Хемилюминесценция

Хемилюминесценция (или хемолюминесценция) - это разновидность люминесценции. Это процесс получения света в результате химической реакции. Хемилюминесценция в биологических системах называется биолюминесценцией.

Свет, получаемый при хемилюминесценции, не связан напрямую с теплом. Простой пример двухступенчатой реакции A и B, в результате которой образуются C, D и свет.

[A] + [B] → [C^*] + [D]

[C^*] → [C] + Свет

C^* - возбужденное состояние C.

Эта реакция проще, чем большинство реакций хемилюминесценции. Возбужденное состояние возникает, когда электроны переходят на более высокую орбиту за счет энергии химической реакции. Возбужденное состояние менее стабильно, чем основное состояние. Электроны в возбужденном состоянии переходят в основное состояние (с более низкой энергией), излучая свет.

Количество измеряемого света называется интенсивностью излучения: I_CL (фотоны, испускаемые в секунду).

Хемолюминесцентная реакция в колбе Эрленмейера производит большое количество света

Аналитические приложения

Устройство, необходимое для измерения полученного света, очень простое. Нужно что-то, чтобы держать образец, и фотоумножитель. Существует три способа использования этого прибора в химических измерениях.

иногда искомый продукт светлеет при реакции с другим соединением,
в другом типе количество производимого света падает при добавлении желаемого продукта,
иногда искомый продукт при добавлении в реакцию хемилюминесценции дает больше света (каталитическая реакция).

Анализ газов

Метод измеряет небольшие количества атмосферных загрязнителей. Распространенный метод измеряет количество монооксида азота путем его реакции с озоном. Используемый свет имеет длину волны от 600 до 2800 нм.

Анализ жидкостей

Люминол - наиболее известный тип соединения, используемый для хемилюминесценции в жидкостях.

Анализ клеточных органелл

Ca²⁺ (кальций) внутри различных частей клеток, например, митохондрий, может излучать свет, когда вступает в реакцию с белком из медузы под названием экворин. Оксид азота (NO) находится в клетках и является способом общения клеток друг с другом, его можно измерить с помощью соединения люминола.

Другие примеры

Примером хемилюминесцентных молекул в природе является люциферин светлячка.
Этот процесс используется для изготовления светящихся палочек.

Вопросы и ответы

В: Что такое хемилюминесценция?

О: Хемилюминесценция - это тип люминесценции, при котором свет образуется в результате химической реакции.

В: Что такое биолюминесценция?

О: Биолюминесценция относится к хемилюминесценции, которая происходит в биологических системах.

В: Связан ли свет, производимый при хемилюминесценции, с теплом?

О: Нет, свет, образующийся при хемилюминесценции, не связан с теплом.

В: Можете ли Вы привести пример хемилюминесцентной реакции?

О: Простым примером хемилюминесцентной реакции является реакция между A и B, в результате которой образуются C, D и свет.

В: Что такое C* в хемилюминесцентной реакции?

О: C* - это возбужденное состояние C, которое возникает, когда электроны выталкиваются на более высокую орбиту за счет энергии химической реакции.

В: Как возбужденное состояние C излучает свет?

О: Возбужденное состояние менее стабильно, чем основное состояние, поэтому электроны в возбужденном состоянии падают в основное состояние, излучая свет.

В: Что такое интенсивность излучения?

О: Интенсивность излучения - это количество измеримого света, произведенного в хемилюминесцентной реакции, выраженное как ICL (фотоны, испускаемые в секунду).