Оглавление Видео опыты по химии На главную страницу


Химия и Химики № 3 2011






Химическое свечение (эксперименты с люминолом) ч.1
Luminescence of Luminol (Glowing of Luminol Solution)


В.Н. Витер


Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Что такое хемилюминесценция?
Известно много химических реакций, которые сопровождаются выделением энергии. В большинстве случаев энергия выделяется в виде тепла. Например, при реакции кислот и щелочей раствор нагревается. Иногда энергия выделяется в виде электрического тока - вспомните гальванические элементы. При горении химическая энергия реагирующих веществ переходит в тепло и свет.

Есть также химические реакции, которые сопровождаются излучением света, но при этом не происходит значительного увеличения температуры. Такое явление называется хемилюминесценция. Одним из самых известных примеров хемилюминесценции является холодное свечение фосфора, однако в большинстве реакций, которые сопровождаются выделением "холодного света", происходит окисление органических соединений. В качестве окислителя чаще всего выступает перекись водорода или кислород.

Веществ, которые излучают "холодный свет" при окислении, довольно много, но в большинстве случаев такое свечение очень слабое и его можно зафиксировать лишь с помощью специальных приборов.

Только сравнительно небольшая группа органических и неорганических соединений способна к яркой хемилюминесценции. В качестве примеров можно назвать люминол, люцигенин, дифенилоксалат, лофин и силоксен.

Люминол (гидразид 3-аминофталевой кислоты)
Люминол (гидразид 3-аминофталевой кислоты)
Люцигенин (динитрат 10,10'-диметил-9,9'-биакридиния)
Люцигенин (динитрат 10,10'-диметил-9,9'-биакридиния)
Дифенилоксалат (дифениловый эфир щавелевой кислоты)
Дифенилоксалат (дифениловый эфир щавелевой кислоты)
Лофин (2,4,5-трифенилимидазол)
Лофин (2,4,5-трифенилимидазол)
Силоксен (вероятная структура)
Силоксен (вероятная структура)

Желающим узнать больше о хемилюминесценции и ее применении в аналитической химии рекомендуем книгу:
А.К. Бабко, Л.И. Дубовенко, Н.М. Луковская Хемилюминесцентный анализ (1966) ссылка

В данной статье мы остановимся на экспериментах с люминолом. При окислении люминола в щелочных растворах перекисью водорода (или другими окислителями) возникает довольно яркое свечение, которое значительно усиливается в присутствии катализаторов. В роли катализаторов могут выступать соли металлов (меди, кобальта, железа, марганца и других), гемоглобин крови и некоторые другие соединения. Благодаря этому люминол используют в аналитической химии для обнаружения очень небольших количеств металлов, а также следов крови.

Эксперименты с люминолом
Для начала мы попробовали вариант эксперимента, аналогичный описанному в книге М.Д. Василега Цікава хімія (Занимательная химия) ссылка:

" В стакан объемом 1 л наливают 500 мл 1-2% щелочного раствора люминола и 400 мл 3% раствора перекиси водорода и всыпают пучок оранжево-красных кристаллов K3[Fe(CN)6]. К смеси добавляют немного щелочи. В темноте раствор светится ярким голубым светом на протяжении нескольких минут. Очень красиво выглядит переливание жидкости из одного стакана в другой. Если раствор подкислить - свечение исчезает, если добавить щелочь - появится вновь. "
Эксперименты с люминолом
В большой трехгорлой колбе растворили 2 г люминола в 300 мл воды с добавкой 0.8 г едкого натра. Образовался коричневатый раствор, часть вещества осталось в осадке. К 400 мл воды добавили 30 мл 50 % раствора Н2О2, после чего помещение затемнили. В темноте перекись водорода прилили к раствору люминола. Началось слабое синее свечение. В реакционную смесь добавили щепотку кристаллов красной кровяной соли K3[Fe(CN)6]. От контакта с кристаллами раствор сразу же вспыхнул. Началось интенсивное голубое свечение. Пока кристаллики опускались на дно, за ними тянулся светящийся след. Это напоминало голубые искры. Раствор перемешали. Свечение вспыхнуло сильнее, но быстро стало угасать. Жидкость продолжала светиться, но все менее ярко. Когда свечение стало слабым, скорость его затухания резко уменьшилась: через десять и даже двадцать минут можно было отчетливо различать люминесценцию раствора. Свечение не исчезло, даже когда раствор разбавили большим количеством воды.

Watch the video / Смотреть Видео (27 Мб, .avi )
Старый вариант - Смотреть Видео (14 Мб, .avi )

Свечение люминола. Luminescence of Luminol (Glowing of Luminol Solution)
Свечение люминола фото В.Н. Витер
Luminescence of Luminol (Glowing of Luminol Solution)
Свечение люминола
Свечение люминола
Свечение люминола
Свечение люминола
Свечение люминола
Свечение люминола
Свечение люминола
Свечение люминола
Свечение люминола
Свечение люминола
Свечение люминола
Свечение люминола
Свечение люминола
Свечение люминола


Для съемки экспериментов был использован фотоаппарат Canon PowerShot SX20 IS.

фотоаппарат Canon PowerShot SX20 IS
Фотоаппарат Canon PowerShot SX20 IS


В первых же опытах с люминолом обнаружились следующие особенности фото- и видеосъемки.

Снять видео удавалось только тогда, когда свечение было довольно ярким. В случае разбавленных растворов это буквально первые секунды после добавления красной кровяной соли. Потом свечение можно было четко наблюдать визуально, но на видео оно уже не фиксировалось (не хватало чувствительности камеры). Слабое свечение, которое начиналось при смешивании растворов люминола и перекиси водорода (перед добавлением катализатора), также не удалось зафиксировать на видео.

С другой стороны, когда раствор светился ярко, видео эксперимента можно было снимать даже в не полностью затемненном помещении.

При съемке фотографий удавалось зафиксировать даже слабое свечение после смешивания растворов люминола и перекиси водорода (до прибавления красной кровяной соли). Можно также успешно сфотографировать угасающее свечение в заключительной стадии эксперимента (когда люминесценция уже довольно тусклая). Однако делая снимки с большой экспозицией (до 15 с) было трудно запечатлеть процесс в динамике. Кроме того, помещение должно быть полностью темным: даже слабый световой фон может существенно отразиться на снимках в условиях большой экспозиции.

Таким образом, для съемки видео свечения люминола целесообразно использовать растворы с более высокой концентрацией.


<Эксперименты с люминолом Ч.2> <Эксперименты с люминолом Ч.3 > <Эксперименты с люминолом Ч.4 >
<Эксперименты с люминолом Ч.5> <Светящаяся рука (Ч.6)> <Светящийся айсберг (Ч.7)>
<Свечение люминола в среде диметилсульфоксида (Ч.8)> <Окисление люминола гипохлоритом (Ч.9)>

<Обсудить на форуме> [Отправить сообщение об ошибке]