Quimioluminiscencia

La quimioluminiscencia o quimioluminiscencia , es la salida de luz como resultado de una reacción química. Una de esas reacciones es la redox de luminol (3-aminoftalhidrazida) por peróxido de hidrógeno (H 2 O 2), por ejemplo, o cualquier oxidante . Durante una reacción de quimioluminiscencia, una molécula de tipo diéster o amida entra en un estado excitado y transfiere esta energía a un aceptor (portador de luminiscencia). Este último, para volver a su estado fundamental, libera un fotón , por lo tanto, luminiscencia.

La bioluminiscencia de ciertos animales ( luciérnagas , plancton ,  etc. ), plantas ( hongos ) y bacterias es una forma natural de quimioluminiscencia.

Aplicaciones

Principio

Hay dos tipos de quimioluminiscencia:

Detección de explosivos

Con un detector de quimioluminiscencia, se pueden detectar explosivos con uno o más grupos de NO 2. Los explosivos se separan por cromatografía y luego se descomponen en NO usando calor. Después de esta descomposición, el NO reacciona con el ozono O 3para formar NO 2en estado excitado, NO 2* . Entonces NO 2* pierde energía y regresa a su estado fundamental al emitir luz (ver figura al lado). La luz emitida se mide mediante un fotomultiplicador (PM), luego se obtiene una señal observable en forma de pico en un cromatograma. La intensidad de la luz emitida es proporcional a la cantidad de NO, por lo tanto a la de las moléculas de partida.

Ejemplos de compuestos utilizados

Diésteres que permiten la luminiscencia en presencia de peróxido de hidrógeno y rubreno

Ester Intensidad de emisión Duración (en minutos)
oxalato de bis (4-nitrofenol) Fuerte 15-20
bis (p-cresil) oxalato Sin emisión -
oxalato de bis (2,4-dinitrofenol) Muy fuerte 10-15
bis (2,4,6-triclorofenol) oxalato Fuerte 15-20
bis (3,4,6-trifluorofenol) oxalato Fuerte <5
oxalato de bis (3,4,5-trimetoxifenol) Sin emisión -

Quimioluminiscencia infrarroja

En cinética química , la quimioluminiscencia infrarroja significa la emisión de fotones infrarrojos por moléculas de un producto de reacción en un estado de excitación vibratoria inmediatamente después de su formación. Las intensidades de las líneas de emisión de infrarrojos se utilizan para medir las posiciones de los estados vibratorios de las moléculas del producto.

La observación de la quimioluminiscencia infrarroja es empleada como técnica cinética por John Polanyi , quien la utiliza para estudiar la naturaleza atractiva o repulsiva de una superficie de energía potencial de una reacción en fase gaseosa. En general la luminiscencia es mucho más intensa en reacciones que tienen una superficie atractiva, lo que indica que este tipo de superficie favorece la deposición de energía en forma de excitación vibratoria. Por otro lado, en las reacciones que tienen una superficie de energía potencial hay poca luminiscencia infrarroja, lo que indica que la energía se deposita principalmente en forma de energía de traslación.

Referencias

  1. P. Atkins y J. de Paula Chimie Physique (4a edición francesa, De Boeck 2013) p.851 ( ISBN  978-2-8041-6651-9 )
  2. (en) Steinfeld JI Francisco JS y WL Hase Chemical Kinetics and Dynamics (2a ed., Prentice-Hall 1998) p.263 ( ISBN  0-13-737123-3 )
  3. P. Atkins y J. de Paula p.854-5

Fuentes