Kai kurios cheminėse reakcijose dalyvaujančios medžiagos turi savybę skleisti šviesą. Kiekvienas chemikas mėgėjas bent kartą pagamino šviečiantį skystį. Šiame straipsnyje bus aptarta, kas yra luminolis ir kaip jį paruošti namuose.
Kas yra chemiliuminescencija?
Daugelis chemijos reakcijų vyksta kartu su energijos išsiskyrimu. Daugumoje eksperimentų energija išsiskiria šilumos pavidalu. Kai šarmai ir rūgštys sąveikauja, tirpalai įkaista. Pasitaiko atvejų, kai energija gali pasireikšti elektros srovės pavidalu (eksperimentai su galvaniniais elementais). Kai reagentai dega, energija paverčiama šiluma ir šviesa.
Bet yra reakcijų, kurių metu skleidžiama šviesa, bet nepastebima temperatūros padidėjimo. Šis reiškinys vadinamas chemiliuminescencija. Ryškiausias pavyzdys yra š altas fosforo švytėjimas. Reikėtų pažymėti, kad daugumoje cheminių reakcijų, kai išsiskiria „š alta šviesa“, organiniai junginiai oksiduojasi. Oksidatoriai paprastai yra deguonis arba vandenilio peroksidas.
Gamtoje yra daug medžiagų, kurios gali skleisti šviesą. Tačiau dažniausiaišvytėjimas yra labai silpnas ir jį galima aptikti tik naudojant specialią įrangą.
Palyginti nedidelė organinių ir neorganinių junginių grupė gali ryškiai ir gražiai chemiliuminescenciją. Pavyzdžiai: luminolis, siloksenas, lofinas, liucegeninas ir difeniloksalatas.
Kas yra Luminol?
Luminolis buvo susintetintas Vokietijoje 1902 m., bet vėliau gavo tikrąjį pavadinimą. Tai b alti arba šviesiai geltoni kristalai, lengvai tirpūs poliniuose organiniuose tirpikliuose. Luminolis visiškai netirpsta vandenyje.
Tai organinė medžiaga, galinti skleisti šviesą, kai ji yra derinama su vandenilio peroksidu ar kitomis oksiduojančiomis medžiagomis. Neutraliuose ir silpnai rūgštiniuose skysčiuose, apšviestas ultravioletine šviesa, jis fluorescuoja šviesiai mėlyna šviesa. Šarminiuose tirpaluose (vandenilio peroksidas), kai reakcija vyksta dalyvaujant katalizatoriams – fosforo junginiams, metalų druskoms, heminui ir hemoglobinui – švytėjimas yra sodresnis ir ryškesnis.
Procesas susideda iš 2 etapų. Rūgštis kaitinama su hidrazinu aukštos virimo temperatūros organiniame tirpiklyje (3-etilenglikolis). Dėl kondensacijos susidaro heterociklinė 5-nitroftalilhidrazido sistema. Šis junginys redukuojamas amonio sulfidu, todėl susidaro luminolis. Savo rankomis galite jį gauti laboratorijoje sintezės būdu iš 3-nitroftalio rūgšties.
Kur naudojamas luminolis
Atitinkama medžiaga nepaprastai reaguoja su geležimi, kuri yra kraujo hemoglobino dalis. Todėl jį plačiai naudoja teismo medicinos ekspertai, aptikdami nusik altimo vietoje paliktus kraujo pėdsakus ir pirštų atspaudus. Luminolą mokslininkai naudoja įvairiuose biologiniuose tyrimuose, kad aptiktų geležį, varį ir cianidą.
Kur įsigyti luminolio tirpalo
Luminolio kaina yra gana didelė. Jo galite ieškoti chemijos forumuose, specialiose duomenų bazėse arba vaistinėse. Jei nežinote, kur gauti luminolio, galite jo nusipirkti Galavit vaistinėje, kurią galima įsigyti tabletėmis, ampulėmis ir žvakutėmis. Tabletėje yra 25 mg luminolio natrio druskos. 50 ml 1% tirpalo reikia 20 tablečių (pakuotėje). Tabletės susmulkinamos į miltelius ir įpilama vandens.
Švytintis skystis su vandenilio peroksidu
Yra receptų, kaip iš improvizuotų priemonių pasigaminti šviečiantį skystį. Tačiau tirpalui ruošti geriausia naudoti luminolį, nes jis suteikia tolygią ir švelnią melsvą šviesą. Prieš pradėdami dirbti, atviras kūno vietas būtinai apsaugokite storu skudurėliu ir užsimaukite pirštines ant rankų.
Ruoškime luminolį namuose pagal klasikinį (pirmą) receptą:
- Luminolis – 2–3 gramai.
- Vanduo – 0,1 litro.
- Vandenilio peroksido tirpalas (3%) - 0,08 litro.
- Kaustinis natris – 0,01 litro.
- Vario vitriolis – 3gramų.
- Dažai (smulkinti, briliantiniai žalieji ar bet kokie kiti).
- Stikliniai indai (kolbos arba stiklainiai).
Gaminimo procesas:
- Į stiklinį indą supilkite vandenį ir įpilkite luminolio. Kruopščiai sumaišykite kristalus vandenyje, kad jie kuo labiau ištirptų jame.
- Į gautą tirpalą įpilkite vandenilio peroksido.
- Į gautą kompoziciją įpilkite vario sulfato. Vitriolį galite pakeisti geležies chloridu arba kraujo druska.
- Paskutinis dalykas, kurį pridedame prie kompozicijos, yra natrio hidroksidas.
- Išjunkite šviesą kambaryje. Gauta kompozicija turi skleisti ryškiai mėlyną švytėjimą. Jei reikia kitos spalvos, į tirpalą įpilkite norimų fluorescencinių dažų.
Antra parinktis:
- Luminolio tirpalas (3%) - 5 ml.
- Hidroperitas (3%) – 10 ml.
- Vandeninis skalbinių ploviklis – 20 ml.
- Kalio permanganatas.
- Bet koks stiklinis indas ar indas.
Darbo žingsniai:
- Į talpyklą supilkite luminolio, skalbimo miltelių ir vandenilio peroksido tirpalus.
- Švelniai sumalkite kelis kalio permanganato kristalus ir pridėkite jį prie visos sudėties.
- Jei norite pamatyti, kas yra luminolis ir kaip jis pasireikš savo savybėmis, išjunkite šviesą kambaryje. Skystis skleis gražų švytėjimą. Jei tirpalas periodiškai maišomas, ant jo paviršiaus atsiras putojančios putos.
Tirpalo su dimetilsulfoksidu ruošimas
Įdomesnis variantas būtųluminolio oksidacija atmosferos deguonimi dimeksido terpėje. Švytėjimas atsiranda oro ir vandens sąsajoje.
Kompozicijai paruošti mums reikia:
- Luminolis – 0,15 gramo.
- Dimeksidas (dimetilsulfoksidas) - 30 ml.
- Sausas šarmas – 35 gramai.
- Bet kokie fluorescenciniai dažai.
- Aukšti stiklo dirbiniai.
Žingsniai:
- Kolboje kruopščiai sumaišykite dimeksidą, luminolį ir šarmą.
- Kolbą sandariai uždarykite dangteliu.
- Išjunkite šviesą kambaryje.
- Šiek tiek purtykite kolbą, kol pasidarys melsvas švytėjimas. Norėdami pakeisti spalvą, pridėkite fluorescencinių dažų.
- Jei švytėjimas prarado savo ryškumą, galite atidaryti konteinerį. Kai į kolbą patenka oras, tirpalas vėl tampa šviesus ir sotus.
Maisto gaminimo patarimai
Į tirpalą nerekomenduojama dėti daug šarmo, nes jis labai blogai tirpsta ir skystį paverčia tiršta koše. Luminolio, dimeksido ir šarmo suspensiją galima laikyti gana ilgai. Pridėjus oksidatoriaus, švytėjimas bus vienodas. Jo trukmė priklauso nuo hidroperito ir luminolio kiekio ir gali siekti 40 minučių. Tačiau dėl luminolio pertekliaus švytėjimas tampa silpnesnis.
Pažymėtina, kad švytėjimo ryškumas ir trukmė taip pat priklausys nuo luminolio koncentracijos. Stipriai atskiesti tirpalai suteikia silpną, bet ilgai išliekantį švytėjimą. Didelė medžiagos koncentracija sudaro stiprų viso tirpalo ryškumą. Švytėjimo spalva gali keistis nuo mėlynos iki žalios. Daugiausočiųjų junginių, kuriuose yra didelė kraujo druskos koncentracija, gaunamas žalias švytėjimas.
Ar galiu pakeisti Luminol?
Yra situacijų, kai reikia paruošti šviečiantį skystį be luminolio. Norėdami tai padaryti, paimkite boro rūgštį ir kelis lašus fluoresceino. Šios medžiagos turi būti sumaišytos ir kaitinamos ant metalinės plokštės. Skystis tamsoje švytės maždaug minutę.
Norėdami suprasti, kas yra luminolis, geriau pabandyti jo gauti patiems. Kaip sakoma, geriau vieną kartą pamatyti, nei šimtą kartų išgirsti. Tačiau nepamirškite, kad bet kokie eksperimentai susiję su sąveika su šarminėmis ir kenksmingomis medžiagomis. Todėl reikia laikytis saugos priemonių.
