Kemilumineszcencia
A kemilumineszcencia (vagy kemolumineszcencia) a lumineszcencia egy fajtája. Ez egy olyan folyamat, amely során kémiai reakcióból fényt hoz létre. A biológiai rendszerekben előforduló kemilumineszcenciát biolumineszcenciának nevezzük.
A kemiluminiszcencia során keletkező fény nincs közvetlen kapcsolatban a hővel. Egy egyszerű kétlépcsős példa az A és B reakciójára, amely C, D és fényt eredményez.
[A] + [B] → [C*] + [D]
[C*] → [C] + Fény
C* a C gerjesztett állapota.
Ez a reakció egyszerűbb, mint a legtöbb kemilumineszcens reakció. A gerjesztett állapot akkor jön létre, amikor az elektronokat egy kémiai reakció energiája magasabb pályára tolja. A gerjesztett állapot kevésbé stabil, mint az alapállapot. A gerjesztett állapotban lévő elektronok az alapállapotba (alacsonyabb energiájú) esnek, és fényt bocsátanak ki.
A mérhető fénymennyiséget sugárzási intenzitásnak nevezzük: ICL (másodpercenként kibocsátott fotonok).
Az Erlenmeyer-lombikban lejátszódó kemolumineszcens reakció nagy mennyiségű fényt termel.
Analitikai alkalmazások
Az előállított fény méréséhez szükséges eszköz egyszerű. Szükség van valamire, amiben a mintát tarthatja, és egy fotomultiplier csőre. Ezt háromféleképpen lehet kémiai méréseknél használni.
- néha a keresett termék fényt ad, amikor egy másik vegyülettel reagál,
- egy másik típusnál a kívánt termék hozzáadásakor csökken a keletkező fény mennyisége,
- néha a kívánt termék egy kemilumineszcens reakcióhoz adva több fényt hoz létre (katalitikus reakció).
Gázok elemzése
A módszer kis mennyiségű légköri szennyezőanyagot mér. Egy gyakori módszer a nitrogén-monoxid mennyiségét méri az ózonnal való reakció révén. Az előállított fény 600 és 2800 nm közötti hullámhossz-tartományban van.
Folyadékok elemzése
A luminol a legismertebb vegyülettípus, amelyet folyadékok kemilumineszcenciájára használnak.
A sejtorganellumok elemzése
A sejtek különböző részeiben, például a mitokondriumokban lévő Ca2+ (kalcium) fényt tud létrehozni, amikor reakcióba lép a medúza aequorin nevű fehérjéjével. A nitrogén-oxid (NO) a sejtekben van, és a sejtek így tudnak beszélni egymással, ez a luminol nevű vegyülettel mérhető.
Egyéb példák
- A természetben előforduló kemilumineszcens molekulák egyik példája a szentjánosbogár luciferin.
- Ezt az eljárást használják a világító pálcikák előállítására.
Kérdések és válaszok
K: Mi az a kemilumineszcencia?
V: A kemilumineszcencia a lumineszcencia egy olyan fajtája, amely során kémiai reakció révén fényt hoz létre.
K: Mi a biolumineszcencia?
V: A biolumineszcencia a biológiai rendszerekben előforduló kemilumineszcenciára utal.
K: A kemilumineszcencia során keletkező fény a hőhöz kapcsolódik?
V: Nem, a kemilumineszcencia során keletkező fény nem kapcsolódik a hőhöz.
K: Tudna példát mondani egy kemilumineszcens reakcióra?
V: Egy egyszerű példa a kemilumineszcens reakcióra az A és B közötti reakció, amely során C, D és fény keletkezik.
K: Mi a C* a kemilumineszcens reakcióban?
V: A C* a C egy gerjesztett állapota, amely akkor keletkezik, amikor az elektronokat a kémiai reakció energiája magasabb pályára tolja.
K: Hogyan bocsát ki fényt a C gerjesztett állapota?
V: A gerjesztett állapot kevésbé stabil, mint az alapállapot, ezért a gerjesztett állapotban lévő elektronok a fényt kibocsátó alapállapotba esnek.
K: Mit jelent a sugárzás intenzitása?
V: A sugárzási intenzitás a kemilumineszcens reakcióban keletkező mérhető fény mennyisége, amelyet ICL-ben (másodpercenként kibocsátott fotonok) fejeznek ki.
