Chemiluminiscencia luminolu

Chemiluminiscencia je vyžarovanie svetla (fotónov), ktoré vzniká pri chemickej reakcii bez výrazného uvoľňovania tepla. Hovoríme jej preto aj studené svetlo.

Pri väčšine reakcií sa uvoľnená energia prejaví ako teplo. Niekedy však reakcia vytvorí molekulu produktu v excitovanom stave – s prebytkom energie, keď je niektorý elektrón na vyššej energetickej hladine. Pri návrate do základného stavu molekula prebytočnú energiu vyžiari ako fotón svetla. Farba svetla závisí od toho, koľko energie sa uvoľní.

Líši sa to od svetla rozžeravených látok – napríklad v pokuse Amoniakové svetlušky svietia zrnká katalyzátora preto, že sú horúce. Luminol svieti, hoci je zmes studená.

Oxidácia luminolu: Luminol reaguje v zásaditom prostredí (vytvorenom hydroxidom sodným) s oxidovadlom. V našom pokuse túto úlohu plní červená krvná soľ (hexakyanoželezitan draselný, $\text{K}_3[\text{Fe(CN)}_6]$) spolu s kyslíkom rozpusteným vo vode. V častejšom variante pokusu sa ako oxidovadlo pridáva peroxid vodíka a červená krvná soľ v ňom pôsobí ako katalyzátor.

Vyžarovanie modrého svetla: Pri reakcii sa luminol premení na excitovaný produkt – dianión 3-aminoftalátu – a uvoľní sa dusík. Keď sa produkt vracia z excitovaného stavu do základného, uvoľní prebytočnú energiu vo forme viditeľného modrého svetla. Zjednodušene:

$$\text{luminol} \xrightarrow[\text{oxidovadlo}]{\text{OH}^-} \text{3-aminoftalát}^{*} + \text{N}_2$$ $$\text{3-aminoftalát}^{*} \rightarrow \text{3-aminoftalát} + \text{svetlo}$$

Hviezdička označuje excitovaný stav. Po spotrebovaní reaktantov žiarenie ustane.

Jav	Odkiaľ pochádza energia	Príklad
chemiluminiscencia	z chemickej reakcie	luminol, svetelné tyčinky
fluorescencia	z pohlteného svetla (napr. UV)	fluoresceín pod UV lampou
žiarenie horúcich telies	z tepla	žeravé zrnká katalyzátora, vlákno žiarovky

Fluorescenciu si môžete porovnať v pokuse Výroba svietiaceho slizu: sliz svieti len vtedy, keď naň svieti UV lampa, kým luminol svieti sám od seba, kým prebieha reakcia.