Některé látky, které se účastní chemických reakcí, mají schopnost vyzařovat světlo. Každý amatérský chemik alespoň jednou vyrobil svítící kapalinu. Tento článek pojednává o tom, co je luminol, jak si ho připravit doma.
Co je chemiluminiscence?
Mnoho reakcí v chemii probíhá s uvolňováním energie. Při většině experimentů se energie uvolňuje ve formě tepla. Při interakci alkálií a kyselin se roztoky zahřívají. Jsou případy, kdy se energie může projevit ve formě elektrického proudu (pokusy s galvanickými články). Když reaktanty hoří, energie se přeměňuje na teplo a světlo.
Existují však reakce, při kterých je vyzařováno světlo, ale není pozorováno žádné zvýšení teploty. Tento jev se nazývá chemiluminiscence. Nejnápadnějším příkladem je studená záře fosforu. Je třeba poznamenat, že ve většině chemických reakcí s uvolňováním "studeného světla" dochází k oxidaci organických sloučenin. Oxidačními činidly jsou obvykle kyslík nebo peroxid vodíku.
V přírodě je mnoho látek, které mohou vyzařovat světlo. Ale nejčastějizáře je velmi slabá a lze ji detekovat pouze pomocí speciálního zařízení.
Relativně malá skupina organických a anorganických sloučenin je schopna jasné a krásné chemiluminiscence. Příklady zahrnují: luminol, siloxen, lofin, lucegenin a difenyloxalát.
Co je Luminol?
Luminol byl syntetizován v Německu v roce 1902, ale své skutečné jméno získal později. Jsou to bílé nebo světle žluté krystaly, snadno rozpustné v polárních organických rozpouštědlech. Luminol je zcela nerozpustný ve vodě.
Jedná se o organickou látku schopnou vyzařovat světlo v kombinaci s peroxidem vodíku nebo jinými oxidačními činidly. V neutrálních a mírně kyselých kapalinách při osvětlení ultrafialovým světlem fluoreskuje světle modrým světlem. V alkalických roztocích (peroxid vodíku), kde reakce probíhá za přítomnosti katalyzátorů - sloučenin fosforu, solí kovů, heminu a hemoglobinu - je záře nasycenější a jasnější.
Proces se skládá ze 2 fází. Kyselina se zahřívá s hydrazinem v organickém rozpouštědle s vysokým bodem varu (3-ethylenglykol). V důsledku kondenzace se získá heterocyklický systém 5-nitroftalylhydrazidu. Tato sloučenina je redukována sulfidem amonným, což vede k tvorbě luminolu. Vlastníma rukama ji můžete získat v laboratoři syntézou z kyseliny 3-nitro-ftalové.
Kde se luminol používá
Dotyčná látka pozoruhodně reaguje se železem, které je součástí hemoglobinu v krvi. Proto jej hojně využívají soudní znalci při odhalování stop krve a otisků prstů zanechaných na místě činu. Luminol používají vědci v různých biologických studiích k detekci železa, mědi a kyanidu.
Kde koupit roztok luminolu
Cena luminolu je poměrně vysoká. Můžete ho hledat na chemických fórech, speciálních databázích nebo v lékárnách. Pokud nevíte, kde sehnat luminol, pak si ho můžete koupit v lékárně Galavit, který je dostupný v tabletách, ampulích a čípcích. Tableta obsahuje 25 mg sodné soli luminolu. Na 50 ml 1% roztoku je potřeba 20 tablet (balení). Tablety se rozdrtí na prášek a poté se k němu přidá voda.
Svítící kapalina s peroxidem vodíku
Existují recepty na výrobu svítící kapaliny z improvizovaných prostředků. Ale pro přípravu roztoku je nejlepší použít luminol, protože dává rovnoměrné a měkké namodralé světlo. Před zahájením práce chraňte nechráněné části těla silnou látkou a nasaďte si na ruce rukavice.
Připravme si luminol doma podle klasického (prvního) receptu:
- Luminol – 2–3 gramy.
- Voda – 0,1 litru.
- Roztok peroxidu vodíku (3%) – 0,08 litru.
- Žíravý sodík – 0,01 litru.
- Měděný vitriol - 3gramů.
- Barviva (nasekaná, zářivě zelená nebo jakákoli jiná).
- Skleněné zboží (baňky nebo sklenice).
Proces vaření:
- Nalijte vodu do skleněné nádoby a přidejte luminol. Krystaly důkladně rozmíchejte ve vodě, aby se v ní co nejvíce rozpustily.
- Do výsledného roztoku přidejte peroxid vodíku.
- Do výsledné kompozice přidejte síran měďnatý. Vitriol můžete nahradit chloridem železitým nebo krevní solí.
- Poslední věc, kterou do složení přidáváme, je hydroxid sodný.
- Zhasněte světla v místnosti. Výsledná kompozice by měla vyzařovat jasně modrou záři. Pokud je potřeba jiná barva, přidejte do roztoku požadované fluorescenční barvivo.
Druhá možnost:
- Roztok luminolu (3%) – 5 ml.
- Hydroperit (3%) – 10 ml.
- Vodní prací prostředek – 20 ml.
- Manganistan draselný.
- Jakákoli skleněná nádoba nebo dóza.
Pracovní kroky:
- Nalijte do nádoby roztoky luminolu, pracího prášku a peroxidu vodíku.
- Jemně rozemelte několik krystalů manganistanu draselného a přidejte jej do celkového složení.
- Abyste viděli, co je luminol a jak se projeví svými vlastnostmi, vypněte světlo v místnosti. Kapalina bude vydávat krásnou záři. Pokud se roztok pravidelně míchá, na jeho povrchu se objeví šumivá pěna.
Příprava roztoku s dimethylsulfoxidem
Zajímavější možností by bylooxidace luminolu vzdušným kyslíkem v prostředí dimexidu. Záře vzniká na rozhraní mezi vzduchem a vodou.
K přípravě kompozice potřebujeme:
- Luminol – 0,15 gramu.
- Dimexid (dimethylsulfoxid) – 30 ml.
- Suché alkálie – 35 gramů.
- Jakékoli fluorescenční barvivo.
- Vysoké sklo.
Kroky:
- Důkladně promíchejte dimexid, luminol a zásadu v baňce.
- Baňku pevně uzavřete víčkem.
- Zhasněte světla v místnosti.
- Baňkou lehce protřepejte, dokud nezískáte namodralou záři. Chcete-li změnit barvu, přidejte fluorescenční barvivo.
- Pokud záře ztratila svůj jas, můžete nádobu otevřít. Když do baňky vstoupí vzduch, roztok se znovu vyjasní a nasytí.
Tipy na vaření
Do roztoku se nedoporučuje přidávat velké množství alkálie, protože se velmi špatně rozpouští a mění tekutinu na hustou kaši. Suspenze luminolu, dimexidu a alkálie může být skladována po poměrně dlouhou dobu. Po přidání oxidačního činidla bude záře rovnoměrná. Jeho trvání závisí na množství hydroperitu a luminolu a může dosáhnout 40 minut. Ale z přebytku luminolu záře slábne.
Je třeba poznamenat, že jas a doba trvání záře bude také záviset na koncentraci luminolu. Vysoce zředěné roztoky poskytují slabý, ale dlouhotrvající lesk. Velká koncentrace látky vytváří silný jas celého roztoku. Barva záře se může změnit z modré na zelenou. Ve vícenasycené sloučeniny obsahující vysokou koncentraci krevní soli, získá se zelená záře.
Mohu vyměnit Luminol?
Jsou situace, kdy je nutné připravit svítivou kapalinu bez luminolu. K tomu vezměte kyselinu boritou a několik kapek fluoresceinu. Tyto látky se musí smíchat a zahřát na kovové desce. Kapalina bude svítit ve tmě asi minutu.
Abyste pochopili, co je luminol, je lepší zkusit si jej získat sami. Jak se říká, je lepší jednou vidět, než stokrát slyšet. Ale nezapomeňte, že jakékoli experimenty zahrnují interakci s žíravinami a škodlivými látkami. Proto je třeba dodržovat bezpečnostní opatření.
