Некоторые вещества, участвуя в химических реакциях, обладают способностью излучать свет. Каждый химик-любитель хоть раз изготавливал светящуюся жидкость. В данной статье пойдёт речь о том, что такое люминол, как его приготовить в домашних условиях.
Что представляет собой хемилюминесценция?
Многие реакции в химии протекают с выделением энергии. В большинстве экспериментов энергия выделяется в виде тепла. При взаимодействии щелочей и кислот растворы нагреваются. Бывают случаи, когда энергия может проявиться в виде электрического тока (опыты с гальваническими элементами). При горении реагирующих веществ энергия преобразуется в тепло и свет.
Но бывают реакции, при которых происходит излучение света, но не наблюдается повышения температуры. Данное явление называется хемилюминесценцией. Самый яркий пример – холодное свечение фосфора. Следует заметить, что в большинстве химических реакций с выделением «холодного света» окисляются органические соединения. Окислителями обычно выступают кислород или перекись водорода.
В природе существует много веществ, способных излучать свет. Но чаще всего свечение получается очень слабым и его можно выявить только при помощи специального оборудования.
К яркой и красивой хемилюминесценции способна относительно небольшая группа органических и неорганических соединений. В качестве примеров можно привести следующие вещества: люминол, силоксен, лофин, люцегенин и дифенилоксалат.
Что такое люминол?
Люминол был синтезирован в Германии в 1902 году, но своё настоящее название получил позднее. Он представляет собой кристаллы белого или светло-жёлтого цвета, хорошо растворимые в полярных органических растворителях. В воде люминол совершенно нерастворим.
Это органическое вещество, способное выделять свет при соединении с перекисью водорода или другими окислителями. В нейтральных и слабокислых жидкостях, при освещении ультрафиолетом, он флуоресцирует светло-голубым светом. В щелочных растворах (перекись водорода), где реакция протекает в присутствии катализаторов – соединения фосфора, солей металлов, гемина и гемоглобина - свечение получается более насыщенным и ярким.
Процесс состоит из 2 стадий. Кислоту нагревают с гидразином в органическом растворителе с высокой температурой кипения (3-этиленгликоль). В результате конденсации получается гетероциклическая система 5-нитрофталилгидразида. Это соединение восстанавливается при помощи сульфида аммония, в результате чего и образуется люминол. Своими руками его можно получить в лабораторных условиях синтезом из 3-нитро-фталевой кислоты.
Где используют люминол
Рассматриваемое вещество замечательно реагирует с железом, входящим в состав гемоглобина крови. Поэтому имеет широкое применение у судебных экспертов при выявлении следов крови и отпечатков пальцев, оставленных на месте преступления. Люминол используют учёные при проведении различных биологических исследований для выявления железа, меди и цианидов.
Где купить раствор люминола
Стоимость люминола достаточна высока. Его можно поискать на химических форумах, специальных базах или в аптеках. Если вы не знаете, где взять люминол, то можно приобрести в аптеке «Галавит», который выпускается в таблетках, ампулах и суппозиториях. Таблетка содержит 25 мг натриевой соли люминола. Для 50 мл 1% раствора необходимо 20 таблеток (упаковка). Таблетки растираются в порошок, а затем в него добавляют воду.
Светящаяся жидкость с перекисью водорода
Существуют рецепты приготовления светящейся жидкости из подручных средств. Но для приготовления раствора лучше всего использовать люминол, потому что он даёт ровный и мягкий голубоватый свет. Перед началом работы обязательно защитите открытые участки тела плотной тканью, а на руки наденьте перчатки.
Приготовим люминол в домашних условиях по классическому (первому) рецепту:
- Люминол – 2-3 грамма.
- Вода – 0,1 литра.
- Раствор перекиси водорода (3%) – 0,08 литра.
- Едкий натрий – 0,01 литра.
- Медный купорос – 3 грамма.
- Красители (рублен, бриллиантовый зелёный или любые другие).
- Стеклянная посуда (колбы или банки).
Процесс приготовления:
- В стеклянную ёмкость наливаем воду и добавляем люминол. Тщательно перемешиваем кристаллы в воде, чтобы они максимально в ней растворились.
- К полученному раствору добавляем перекись водорода.
- В полученный состав добавляем медный купорос. Заменить купорос можно хлоридом железа или кровяной солью.
- Самым последним к составу присоединяем едкий натрий.
- В помещении выключаем свет. Полученный состав должен излучать ярко-голубое свечение. Если необходим другой цвет, то в раствор добавляем нужный флуоресцентный краситель.
Второй вариант:
- Раствор люминола (3%) – 5 мл.
- Гидроперит (3%) – 10 мл.
- Стиральный порошок с водой – 20 мл.
- Перманганат калия.
- Любой стеклянный сосуд или банка.
Этапы работы:
- В ёмкость наливаем растворы люминола, стирального порошка и перекиси водорода.
- Аккуратно растираем несколько кристаллов перманганата калия и добавляем его к общему составу.
- Чтобы посмотреть, что такое люминол и как он будет проявлять свои свойства, выключаем свет в комнате. Жидкость будет излучать красивое свечение. Если раствор периодически перемешивать, то на его поверхности появится искрящаяся пена.
Приготовление раствора с диметилсульфоксидом
Более интересным вариантом будет окисление люминола кислородом воздуха в среде димексида. Свечение возникает на границе раздела воздушной и водной среды.
Для приготовления состава нам понадобятся:
- Люминол – 0,15 грамма.
- Димексид (диметилсульфоксид) – 30 мл.
- Сухая щёлочь – 35 граммов.
- Любой флуоресцентный краситель.
- Высокая посуда из стекла.
Этапы:
- Тщательно перемешиваем в колбе димексид, люминол и щёлочь.
- Колбу закрываем плотно крышкой.
- В помещении выключаем свет.
- Колбу слегка встряхиваем до получения голубоватого свечения. Для изменения цвета добавим флуоресцентный краситель.
- Если свечение потеряло свою яркость, то можно открыть ёмкость. При поступлении воздуха в колбу раствор снова становится ярким и насыщенным.
Советы по приготовлению
Много щёлочи в раствор добавлять не рекомендуется, потому что она очень плохо растворяется и превращает жидкость в густую кашу. Суспензия из люминола, димексида и щёлочи может храниться довольно долго. При добавлении окислителя свечение будет равномерным. Его длительность зависит от количества гидроперита и люминола и может достигать 40 минут. А вот от переизбытка люминола свечение становится более слабым.
Следует отметить, что яркость и длительность свечения будет зависеть также от концентрации люминола. Сильно разбавленные растворы дают слабое, но длительное свечение. Большая концентрация вещества образует сильную яркость всего раствора. Цвет свечения может меняться от голубого до зелёного. В более насыщенных составах, содержащих большую концентрацию кровяной соли, получается зелёное свечение.
Можно ли заменить люминол?
Бывают ситуации, когда необходимо приготовить светящуюся жидкость без люминола. Для этого нужно взять борную кислоту и несколько капель флуоресцеина. Данные вещества требуется перемешать и нагреть на металлической пластине. Жидкость будет светиться в темноте около минуты.
Чтобы понять, что такое люминол, лучше попробовать получить его самостоятельно. Как говорится, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Но не стоит забывать, что любые опыты подразумевают взаимодействие с едкими и вредными веществами. Поэтому необходимо соблюдать технику безопасности.
