Kemiluminestsents
Kemiluminestsents (või kemoluminestsents) on üks luminestsentsuse liike. See on protsess, mille käigus tekib valgus keemilise reaktsiooni tulemusena. Bioloogilistes süsteemides esinevat kemoluminestsentsi nimetatakse bioluminestsentsi.
Kemiluminisentsis tekkiv valgus ei ole otseselt seotud soojusega. Lihtne kaheastmeline näide reaktsioonist A ja B, mis toodab C, D ja valgust.
[A] + [B] → [C*] + [D]
[C*] → [C] + valgus
C* on C ergastatud olek.
See reaktsioon on lihtsam kui enamik keemioluminestsentsreaktsioone. Ergastatud olek tekib siis, kui elektronid lükatakse keemilise reaktsiooni energia tõttu kõrgemale orbiidile. Ergastatud olek on vähem stabiilne kui põhiseisund. Ergastatud olekus olevad elektronid langevad põhiseisundisse (madalama energiaga), kiirates valgust.
Mõõdetava valguse hulka nimetatakse kiirguse intensiivsuseks: ICL (kiiritatud footonid sekundis).
Erlenmeyeri kolvis toimuv kemoluminestsentsreaktsioon toodab suure hulga valgust
Analüütilised rakendused
Tehtud valguse mõõtmiseks vajalik seade on lihtne. Vaja on midagi, mis hoiab proovi, ja fotokordisti toru. Seda saab keemilistes mõõtmistes kasutada kolmel viisil.
- mõnikord teeb soovitud toode teise ühendiga reageerides valgust,
- teise tüübi puhul väheneb tehtud valguse hulk, kui soovitud toode lisatakse,
- mõnikord tekitab soovitud toode, kui seda lisatakse kemiluminestsentsreaktsiooni, rohkem valgust (katalüütiline reaktsioon).
Gaaside analüüs
Meetodiga mõõdetakse väikeseid koguseid õhusaasteaineid. Levinud meetod mõõdab lämmastikmonooksiidi kogust, reageerides selle osooniga. Saadud valguse lainepikkuse vahemik on 600-2800 nm.
Vedelike analüüs
Luminool on kõige tuntum ühenditüüp, mida kasutatakse vedelike kemiluminestsentsiks.
Rakuorganellide analüüs
Ca2+ (kaltsium) rakkude eri osades, näiteks mitokondrites, võib tekitada valgust, kui see reageerib meduuside valkudega, mille nimi on aequorin. Lämmastikoksiid (NO) on rakkudes ja on rakkude viis omavaheliseks suhtlemiseks, seda saab mõõta ühendiga luminool.
Muud näited
- Üks näide looduses esinevatest kemiluminestsentsmolekulidest on tuletõrje-lutsiferiin.
- Protsessi kasutatakse hõõgpulkade valmistamiseks.
Küsimused ja vastused
K: Mis on keemiline luminestsents?
V: Kemiluminestsents on luminestsents, mis hõlmab valguse tekitamist keemilise reaktsiooni abil.
K: Mis on bioluminestsents?
V: Bioluminestsentsi all mõeldakse bioloogilistes süsteemides esinevat kemoluminestsentsi.
K: Kas kemoluminestsentsis tekkiv valgus on seotud soojusega?
V: Ei, kemiluminestsentsis tekkiv valgus ei ole seotud soojusega.
K: Kas te oskate tuua näite kemiluminestsentsreaktsiooni kohta?
V: Lihtne näide kemiluminestsentsreaktsioonist on reaktsioon A ja B vahel, mille käigus tekib C, D ja valgus.
K: Mis on C* kemiluminestsentsreaktsioonis?
V: C* on C ergastatud olek, mis tekib, kui elektronid lükatakse keemilise reaktsiooni energia tõttu kõrgemale orbiidile.
K: Kuidas kiirgab C ergastatud olek valgust?
V: Ergastatud olek on vähem stabiilne kui põhiseisund, mistõttu ergastatud olekus olevad elektronid langevad valgust kiirgavasse põhiseisundisse.
K: Mis on kiirguse intensiivsus?
V: Kiirguse intensiivsus on kemiluminestsentsreaktsioonis tekkiva mõõdetava valguse hulk, mida väljendatakse ICL (emiteeritud footonid sekundis).
