CHEMICZNA LATARKA

**ostatnia aktualizacja: 29.09.2004**

Przygotować pustą ampułkę z przezroczystego polietylenu, np. po tzw. “fiksanalu”; której szerszą końcówkę obciąć w połowie. Do suchej (!) ampułki nasypać 10-20 g stałego KOH starając się, aby podczas tej czynności nie nastąpiło zbytnie zawilgocenie higroskopijnego wodorotlenku. Osobno przygotować cienkościenną kapilarę (z odpadów przy pracach szklarskich), o średnicy 2-3 mm, z zatopionym jednym końcem. Do kapilary wlać za pomocą mikropipetki, roztwór 5-10 mg LUMINOLU (czyli: hydrazydu 3-aminoftalowego, nie mylić z lekiem: Luminalem!) w 1-2 kroplach dwumetylosulfotlenku (CH3)2SO, czyli DMSO. Pozostały koniec kapilary zatopić w płomieniu palnika (wymaga to pewnej wprawy). Do plastikowej ampułki zawierającej stały KOH wsunąć zatopioną kapilarę z roztworem luminolu, a następnie wlać 5-10 ml DMSO. Otwarty koniec polietylenowej ampułki ogrzać ostrożnie nad płomieniem zapalniczki, do zmięknięcia, a następnie zacisnąć pincetą.

Latarkę uruchamia się przez silne zgięcie jej w dłoniach, aż do rozbicia szklanej kapilary wewnątrz, a następnie przez energiczne potrząsanie ampułką przez kilkanaście sekund. Wnętrze ampułki rozbłyskuje dość intensywnym zielononiebieskim światłem. Czas świecenia wynosi kilkadziesiąt minut, a intensywność pozwala na czytanie druku!

Niemal identyczny wynik daje użycie stałego NaOH zamiast KOH, natomiast zastąpienie DMSO przez dwumetyloformamid HCON(CH3)2 (DMF), daje nieco gorszy rezultat. Dodanie do ampułki przed jej zamknięciem, ok. 50 mg stałego nadboranu sodu, lub wstępne napełnienie ampułki gazowym tlenem, wyraźnie podwyższa intensywność świecenia.

Chemiluminescencja związana jest z utlenianiem luminolu w środowisku alkalicznym, w obecności aktywatorów. W roztworze wodnym wydajność kwantowa świecenia nie przekracza 0,001. W niektórych polarnych rozpuszczalnikach organicznych (DMSO, DMF), wydajność kwantowa może być nawet 10 razy większa i może zachodzić pod wpływem tlenu powietrza, bez obecności aktywatora.

Luminol jest jedną z najbardziej widowiskowych substancji, a jego synteza z kwasu 3-nitroftalowego, poprzez ogrzewanie z solą hydrazyny, a następnie redukcję chlorkiem cynawym, daje się przeprowadzić w przeciętnym laboratorium studenckim. Opis F syntezy luminolu oraz opis kilku atrakcyjnych reakcji (m.in. wykrywanie peroksydazy, reakcja zegarowa z błyskiem, wykrywanie miedzi w stopach metali), można znaleźć w cytowanej literaturze.

Identyfikacja plam krwi.

Badaną plamę spryskać za pomocą rozpylacza, w ciemności, roztworem: 20 mg luminolu w 100 ml 1-procentowego NaOH. Do roztworu luminolu bezpośrednio przed użyciem dodać 5 ml 30-procentowego nadtlenku wodoru (perhydrolu). Plamy zawierające hemoglobinę (krew) świecą niebiesko w ciemności. 

Zob. F bioluminescencja.

 

KOMERCYJNE OŚWIETLACZE CHEMICZNE
Dostępne w handlu oświetlacze chemiczne oparte są na reakcji utleniania: szczawianu dwunitrofenylu, szczawianu trójchlorofenylu lub szczawianu tert-butylu, za pomocą rozcieńczonego, ale bezwodnego roztworu nadtlenku wodoru, w mieszaninie ftalanu dwumetylu i alkoholu tert-butylowego, katalizowanego salicylanem sodu. Decydującą rolę pełnią tzw. “fotosensybilizatory”, którymi są skomplikowane pochodne aromatyczne. Ich udział powoduje, że wydajność kwantowa sięga aż kilkudziesięciu procent! Dobór odpowiedniego fotouczulacza pozwala na uzyskanie światła dowolnego niemal koloru. Niestety, fotosensybilizatory są praktycznie poza zasięgiem możliwości przeciętnego chemika-amatora (podobnie jak bezwodny nadtlenek wodoru)... Czas świecenia może przekraczać 12 godzin, a w wersji ultra-intensywnej, wynosi ok. 15 minut. Zastosowanie: ratownictwo (szczególnie w obecności wybuchowych palnych gazów), speleologia, turystyka, policja, wojsko (awaryjne oświetlenie szpitali polowych). Chemiczna latarka jest całkowicie odporna na stłuczenie, zalanie wodą lub wyładowanie; nie daje się natomiast wyłączyć...

Aktualny dystrybutor:  http://www.cyalume.pl/   Podobne urządzenia można nabyć w sklepach wędkarskich (świetliki do spławików, czas świecenia: 12 godzin, cena 1,50 zł).

http://www.youtube.com/watch?v=PZfHn1YJVGk&feature=related

instrukcja użycia (jpg 29 kB)

Poniżej widmo świecenia takiego spławika (wykonane przez  F dr Krzysztofa Kledzika

Ponieważ chemiczne oświetlacze budzą zainteresowanie młodych szczególnie widzów, a przyznaję, że samo zjawisko budzi fascynację również doświadczonych chemików - umieszczam tu nieco danych F handlowych. Dodatkowym impulsem było bezinteresowne przekazanie przez firmę Omniglow sporej ilości tych produktów - do celów demonstracji chemicznych na U.G. Bodaj najbardziej interesujące są F oświetlacze o długości 6 cali (ok. 15 cm), w cenie 9 zł. Są one produkowane w następujących barwach światła: żółta, pomarańczowa, czerwona, zielona, niebieska, biała oraz podczerwona. Czas świecenia: od 12 godzin do 30 min (intensywne światło), aż do oświetlaczy o czasie świecenia 5 minut, ale o bardzo dużej jasności (zbliżonej do średniej mocy żarówki elektrycznej). Znaczna część wyrobów produkowana jest na potrzeby wojska. W załączonej ulotce opisany jest skład. Roztwór w szklanej ampułce: 

roztwór w ampułce plastikowej

**

LITERATURA
T.Pluciński. "Doświadczenia chemiczne" . Wyd. “Adamantan”, Warszawa 1997, s. 21. [Luminol: synteza i reakcje z luminolem]
J.Chem.Educ., 51, 528 (1974); 58, 70 (1981) [Przepis “Cyalume”]
http://www.chem.leeds.ac.uk/delights/texts/expt_26.html [Uproszczony przepis na oświetlacze szczawianowe]
http://www.chem.leeds.ac.uk/delights/texts/Demonstration_25.htm  (szukaj w: http://www.chem.leeds.ac.uk/delights/ )
http://www.shsu.edu/~chm_tgc/chemilumdir/movie.html [film o chemiluminescencji]
http://www.shsu.edu/~chm_tgc/JPPdir/JPP1999/ [świecenie TCPO i Luminolu]
http://members.aol.com/profchm/luminol.html 
http://www.chem.umn.edu/outreach/Luminol.html [doświadczenie ze świecącą spiralą]
http://www.redwop.com/technotes.asp?ID=118 [test "Chemaglow"]
http://www2.volstate.edu/msd/CHE/242/Labs/luminol.html [synteza Luminolu]
http://atschool.eduweb.co.uk/kingworc/departments/chemistry/luminol1.html [synteza Luminolu]

Oferty handlowe oświetlaczy chemicznych:

Skrzynia z nieczynnymi linkami (dwukrotnie w odstępie pół roku nieczynne; będą za pół roku usunięte):  L
http://www.deakin.edu.au/forensic/Chemical%20Detective/Luminol_test.htm [test krwi]
http://copper.chem.umass.edu/~lahti/Sep/seplab5.htm 
http://www.glow.glo-net.com/av-chemical-light-stick.html 

 

Tomasz Pluciński
nowy adres:  tomasz.plucinski@ug.edu.pl 

F strona główna