Chemoluminescentie
Chemiluminescentie (of chemoluminescentie) is een vorm van luminescentie. Het is een proces waarbij licht wordt gemaakt uit een chemische reactie. Chemiluminescentie in biologische systemen wordt bioluminescentie genoemd.
Het licht dat wordt gemaakt in chemiluminiscentie is niet direct gerelateerd aan warmte. Een eenvoudig voorbeeld in twee stappen van een reactie van A en B, die C, D en licht oplevert.
[A] + [B] → [C*] + [D]
[C*] → [C] + Licht
C* is een aangeslagen toestand van C.
Deze reactie is eenvoudiger dan de meeste chemiluminescentiereacties. De aangeslagen toestand ontstaat wanneer elektronen door de energie van een chemische reactie in een hogere baan worden geduwd. De aangeslagen toestand is minder stabiel dan de grondtoestand. De elektronen in de aangeslagen toestand vallen naar de grondtoestand (lagere energie) en zenden licht uit.
De hoeveelheid meetbaar licht die wordt gemaakt, wordt stralingsintensiteit genoemd: ICL (uitgezonden fotonen per seconde).
Een chemoluminescente reactie in een erlenmeyer produceert een grote hoeveelheid licht
Analytische toepassingen
Het apparaat dat nodig is om het gemaakte licht te meten is eenvoudig. Het heeft iets nodig om het monster vast te houden, en een fotomultiplicatorbuis. Dit kan op drie manieren worden gebruikt bij chemische metingen.
- soms maakt het gezochte product licht wanneer het reageert met een andere verbinding,
- in een ander type daalt de hoeveelheid gemaakt licht wanneer het gewenste product wordt toegevoegd,
- soms maakt het gewenste product, wanneer het aan een chemiluminescentiereactie wordt toegevoegd, meer licht (een katalytische reactie).
Analyse van gassen
De methode meet kleine hoeveelheden luchtverontreinigende stoffen. Een veelgebruikte methode meet de hoeveelheid stikstofmonoxide door deze met ozon te laten reageren. Het gemaakte licht heeft een golflengtebereik van 600 tot 2800 nm.
Analyse van vloeistoffen
Luminol is het bekendste type verbinding dat wordt gebruikt voor chemiluminescentie in vloeistoffen.
Analyse van celorganellen
Ca2+ (calcium) in verschillende delen van cellen zoals de mitochondriën kan licht maken wanneer het reageert met een eiwit uit kwallen genaamd aequorine. Stikstofmonoxide (NO) bevindt zich in cellen en is een manier voor cellen om met elkaar te praten, dit kan worden gemeten met de verbinding luminol.
Andere voorbeelden
- Een voorbeeld van chemiluminescentiemoleculen in de natuur is vuurvlieg-luciferine.
- Het proces wordt gebruikt om glowsticks te maken.
Vragen en antwoorden
V: Wat is chemiluminescentie?
A: Chemiluminescentie is een vorm van luminescentie waarbij licht wordt gemaakt door een chemische reactie.
V: Wat is bioluminescentie?
A: Bioluminescentie verwijst naar chemiluminescentie die optreedt in biologische systemen.
V: Is het licht dat bij chemiluminescentie wordt geproduceerd gerelateerd aan warmte?
A: Nee, het licht van chemiluminescentie is niet gerelateerd aan warmte.
V: Kunt u een voorbeeld geven van een chemiluminescentiereactie?
Antwoord: Een eenvoudig voorbeeld van een chemiluminescentiereactie is de reactie tussen A en B, waarbij C, D en licht ontstaan.
V: Wat is C* in de chemiluminescentiereactie?
A: C* is een aangeslagen toestand van C die optreedt wanneer elektronen door de energie van de chemische reactie in een hogere baan worden geduwd.
V: Hoe zendt de aangeslagen toestand van C licht uit?
A: De aangeslagen toestand is minder stabiel dan de grondtoestand, zodat de elektronen in de aangeslagen toestand naar de grondtoestand vallen en licht uitzenden.
V: Wat is stralingsintensiteit?
A: De stralingsintensiteit is de hoeveelheid meetbaar licht die in een chemiluminescente reactie wordt geproduceerd, uitgedrukt als ICL (uitgezonden fotonen per seconde).
