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Experimente mit Charme

CHEMILUMINESZENZ ("Kaltes Licht")

English version


Chemilumineszenz-Experimente werden in den "Chemischen Übungen für Studierende der Biologie"durchgeführt.
Außerdem sind sie auch beliebte Experimente zur Vorführung bei Schülergruppen.

Chemilumineszenz ist ist der umgekehrte Fall einer Photoreaktion: Durch eine chemische Reaktion wird ein angeregtes Teilchen gebildet, das seine Energie durch Abgabe eines Lichtquants verliert. Die wichtigste Eigenschaft der Chemilumineszenz ist, dass das Lich in der Kälte abgegeben wird (im Unterschied z.B. zum sogenannten Temperaturleuchten von Gasen). Chemilumineszenz wurde bereits von den alten Alchimisten entdeckt, die die langsame Oxidation des gelben und weissen Phosphors fanden. Im allgemeinen tritt Chemilumineszenz dann auf, wenn das Produkt einer exothermen Reaktion im angeregten Zustand gebildet wird.

Es gibt viele Reaktionen organischer Verbindungen, welche im sichtbaren Bereich ausreichend kaltes Licht für Experimente emittieren. Unter diesen Reaktionen fällt auch die Oxidation von Lucigenin (einem Bisacridinium Salt) oder von Luminol (3-Aminophthalsäurehydrazide).

Lucigenin Luminol Luciferin aus dem amerikanischen Leuchtkäfer

Auch die Natur hat einige lichtbildende Reaktionen entwickelt:(Biolumineszenz): Eine der bestuntersuchten Phänomene ist die Oxidation von Luciferin im Leuchtkäfer.

LUMINOL

Mit einer Lösung von Luminol in Dimethylsulfoxid kann die Lichtbildung durch Biolumineszenz simuliert werden, wie sie durch Stimulierung von Dinoflagellaten im Meer beobachtet werden kann, wenn durch Schiffe verursachte Sauerstoffeinwirkung eintritt. Eine praktische Anwendung sind Notlichter (im Haushalt, in den Bergen, auf dem Meer und beim Tauchen), die Detektion von Sauerstoff an gefährlichen Plätzen, oder in mikrobiologischen Experimenten (Anzeige von aerober oder anaerober Umgebung). Die Beschreibung des Experiments mit Luminol kann hier gefunden werden.

LUCIGENIN

Lucigenin, ein Dimethyl-diacridiniumsalz, zeigt in alkalischer Peroxidlösung eine starke Lumineszenz. Beide, sowohl Lucigenin als auch das Oxidationsprodukt, N-Methylacridon, sind startk fluoreszierende Verbindungen, die die Beobachtung der Lichtemmission ohne Energieakzeptor erlauben. Der wahrscheinlichste Mechanismus, der ein intermediäres Peroxid beinhaltet, ist im Reaktionsschema ersichtlich (siehe Beschreibung des Experiments) . In der ersten Phase wird die Farbe des fluoreszierenden Lucigenins (hellgrün) emittiert, dann wechselt die Farbe zur hellblauen Fluoreszenz des N-Methylacridons.