosphorescent dit longue durée fait à partir d’aluminate de strontium dopé à l’europium et au dysprosium.

Protocole.

Le protocole de la synthèse est le suivant.

la solution initiale contient :

  • 3,376 g de nitrate d’aluminium

  • 1,026 g de nitrate de strontium

  • 22 mg de nitrate de europium

  • 46 mg de nitrate de dysprosium

dilués dans un petit volume d’eau distillée (40 ml maximum) dans un bécher.

  • 7,6 g d’urée (après que tous les nitrates soient bien dissous, risque d’explosion sinon)

Cette solution est ensuite passée au micro-ondes à 950W pendant 3 à 5 minutes selon le volume d’eau. Dans le micro-ondes se produit l’explosion (voir photo 1) qui nous fourni pour la suite le précurseur du phosphorescent. Ce dernier est récupéré et broyé pour être ensuite lavé sur büchner. La poudre phosphorescente est ensuite obtenue après séchage.

Afin de mettre en lumière les propriétés de ce phosphorescent nous l’exposons à une lampe à rayonnement UV à une longueur d’onde de 380 nm. Les propriétés mises en évidence sont alors la fluorescence de couleur verte sous la lampe et cette couleur persiste ensuite en phosphorescence hors de la lampe. (Photo 2)

Il est possible de synthétiser un autre phosphorescent de longue durée en remplaçant le strontium par du calcium. La quantité de calcium à remplacer est de 1,144 g. Suite à cette modification le phosphorescent obtenu a une couleur différente du précédent. (Photo 3)