Zacząłem odgrzebywać stare szkice wpisów (mam ich 38), bo pomyślałem, że czas już je wreszcie opublikować. Na pierwszy ogień poszedł poniższy wpis o eksperymencie ilustrującym chemiluminescencję. Czekał on na publikację od lutego 2009…
Może zaczniemy od tego – czym jest chemiluminescencja?
Jest to rodzaj emisji fal elektromagnetycznych w zakresie widzialnym, czyli emisji fal świetlnych, możliwy do otrzymania w wyniku reakcji chemicznych.
Istnieją jeszcze inne rodzaje luminescencji:
- bioluminescencja – emisja w przypadku organizmów żywych (np. kryl, Lampyris noctiluca, Photinus pyralis etc.)
- elektroluminescencja – emisja pod wpływem przepływu prądu elektrycznego (np. w diodach LED)
- elektronoluminescencja – emisja pod wpływem elektronów bombardujących luminofor (np. w kineskopach)
- fotoluminescencja (fluorescencja, fosforescencja) – pochłonięcie promieniowania EM (IR, Vis, UV) i wyemitowanie pochłoniętej energii w formie promieniowania o mniejszej wartości energii niż pochłonięta (czyli mniejszej częstotliwości lub jak kto woli większej długości fali, bo E= hv, a v=c/λ) (np. świetlówki, cyfry w zegarkach)
- krystaloluminescencja – emisja w trakcie formowania kryształów
- radioluminescencja, scyntylacja – emisja pod wpływem promieniowania jonizującego (czyli takiego, które powoduje wyrwanie przynajmniej jednego elektronu z atomu) (np. liczniki-detektory promenowania jonizującego)
- sonoluminescencja – emisja pod wpływem fali mechanicznej – ultradźwięków (nie znam zastosowania ani miejsca do zaobserwowania)
- termoluminescencja – emisja pod wpływem dostarczania energii cieplnej, do momentu rozpoczęcia żarzenia (możliwe do zaobserwowanie w wielu kryształach naturalnych)
- tryboluminescencja, mechanoluminescencja – emisja pod wpływem czynników mechanicznych – uderzenie, tarcie, skręcanie, zginanie etc. (np. uderzanie młotkiem w kostkę cukru za 5,15 zł/kg)
Teraz krótki filmik, a poniżej kilka słów wyjaśnienia:
Jeśli ktoś nie załapał wszystkich ingrediencji pokazanych na filmie, to służę listą:
- woda destylowana
- perhydrol – ok. 30% roztwór H2O2
- luminol – C8H7N3O2 (3-aminohydrazyd kwasu ftalowego)
- węglan sodu – Na2CO3 (może też być spokojnie NaOH)
- pięciowodny (pentahydrat) siarczan (VI) miedzi (II) nazywany kiedyś sinym kamieniem – CuSO4·5H2O
- węglan amonu – (NH4)2CO3
Jak to działa?
Przygotowujemy dwa roztwory:
A – w wodzie destylowanej rozcieńczamy perhydrol
B – w wodzie destylowanej rozpuszczamy węglan amonu, dodajemy pięciowodny siarczan (VI) miedzi (II) i dodajemy luminol.
Wiem już jak przygotować przedstawienie, teraz warto jeszcze przedstawić naszych aktorów:
- perhydrol – będzie utleniaczem, jak pewnie większość widzów się spodziewała
- siarczan (VI) miedzi (II) – będzie aktywatorem, a w zasadzie jony Cu2+, bo reszta nawet nie pojawi się na liście płac, czyli pomoże w naszej reakcji i nada barwę naszemu przedstawieniu
- luminol – będzie naszym utlenianym związkiem, czyli świecącą gwiazdą wieczoru!
Ktoś mógłby zapytać po co nam potrzebny ten węglan amonu? Związek ten znacząco podwyższa pH roztworu, dzięki czemu będziemy mogli o wiele łatwiej rozpuścić luminol, którego rozpuszczalność wzrasta w środowisku zasadowym. Związane jest to z kwasowym charakterem ugrupowania hydrazydowego obecnego w sąsiedztwie dwóch grup karbonylowych.
Skoro mamy już scenę i poznaliśmy aktorów – do dzieła!
Mieszamy roztwór A z roztworem B i co się dzieje?
Zachodzi utlenienie luminolu według poniższej reakcji:
W jej wyniku obserwujemy emisję promieniowania elektromagnetycznego w zakresie widzialnym nazywaną chemiluminescencją! Brawa! 
Aby zrobić bardziej efektowne doświadczenie warto pokusić się o zamianę wody destylowanej na DMSO (dimetylosulfotlenek) lub DMF (dimetyloforamid). W takim wypadku możemy nawet pominąć aktywator, a świeceniem będziemy się cieszyć o wiele dłużej – nawet kilkaset minut :)
Na koniec mam pytanie do czytelników: jak najprościej otrzymać luminol? (proszę o sugestie syntez możliwych do wykonania w każdych warunkach i jednocześnie zachęcam do pobawienia się bez przeszukiwania od razu całego Internetu)
