برخی موادی که در واکنش های شیمیایی شرکت می کنند، توانایی انتشار نور را دارند. هر شیمیدان آماتور حداقل یک بار مایع درخشانی ساخته است. این مقاله درباره چیستی لومینول، نحوه تهیه آن در خانه بحث خواهد کرد.
شیمی لومینسانس چیست؟
بسیاری از واکنش ها در شیمی با آزاد شدن انرژی انجام می شود. در بیشتر آزمایشات، انرژی به صورت گرما آزاد می شود. هنگامی که قلیاها و اسیدها برهم کنش می کنند، محلول ها گرم می شوند. مواردی وجود دارد که انرژی می تواند خود را به شکل جریان الکتریکی نشان دهد (آزمایش با سلول های گالوانیکی). وقتی واکنش دهنده ها می سوزند، انرژی به گرما و نور تبدیل می شود.
اما واکنش هایی وجود دارد که در آن نور ساطع می شود، اما افزایش دما مشاهده نمی شود. این پدیده نورتابی شیمیایی نامیده می شود. بارزترین مثال درخشش سرد فسفر است. لازم به ذکر است که در اکثر واکنش های شیمیایی با انتشار "نور سرد" ترکیبات آلی اکسید می شوند. عوامل اکسید کننده معمولاً اکسیژن یا پراکسید هیدروژن هستند.
مواد زیادی در طبیعت وجود دارند که می توانند نور ساطع کنند. اما اغلبدرخشش بسیار ضعیف است و فقط با استفاده از تجهیزات ویژه قابل تشخیص است.
گروه نسبتاً کوچکی از ترکیبات آلی و معدنی قادر به نورتابی شیمیایی درخشان و زیبا هستند. مثال‌ها عبارتند از: لومینول، سیلوکسن، لوفین، لوسژنین و دی فنیل اگزالات.
لومینول چیست؟
لومینول در سال 1902 در آلمان سنتز شد، اما بعداً نام واقعی خود را گرفت. این یک کریستال سفید یا زرد روشن است که به راحتی در حلال های آلی قطبی حل می شود. لومینول کاملاً در آب نامحلول است.
این یک ماده آلی است که وقتی با پراکسید هیدروژن یا سایر عوامل اکسید کننده ترکیب می شود قادر به انتشار نور است. در مایعات خنثی و کمی اسیدی، هنگامی که با نور ماوراء بنفش روشن می شود، با نور آبی روشن فلورسانس می شود. در محلول های قلیایی (پراکسید هیدروژن)، که در آن واکنش در حضور کاتالیزورها - ترکیبات فسفر، نمک های فلزی، هیمین و هموگلوبین - انجام می شود - درخشش اشباع تر و درخشان تر است.
فرایند شامل ۲ مرحله است. اسید با هیدرازین در یک حلال آلی با نقطه جوش بالا (3-اتیلن گلیکول) گرم می شود. در نتیجه تراکم، یک سیستم هتروسیکلیک 5-نیتروفتالیل هیدرازید به دست می آید. این ترکیب با سولفید آمونیوم احیا می شود و در نتیجه لومینول تشکیل می شود. با دستان خود می توانید آن را با سنتز 3-نیترو فتالیک اسید در آزمایشگاه تهیه کنید.
لومینول در کجا استفاده می شود
ماده مورد بحث به طور قابل توجهی با آهن که بخشی از هموگلوبین خون است واکنش نشان می دهد. از این رو در تشخیص آثار خون و اثر انگشت باقی مانده در صحنه جرم توسط کارشناسان پزشکی قانونی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. لومینول توسط دانشمندان در مطالعات مختلف بیولوژیکی برای شناسایی آهن، مس و سیانید استفاده می شود.
محلول لومینول را از کجا بخریم
هزینه لومینول بسیار بالاست. می توانید آن را در انجمن های شیمیایی، پایگاه های اطلاعاتی خاص یا در داروخانه ها جستجو کنید. اگر نمی دانید لومینول را از کجا تهیه کنید، می توانید آن را از داروخانه گالاویت خریداری کنید که در قرص، آمپول و شیاف موجود است. قرص حاوی 25 میلی گرم نمک سدیم لومینول است. برای 50 میلی لیتر محلول 1٪، 20 قرص (بسته) مورد نیاز است. قرص ها به صورت پودر خرد می شوند و سپس آب به آن اضافه می شود.
مایع درخشان با پراکسید هیدروژن
دستورالعمل هایی برای ساخت مایع درخشان از وسایل بداهه وجود دارد. اما برای تهیه محلول بهتر است از لومینول استفاده شود، زیرا نور مایل به آبی یکنواخت و ملایمی می دهد. قبل از شروع کار، حتماً از نواحی در معرض بدن با یک پارچه ضخیم محافظت کنید و دستکش بپوشید.
بیایید لومینول را در خانه طبق دستور کلاسیک (اول) تهیه کنیم:
- لومینول - 2-3 گرم.
- آب - 0.1 لیتر.
- محلول پراکسید هیدروژن (3%) - 0.08 لیتر.
- سدیم کاستیک - 0.01 لیتر.
- ویتریول مس - 3گرم.
- رنگ (خرد شده، سبز درخشان یا هر رنگ دیگری).
- ظروف شیشه ای (فلاسک ها یا شیشه ها).
روند پخت و پز:
- آب را در ظرف شیشه ای بریزید و لومینول را اضافه کنید. کریستال ها را کاملا در آب مخلوط کنید تا تا حد امکان در آن حل شوند.
- پراکسید هیدروژن را به محلول به دست آمده اضافه کنید.
- سولفات مس را به ترکیب به دست آمده اضافه کنید. می‌توانید ویتریول را با کلرید آهن یا نمک خون جایگزین کنید.
- آخرین چیزی که به ترکیب اضافه می کنیم هیدروکسید سدیم است.
- چراغ های اتاق را خاموش کنید. ترکیب حاصل باید یک درخشش آبی روشن از خود ساطع کند. اگر رنگ دیگری نیاز است، رنگ فلورسنت مورد نظر را به محلول اضافه کنید.
گزینه دوم:
- محلول لومینول (3%) - 5 میلی لیتر.
- هیدروپریت (3%) - 10 میلی لیتر.
- شوینده آب - 20 میلی لیتر.
- پرمنگنات پتاسیم.
- هر ظرف یا شیشه شیشه ای.
مراحل کار:
- محلول های لومینول، پودر لباسشویی و پراکسید هیدروژن را داخل ظرف بریزید.
- چند کریستال پرمنگنات پتاسیم را به آرامی آسیاب کرده و به کل ترکیب اضافه کنید.
- برای اینکه ببینید لومینول چیست و چگونه خواص خود را نشان می دهد، نور اتاق را خاموش کنید. مایع درخشش زیبایی از خود ساطع خواهد کرد. اگر محلول به صورت دوره ای هم زده شود، کف درخشانی روی سطح آن ظاهر می شود.
تهیه محلول با دی متیل سولفوکساید
گزینه جالب تری خواهد بوداکسیداسیون لومینول با اکسیژن اتمسفر در محیط دیمکسید. درخشش در حد فاصل بین هوا و آب رخ می دهد.
برای تهیه ترکیب نیاز داریم:
- لومینول - 0.15 گرم.
- Dimexide (دی متیل سولفوکسید) - 30 میلی لیتر.
- قلیایی خشک - 35 گرم.
- هر رنگ فلورسنت.
- شیشه‌ای بلند.
مرحله:
- دایمکساید، لومینول و قلیایی را در یک فلاسک کاملاً مخلوط کنید.
- در فلاسک را محکم با درب ببندید.
- چراغ های اتاق را خاموش کنید.
- فلاسک را کمی تکان دهید تا درخشش مایل به آبی ایجاد شود. برای تغییر رنگ، یک رنگ فلورسنت اضافه کنید.
- اگر درخشش روشنایی خود را از دست داده است، می توانید ظرف را باز کنید. هنگامی که هوا وارد فلاسک می شود، محلول دوباره روشن و اشباع می شود.
نکات آشپزی
اضافه کردن مقدار زیادی قلیایی به محلول توصیه نمی شود، زیرا بسیار ضعیف حل می شود و مایع را به یک فرنی غلیظ تبدیل می کند. سوسپانسیون لومینول، دیمکسید و قلیایی را می توان برای مدت طولانی ذخیره کرد. هنگامی که یک عامل اکسید کننده اضافه می شود، درخشش یکنواخت خواهد بود. مدت زمان آن بستگی به مقدار هیدروپریت و لومینول دارد و می تواند به 40 دقیقه برسد. اما از مقدار زیاد لومینول، درخشش ضعیف‌تر می‌شود.
لازم به ذکر است که روشنایی و مدت درخشش به غلظت لومینول نیز بستگی دارد. محلول های بسیار رقیق درخشندگی ضعیف اما طولانی مدت می دهند. غلظت زیاد یک ماده درخشندگی قوی کل محلول را تشکیل می دهد. رنگ درخشش می تواند از آبی به سبز تغییر کند. در بیشترترکیبات اشباع حاوی غلظت بالایی از نمک خون، درخشش سبز به دست می آید.
آیا می توانم Luminol را جایگزین کنم؟
شرایطی وجود دارد که لازم است مایعی درخشان بدون لومینول تهیه شود. برای انجام این کار، اسید بوریک و چند قطره فلورسین مصرف کنید. این مواد باید در یک صفحه فلزی مخلوط و حرارت داده شوند. مایع برای حدود یک دقیقه در تاریکی می درخشد.
برای اینکه بفهمید لومینول چیست، بهتر است خودتان آن را تهیه کنید. به قول معروف، یک بار دیدن بهتر از صد بار شنیدن است. اما فراموش نکنید که هر آزمایشی شامل تعامل با مواد سوزاننده و مضر است. بنابراین، اقدامات احتیاطی باید رعایت شود.
