Kemiluminiscens
Kemiluminescens (eller kemoluminescens) är en typ av luminescens. Det är en process där ljus skapas genom en kemisk reaktion. Kemiluminescens i biologiska system kallas bioluminescens.
Det ljus som skapas vid kemiluminiscens är inte direkt kopplat till värme. Ett enkelt exempel i två steg på en reaktion mellan A och B som ger upphov till C, D och ljus.
[A] + [B] → [C*] + [D]
[C*] → [C] + Ljus
C* är ett exciterat tillstånd av C.
Denna reaktion är enklare än de flesta kemiluminisensreaktioner. Det exciterade tillståndet uppstår när elektroner skjuts upp i en högre omloppsbana av energin från en kemisk reaktion. Det exciterade tillståndet är mindre stabilt än grundtillståndet. Elektronerna i det exciterade tillståndet faller till grundtillståndet (lägre energi) och avger ljus.
Mängden mätbart ljus kallas strålningsintensitet: ICL (fotoner som avges per sekund).
En kemoluminescerande reaktion i en Erlenmeyer-kolv producerar en stor mängd ljus.
Analytiska tillämpningar
Den apparat som behövs för att mäta ljuset är enkel. Den behöver något att hålla provet i och ett fotomultiplikatorrör. Det finns tre sätt att använda detta för kemiska mätningar.
- Ibland blir den önskade produkten ljus när den reagerar med en annan förening,
- I en annan typ minskar mängden ljus när den önskade produkten tillsätts,
- Ibland kan den önskade produkten, när den läggs till i en kemiluminiscensreaktion, ge mer ljus (en katalytisk reaktion).
Analys av gaser
Metoden mäter små mängder luftföroreningar. En vanlig metod mäter mängden kvävemonoxid genom att den reagerar med ozon. Ljuset har en våglängd mellan 600 och 2800 nm.
Analys av vätskor
Luminol är den mest kända typen av förening som används för kemiluminiscens i vätskor.
Analys av cellorganeller
Ca2+ (kalcium) i olika delar av cellerna, t.ex. mitokondrierna, kan ge ljus när det reagerar med ett protein från maneter som heter aequorin. Kväveoxid (NO) finns i cellerna och är ett sätt för cellerna att prata med varandra, vilket kan mätas med föreningen luminol.
Andra exempel
- Ett exempel på kemiluminiscensmolekyler i naturen är luciferin från eldflugan.
- Processen används för att tillverka glödstift.
Frågor och svar
F: Vad är kemiluminiscens?
S: Kemiluminescens är en typ av luminescens som innebär att ljus skapas genom en kemisk reaktion.
F: Vad är bioluminescens?
S: Bioluminiscens avser kemiluminiscens som uppstår i biologiska system.
F: Är det ljus som produceras vid kemiluminiscens relaterat till värme?
S: Nej, det ljus som produceras vid kemiluminiscens är inte relaterat till värme.
F: Kan du ge ett exempel på en kemiluminiscensreaktion?
S: Ett enkelt exempel på en kemiluminiscensreaktion är reaktionen mellan A och B, som ger upphov till C, D och ljus.
F: Vad är C* i den kemiluminiscenta reaktionen?
S: C* är ett exciterat tillstånd hos C som uppstår när elektroner pressas upp i en högre omloppsbana av energin från den kemiska reaktionen.
Fråga: Hur avger C:s exciterade tillstånd ljus?
S: Det exciterade tillståndet är mindre stabilt än grundtillståndet, så elektronerna i det exciterade tillståndet faller till grundtillståndet och avger ljus.
Fråga: Vad är strålningsintensitet?
S: Strålningsintensitet är den mängd mätbart ljus som produceras i en kemiluminiscensreaktion, uttryckt som ICL (fotoner som avges per sekund).
