Niektoré látky, ktoré sa zúčastňujú chemických reakcií, majú schopnosť vyžarovať svetlo. Každý amatérsky chemik aspoň raz vyrobil svetelnú kvapalinu. Tento článok bude diskutovať o tom, čo je luminol, ako si ho pripraviť doma.
Čo je chemiluminiscencia?
Mnohé reakcie v chémii prebiehajú s uvoľňovaním energie. Vo väčšine experimentov sa energia uvoľňuje vo forme tepla. Pri interakcii zásad a kyselín sa roztoky zahrievajú. Sú prípady, kedy sa energia môže prejaviť vo forme elektrického prúdu (experimenty s galvanickými článkami). Keď reaktanty horia, energia sa premieňa na teplo a svetlo.
Existujú však reakcie, pri ktorých sa svetlo vyžaruje, ale nepozoruje sa žiadne zvýšenie teploty. Tento jav sa nazýva chemiluminiscencia. Najvýraznejším príkladom je studená žiara fosforu. Treba poznamenať, že vo väčšine chemických reakcií s uvoľňovaním "studeného svetla" dochádza k oxidácii organických zlúčenín. Oxidačnými činidlami sú zvyčajne kyslík alebo peroxid vodíka.
V prírode je veľa látok, ktoré môžu vyžarovať svetlo. Ale najčastejšiežiara je veľmi slabá a dá sa zistiť iba pomocou špeciálneho zariadenia.
Relatívne malá skupina organických a anorganických zlúčenín je schopná jasnej a krásnej chemiluminiscencie. Príklady zahŕňajú: luminol, siloxén, lofín, lucegenín a difenyloxalát.
Čo je Luminol?
Luminol bol syntetizovaný v Nemecku v roku 1902, ale svoje skutočné meno dostal až neskôr. Sú to biele alebo svetložlté kryštály, ľahko rozpustné v polárnych organických rozpúšťadlách. Luminol je úplne nerozpustný vo vode.
Toto je organická látka schopná vyžarovať svetlo v kombinácii s peroxidom vodíka alebo inými oxidačnými činidlami. V neutrálnych a mierne kyslých kvapalinách pri osvetlení ultrafialovým svetlom fluoreskuje svetlomodrým svetlom. V alkalických roztokoch (peroxid vodíka), kde reakcia prebieha v prítomnosti katalyzátorov - zlúčenín fosforu, solí kovov, hemínu a hemoglobínu - je žiara nasýtenejšia a jasnejšia.
Proces pozostáva z 2 etáp. Kyselina sa zahrieva s hydrazínom v organickom rozpúšťadle s vysokou teplotou varu (3-etylénglykol). V dôsledku kondenzácie sa získa heterocyklický systém 5-nitroftalylhydrazidu. Táto zlúčenina sa redukuje sulfidom amónnym, čo vedie k tvorbe luminolu. Vlastnými rukami ho môžete získať v laboratóriu syntézou z kyseliny 3-nitro-ftalovej.
Kde sa používa luminol
Dotyčná látka pozoruhodne reaguje so železom, ktoré je súčasťou hemoglobínu v krvi. Preto ho hojne využívajú súdni znalci pri zisťovaní stôp krvi a odtlačkov prstov zanechaných na mieste činu. Luminol používajú vedci v rôznych biologických štúdiách na detekciu železa, medi a kyanidu.
Kde kúpiť roztok luminolu
Cena luminolu je pomerne vysoká. Môžete ho hľadať na chemických fórach, špeciálnych databázach alebo v lekárňach. Ak neviete, kde zohnať luminol, potom si ho môžete kúpiť v lekárni Galavit, ktorý je dostupný v tabletách, ampulkách a čapíkoch. Tableta obsahuje 25 mg sodnej soli luminolu. Na 50 ml 1% roztoku je potrebných 20 tabliet (balenie). Tablety sa rozdrvia na prášok a potom sa k nim pridá voda.
Žiarivá kvapalina s peroxidom vodíka
Existujú recepty na výrobu svietiacej tekutiny z improvizovaných prostriedkov. Ale na prípravu roztoku je najlepšie použiť luminol, pretože dáva rovnomerné a jemné modrasté svetlo. Pred začatím práce si chráňte nechránené časti tela hrubou látkou a nasaďte si na ruky rukavice.
Pripravme si luminol doma podľa klasického (prvého) receptu:
- Luminol – 2-3 gramy.
- Voda – 0,1 litra.
- Roztok peroxidu vodíka (3%) – 0,08 litra.
- Žeravý sodík – 0,01 litra.
- Medený vitriol – 3gramov.
- Farbivá (sekané, žiarivo zelené alebo akékoľvek iné).
- Sklenený riad (fľaše alebo poháre).
Proces varenia:
- Nalejte vodu do sklenenej nádoby a pridajte luminol. Kryštály dôkladne rozmiešajte vo vode, aby sa v nej čo najviac rozpustili.
- Do výsledného roztoku pridajte peroxid vodíka.
- Do výslednej kompozície pridajte síran meďnatý. Vitriol môžete nahradiť chloridom železitým alebo krvnou soľou.
- Posledná vec, ktorú do zloženia pridávame je hydroxid sodný.
- Vypnite svetlá v miestnosti. Výsledná kompozícia by mala vyžarovať jasne modrú žiaru. Ak je potrebná iná farba, pridajte do roztoku požadované fluorescenčné farbivo.
Druhá možnosť:
- Roztok luminolu (3%) – 5 ml.
- Hydroperit (3%) – 10 ml.
- Vodný prací prostriedok – 20 ml.
- Manganistan draselný.
- Akákoľvek sklenená nádoba alebo nádoba.
Postup práce:
- Do nádoby nalejte roztoky luminolu, pracieho prášku a peroxidu vodíka.
- Jemne rozdrvte niekoľko kryštálov manganistanu draselného a pridajte ich do celkového zloženia.
- Ak chcete vidieť, čo je luminol a ako sa prejaví svojimi vlastnosťami, vypnite svetlo v miestnosti. Tekutina vyžaruje krásnu žiaru. Ak sa roztok pravidelne mieša, na jeho povrchu sa objaví šumivá pena.
Príprava roztoku s dimetylsulfoxidom
Zaujímavejšia možnosť by bolaoxidácia luminolu vzdušným kyslíkom v prostredí dimexidu. Žiara vzniká na rozhraní medzi vzduchom a vodou.
Na prípravu kompozície potrebujeme:
- Luminol – 0,15 gramu.
- Dimexid (dimetylsulfoxid) – 30 ml.
- Suché alkálie – 35 gramov.
- Akékoľvek fluorescenčné farbivo.
- Vysoký sklenený riad.
Kroky:
- Dôkladne premiešajte dimexid, luminol a zásadu v banke.
- Banku pevne uzavrite vekom.
- Vypnite svetlá v miestnosti.
- Jemne potraste bankou, kým nezískate modrastú žiaru. Ak chcete zmeniť farbu, pridajte fluorescenčné farbivo.
- Ak žiara stratila jas, môžete nádobu otvoriť. Keď vzduch vstúpi do banky, roztok sa opäť rozjasní a nasýti.
Tipy na varenie
Neodporúča sa pridávať do roztoku veľa alkálií, pretože sa veľmi zle rozpúšťajú a premieňajú tekutinu na hustú kašu. Suspenzia luminolu, dimexidu a alkálií sa môže skladovať pomerne dlho. Keď sa pridá oxidačné činidlo, žiara bude rovnomerná. Jeho trvanie závisí od množstva hydroperitu a luminolu a môže dosiahnuť 40 minút. Ale prebytok luminolu žiara slabne.
Je potrebné poznamenať, že jas a trvanie žiary bude závisieť aj od koncentrácie luminolu. Vysoko zriedené roztoky poskytujú slabý, ale dlhotrvajúci lesk. Veľká koncentrácia látky vytvára silný jas celého roztoku. Farba svetla sa môže meniť z modrej na zelenú. Vo viacnasýtené zlúčeniny obsahujúce vysokú koncentráciu krvnej soli, získa sa zelená žiara.
Môžem nahradiť Luminol?
Sú situácie, kedy je potrebné pripraviť svietiacu kvapalinu bez luminolu. Na tento účel vezmite kyselinu boritú a niekoľko kvapiek fluoresceínu. Tieto látky sa musia zmiešať a zohriať na kovovej platni. Tekutina bude v tme asi minútu svietiť.
Ak chcete pochopiť, čo je luminol, je lepšie skúsiť si ho získať sami. Ako sa hovorí, je lepšie raz vidieť ako stokrát počuť. Ale nezabudnite, že akékoľvek experimenty zahŕňajú interakciu s žieravinami a škodlivými látkami. Preto je potrebné dodržiavať bezpečnostné opatrenia.
