Экспериментальные исследования органических химических реакций, протекающих с излучением света | Статья в журнале «Юный ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 2 ноября, печатный экземпляр отправим 6 ноября.

Опубликовать статью в журнале

Рубрика: Химия

Опубликовано в Юный учёный №2 (11) апрель 2017 г.

Дата публикации: 22.03.2017

Статья просмотрена: 19 раз

Библиографическое описание:

Аронов М. А., Скуратова Е. В. Экспериментальные исследования органических химических реакций, протекающих с излучением света // Юный ученый. — 2017. — №2. — С. 116-118. — URL https://moluch.ru/young/archive/11/845/ (дата обращения: 24.10.2019).



Одним из признаков протекания химических реакций является излучение света в процессе химических превращений реагирующих веществ. Биолюминесценция, или свечение живых организмов, является наглядным примером химических реакций, осуществляемых белковыми молекулами организма и протекающих с излучением света. Анализ литературы показывает, что в ходе реакций данного типа избыток химической энергии при реагировании веществ выделяется в виде квантов света — наблюдается хемилюминесценция. Биолюминесценция является разновидностью хемилюминесценции- свечения, возникающего в результате протекания как органических, так и неорганических реакций. [1] В настоящее время наибольший интерес представляет изучение хемилюминесцентных систем. Актуальность исследований определяется существующим ростом научного и практического применения явлений хемилюминесценции.

В целях изучения хемилюминесценции и исследования природы процессов излучения света был проведен ряд экспериментов.

Известно, что яркое свечение, отчетливо заметное глазу, наблюдается при окислении кислородом различных органических соединений в растворах, разложении перекиси водорода и ряде других реакций. [2] Так, синтезированное органическое соединение — люминол (C8H7N3O2) способно выделять свет при соединении с перекисью водорода или другими окислителями. В чистом виде люминол приобрести довольно сложно, поэтому для проведения эксперимента в бытовых условиях использовались таблетки «Галавит». Каждая таблетка «Галавита» содержит 25 мг натриевого производного люминола.

В качестве окислителя в мерный стакан прилили 50 мл перекиси водорода 3 % и растворили в нем 2 таблетки «Галавита». Реакция должна протекать в щелочной среде, поэтому к раствору добавили 3 капли аммиака 10 %. Полученный раствор по 10 мл разлили по трем пробиркам. Поскольку реакция каталитическая, к раствору необходимо добавить ион железа, как катализатор (Рис.1). Эксперимент проводился при стандартных температурных условиях при 250С.

Рис. 1. Подготовка к проведению экспериментов по изучению органических химических реакций с люминесценцией с различными катализаторами

В первую пробирку в качестве катализатора было добавлено производное гемина — аптечный «Гематоген». Яркое свечение наблюдалось сразу же, после помещения «Гематогена» в раствор. Постепенно, со временем, свечение затухало, но при встряхивании пробирки снова активизировалось вследствие увеличения доступа кислорода воздуха к реакционной смеси. Во вторую пробирку в качестве катализатора был добавлен железный купорос. Свечение в начале эксперимента было ярче, чем в предыдущем опыте, но реакция прошла быстрее, поскольку закончились исходные соединения. В третью пробирку в качестве катализатора была добавлена кровь человека. В крови содержится железо, которое также активирует люминол. Наблюдалось моментальное яркое свечение раствора, визуально по интенсивности и длительности превосходящее свечение в предыдущих экспериментах (Рис.2).

Рис. 2. Хемилюминесценция. На фото в пробирках слева направо в качестве катализатора: производное гемина «Гематоген», железный купорос, кровь человека

Дополнительно был проведен эксперимент с катализатором — производным гемина, при более высокой концентрации натриевого производного люминола — «Галавита». Яркость свечения и его длительность при более высокой концентрации последнего реагента была выше (Рис. 3а). Затем было исследовано влияние температуры на интенсивность свечения. Две пробирки с одинаковыми составами, как в первом эксперименте, поместили в разные температурные условия — 300С и 150С. Визуально фиксировалась яркость свечения содержимого пробирок. Свечение в пробирке с более высокой температурой было интенсивнее, чем в пробирке с более низкой температурой. Измерить силу излучаемого света в бытовых условиях без высокочувствительного прибора не представилось возможным (Рис. 3б).

Рис. 3. Фиксация люминесценции: при различных концентрациях натриевого производного люминола (а) и при изменении температуры реакционной смеси (б)

Проведенные экспериментальные исследования показывают, что хемилюминесценция может сопровождать органические реакции и подтверждают, что излучение света происходит именно в результате химической реакции. На процесс хемилюминесценции влияет множество факторов, как и на процессы реакции любых химических веществ. Зависимость интенсивности свечения от вида и концентрации реагирующих веществ, от температуры реакционной смеси доказывает химическое происхождение излучаемого света. А яркостью свечения при хемилюминесценции можно управлять, так как она напрямую зависит от особенностей протекания реакций и от химического состава системы.

Литература:

  1. Васильев Р. Ф. Химическое свечение// [Журнал] Химия и химики, № 1, 2010 г.
  2. Леенсон И. А. Химические реакции: Тепловой эффект, равновесие, скорость. — М.: Астрель; АСТ, 2002. — 192 с.: ил.
Основные термины (генерируются автоматически): качество катализатора, реакция, излучение света, пробирка, высокая концентрация, яркое свечение, кровь человека, излучаемый свет, железный купорос, яркость свечения.


Похожие статьи

Электромагнитное излучение и химические реакции

Целью данной работы является изучение влияния электромагнитного излучения (ЭМИ) мм- диапазона на изотропные водные растворы салициловой кислоты и ее комплексов с железоаммонийными квасцами. Приводятся результаты данного взаимодействия.

Проблема синего света в светодиодных светотехнических...

Синий свет вызывает накопление в клетках сетчатки пигмента липофусцина в виде гранул. И данные гранулы поглощают синий спектр светового излучения, в результате чего

Хоть и воздействие на организм человека высокотехнологичных источников света до конца не изучено.

Экспериментальные исследования влияния температуры на...

Непосредственные сведения о кинетике протекания химической реакции, протекающей с излучением света, и ее механизме может дать измерение яркости свечения и исследование интенсивности хемилюминесценции, в зависимости от различных параметров.

Сравнительный анализ прямой и содружественной реакций...

Для наблюдения за реакцией зрачков на свет испытуемого просят фиксировать глаза на

В эксперименте использовалась постоянная яркость и продолжительность светового

Для характеристики прямой и содружественной реакций видеозапись разбивалась на отдельные...

Фотокаталитические свойства наноразмерного оксида цинка...

Начальная концентрация красителя в воде — 0,015г/л. Наночастицы оксида цинка были добавлены непосредственно перед воздействием УФ-излучения в расчете 1,3 г/л. Фотодеградация красителя проходила в закрытом пластиковом реакторе при перемешивании...

Особенности обезвоживания кристаллогидратов в микроволновом...

Одним из примеров, где решение задачи обезвоживания кристаллогидратов имеет практическое значение, является производство медного купороса. Медный купороснаходит широкое применение в промышленности и сельском хозяйстве.

Комплексное исследование влияния светодиодных источников...

Следовательно, нормативная база для применения светодиодных источников света в качестве основного освещения может разрабатываться только на основе комплексного подхода к изучению их влияния на показатели, отражающие функциональное состояние организма...

Применение спектроскопии отражения для недеструктивного...

У красных листьев кизильника с высоким содержанием антоцианов дополнительно наблюдали снижение отражения. В ходе осеннего старения листьев этих растений отмечено повышение отражения в красной области вследствие деградации хлорофиллов; в то же время отражение в...

Получение и исследование тонких проводящих оксидов для...

Комбинационное рассеяние света — неупругое рассеяние света исследуемым веществом, сопровождающееся заметным изменением частоты возбуждающего излучения [18–20].

В качестве электрода используется оксид индия олова (ITO), прозрачный для видимого света.

Похожие статьи

Электромагнитное излучение и химические реакции

Целью данной работы является изучение влияния электромагнитного излучения (ЭМИ) мм- диапазона на изотропные водные растворы салициловой кислоты и ее комплексов с железоаммонийными квасцами. Приводятся результаты данного взаимодействия.

Проблема синего света в светодиодных светотехнических...

Синий свет вызывает накопление в клетках сетчатки пигмента липофусцина в виде гранул. И данные гранулы поглощают синий спектр светового излучения, в результате чего

Хоть и воздействие на организм человека высокотехнологичных источников света до конца не изучено.

Экспериментальные исследования влияния температуры на...

Непосредственные сведения о кинетике протекания химической реакции, протекающей с излучением света, и ее механизме может дать измерение яркости свечения и исследование интенсивности хемилюминесценции, в зависимости от различных параметров.

Сравнительный анализ прямой и содружественной реакций...

Для наблюдения за реакцией зрачков на свет испытуемого просят фиксировать глаза на

В эксперименте использовалась постоянная яркость и продолжительность светового

Для характеристики прямой и содружественной реакций видеозапись разбивалась на отдельные...

Фотокаталитические свойства наноразмерного оксида цинка...

Начальная концентрация красителя в воде — 0,015г/л. Наночастицы оксида цинка были добавлены непосредственно перед воздействием УФ-излучения в расчете 1,3 г/л. Фотодеградация красителя проходила в закрытом пластиковом реакторе при перемешивании...

Особенности обезвоживания кристаллогидратов в микроволновом...

Одним из примеров, где решение задачи обезвоживания кристаллогидратов имеет практическое значение, является производство медного купороса. Медный купороснаходит широкое применение в промышленности и сельском хозяйстве.

Комплексное исследование влияния светодиодных источников...

Следовательно, нормативная база для применения светодиодных источников света в качестве основного освещения может разрабатываться только на основе комплексного подхода к изучению их влияния на показатели, отражающие функциональное состояние организма...

Применение спектроскопии отражения для недеструктивного...

У красных листьев кизильника с высоким содержанием антоцианов дополнительно наблюдали снижение отражения. В ходе осеннего старения листьев этих растений отмечено повышение отражения в красной области вследствие деградации хлорофиллов; в то же время отражение в...

Получение и исследование тонких проводящих оксидов для...

Комбинационное рассеяние света — неупругое рассеяние света исследуемым веществом, сопровождающееся заметным изменением частоты возбуждающего излучения [18–20].

В качестве электрода используется оксид индия олова (ITO), прозрачный для видимого света.

Задать вопрос