루미놀의 합성

일반적으로 반응물이 생성물로 변할 때 에너지의 차이를 반응의 엔탈피로 알려져 있으며, 이는 열이 방출되는 발열 또는 열이 흡수되는 흡열일 수 있습니다.

화학발광 반응에서 반응물은 전자적으로 여기 상태인 중간체를 형성합니다. 이 중간체는 불안정합니다. 바닥 상태로 이완됨에 따라 중간의 전자는 열의 형태가 아닌 가시광선을 방출하여 에너지를 방출합니다.

이 현상은 형광과 유사합니다. 분자의 전자가 바닥 상태를 차지한다는 것을 기억하십시오. 특정 파장의 빛에 노출될 때와 같이 에너지를 흡수할 때, 그들은 흥분하게 되고 더 높고 흥분된 에너지 수준으로 전환됩니다. 여기 상태가 다시 지면 상태로 이완됨에 따라 초과 에너지는 가시광선의 형태로 방출됩니다.

그러나 둘을 구별하는 것이 중요합니다. 차이점은 분자의 전자가 여기되는 방식입니다. 화학발광에서는 화학 반응에서 생성된 에너지가 전자를 여기시키는 반면, 형광에서는 전자가 빛 에너지 또는 기타 전자기 복사의 직접적인 흡수에 의해 여기됩니다. 전자가 이완되어 바닥 상태로 내려가면 두 가지 유형의 발광 모두 에너지를 방출된 빛으로 방출합니다.

각각의 예를 살펴보겠습니다. 토닉 워터 한 병에 자외선을 비추면 퀴닌의 전자가 에너지를 흡수하고 더 높은 에너지 수준으로 여기됩니다. 전자가 이완되면 청색광의 형태로 에너지를 방출합니다.

이제 디페닐 옥살레이트와 염료가 들어 있는 외부 튜브와 과산화수소가 들어 있는 내부 튜브가 있는 글로우 스틱을 생각해 보십시오. 글로우 스틱을 구부리면 내부 튜브가 끊어져 반응물이 혼합될 수 있습니다. 과산화수소는 디페닐 옥살레이트를 산화시켜 페놀과 고리형 과산화물을 형성합니다. 고리형 과산화물은 이산화탄소로 분해되어 염료를 더 높은 에너지 수준으로 여기시키는 에너지를 방출합니다. 염료가 바닥 상태로 이완됨에 따라 빛의 광자가 방출됩니다. 여기서 공정은 염료를 여기시키기 위해 제공되는 에너지가 화학 반응에서 나오기 때문에 화학발광입니다.

이 실험실에서는 일련의 반응을 수행하여 루미놀이라고도 하는 3-아미노프탈히드라지드를 합성합니다. 그런 다음 고체 수산화칼륨에서 루미놀을 디메틸 설폭사이드와 반응시켜 화학발광을 관찰합니다.