Chemiluminescencja
Chemiluminescencja (lub chemoluminescencja) jest rodzajem luminescencji. Jest to proces wytwarzania światła w wyniku reakcji chemicznej. Chemiluminescencja w systemach biologicznych nazywana jest bioluminescencją.
Światło wytwarzane w chemiluminiscencji nie jest bezpośrednio związane z ciepłem. Prosty, dwustopniowy przykład reakcji A i B, w wyniku której powstają C, D i światło.
[A] + [B] → [C*] + [D]
[C*] → [C] + światło
C* jest stanem wzbudzonym C.
Ta reakcja jest prostsza niż większość reakcji chemiluminescencji. Stan wzbudzony powstaje, gdy elektrony są wypychane na wyższe orbity przez energię reakcji chemicznej. Stan wzbudzony jest mniej stabilny niż stan podstawowy. Elektrony w stanie wzbudzonym spadają do stanu podstawowego (o niższej energii), emitując światło.
Ilość mierzalnego światła nazywana jest natężeniem promieniowania: ICL (fotony emitowane na sekundę).
W wyniku reakcji chemoluminescencji w kolbie Erlenmeyera powstaje duża ilość światła
Zastosowania analityczne
Urządzenie potrzebne do pomiaru wytworzonego światła jest proste. Potrzebne jest coś do przytrzymania próbki oraz lampa fotopowielacza. Istnieją trzy sposoby wykorzystania tego urządzenia w pomiarach chemicznych.
- czasami poszukiwany produkt staje się lekki, gdy reaguje z innym związkiem,
- w innym typie ilość wytwarzanego światła spada po dodaniu poszukiwanego produktu,
- Czasami pożądany produkt dodany do reakcji chemiluminescencji daje więcej światła (reakcja katalityczna).
Analiza gazów
Metoda ta mierzy niewielkie ilości zanieczyszczeń atmosferycznych. Powszechnie stosowana metoda mierzy ilość tlenku azotu poprzez reakcję z ozonem. Emitowane światło ma długość fali w zakresie od 600 do 2800 nm.
Analiza cieczy
Luminol jest najbardziej znanym typem związku używanego do chemiluminescencji w cieczach.
Analiza organelli komórkowych
Ca2+(wapń) wewnątrz różnych części komórek, takich jak mitochondria, może wytwarzać światło, gdy reaguje z białkiem z meduzy o nazwie aequorin. Tlenek azotu(NO) znajduje się w komórkach i jest sposobem, w jaki komórki rozmawiają ze sobą, można to zmierzyć za pomocą związku luminolu.
Inne przykłady
- Przykładem cząsteczek chemiluminescencji w przyrodzie jest lucyferyna z ognika.
- Proces ten jest wykorzystywany do produkcji pałeczek jarzeniowych.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest chemiluminescencja?
O: Chemiluminescencja to rodzaj luminescencji, który polega na wytwarzaniu światła w wyniku reakcji chemicznej.
P: Co to jest bioluminescencja?
O: Bioluminescencja odnosi się do chemiluminescencji, która występuje w systemach biologicznych.
P: Czy światło wytwarzane w chemiluminescencji jest związane z ciepłem?
O: Nie, światło wytwarzane w chemiluminescencji nie jest związane z ciepłem.
P: Czy może Pan podać przykład reakcji chemiluminescencyjnej?
O: Prostym przykładem reakcji chemiluminescencyjnej jest reakcja między A i B, w wyniku której powstają C, D i światło.
P: Czym jest C* w reakcji chemiluminescencji?
O: C* to stan wzbudzony C, który powstaje, gdy elektrony są wypychane na wyższe orbity przez energię reakcji chemicznej.
P: W jaki sposób stan wzbudzony C emituje światło?
O: Stan wzbudzony jest mniej stabilny niż stan podstawowy, więc elektrony w stanie wzbudzonym spadają do stanu podstawowego emitując światło.
P: Co to jest natężenie promieniowania?
O: Natężenie promieniowania to ilość mierzalnego światła wytworzonego w reakcji chemiluminescencyjnej, wyrażona jako ICL (fotony emitowane na sekundę).
