Luminol

Versuch: OC 001
Zeitaufwand: 60min
       
Geräte: Chemikalien:

● Erlenmeyerkolben (1L)

● 3 Erlenmeyerkolben (500ml)

● Magnetrührer

● Messzylinder (50ml)

● Spatel

● Fluorescein

● Hämin

● Rhodamin B

● Kaliumhexacyanoferrat (III)

● dest. Wasser

● Natronlauge

● Luminol

● 10%ige Wasserstoffperoxid-Lösung

● Natriumcarbonat

   
Sicherheitshinweise:
Fluorescein (C20H12O5) keine Angaben
Hämin keine Angaben
Rhodamin B keine Angaben
Kaliumhexacyanoferrat(III) (K3[Fe(CN)6]) R:52/53 S:50/61
Natriumhydroxid (NaOH) C R: 35 S: 26-36/37/39-45
Luminol (C8H7N3O2) Xi
Wasserstoffperoxid (H2O2) C O R: 34 S: 3-26-36/37/39-45
Natriumcarbonat (Na2CO3) Xi R: 36 S: 22-26
   
 Durchführung:
Man kann den Chemolumineszenz-Versuch in drei verschiedenen Farben durchführen (gelb/grün, rot und blau).
Blaues Licht:

 

 

Für diesen Versuch werden 5ml Natronlauge und eine Spatelspitze Luminol in einem 500ml Erlenmeyerkolben vorgelegt. Anschließend füllt man den Kolben bis auf 500ml mit destilliertem Wasser auf. Dieses Gemisch bildet die erste der beiden Lösungen. In einem zweiten Erlenmeyerkolben löst man 0,5g Kaliumhexacyanoferrat (III) in 400ml Wasser und setzt 10ml (10%ige) Wasserstoffperoxidlösung hinzu. Dieses Gemisch stellt die zweite Lösung dar. In einem abgedunkelten Raum werden nun langsam die beiden Lösungen in einem 1L-Erlenmeyerkolben zusammen geführt.

Gelb/Grünes Licht:

 

Zunächst löst man in einem 500ml Erlenmeyerkolben 8g Natriumcarbonat in 500ml destilliertem Wasser. Danach fügt man eine Spatelspitze Fluorescein und 0,2g Luminol zu der Lösung. Das Gemisch muss nun mit einem Magnetrührer gut durchgerührt werden. Anschließend versetzt man die Lösung langsam im abgedunkelten Raum mit 30 ml (10%iger) Wasserstoffperoxidlösung. Dieser Effekt lässt sich durch ein wenig (Spatelspitze) Hämin noch verstärken.

Rotes Licht:

 

 

Für die rote Chemolumineszenz werden wiederum 8g Natriumcarbonat in 500ml destilliertem Wasser in einem Erlenmeyerkolben gelöst. Anschließend gibt man eine Spatelspitze Rhodamin B, sowie 0,2g Luminol in die Lösung und rührt anschließen kräftig mit einem Magnetrührer alles um. Die Lösung wird danach langsam im abgedunkelten Raum mit 30ml (10%iger) Wasserstoffperoxidlösung. Auch dieser Effekt kann durch Zugabe einer Spatelspitze Hämin verstärkt werden.

   
Entsorgung
Abfall für schwermetallhaltige Lösungen.
   
 Beobachtung:

Blaues Licht: Beim Zusammenführen der beiden Lösungen ist ein blaues Licht wahrzunehmen. (siehe Abbildung)
Gelb/Grünes Licht: Beim Hinzuführen des Wasserstoffperoxids kann ist ein hell-leuchtendes grün/gelbes Licht festzustellen.
Rotes Licht: Bei der Zugabe des Wasserstoffperoxid kann man ein intensives rotes Licht erkennen.

 

Bei allen drei Versuchen in ist lediglich eine Lichterscheinung festzustellen. Es entsteht jedoch keine Wärme. Aus diesem Grunde bezeichnet man die Chemolumineszenz auch als "kaltes Licht".

 

Video: Luminol

   
 Erläuterung:

Das zu beobachtende Leuchten kommt durch eine Redoxreaktion zustande. Dabei wird das Luminol durch das Wasserstoffperoxid zum 3-Aminophtalat oxidiert. Dieses Molekül liegt in einem elektronisch angeregten Zustand vor. Durch Abgabe von Energie gelangt es in den stabileren Normalzustand. Dies erfolgt beim 3-Aminophtalat jedoch nicht durch Wärmeabgabe, sondern in Form von Lichtenergie.

Abb.: Reaktionsmechanismus für die blaue Chemolumineszenz

Dabei kann eine maximale Wellenlänge von 435nm (beim Blauen Licht) erreicht werden. Da die Energie ausschließlich in Form von Lichtenergie abgegeben wird lässt sich damit auch die ausbleibende Erwärmung der Kolben erklären. Man kann also mit Recht von "kaltem Licht" sprechen. Das Phänomen des Leuchtens bezeichnen die Chemie als Chemolumineszenz. Diese hält für einige Sekunden an. Die Zugabe von Hämin beziehungsweise von Kaliumhexacyanoferrat soll die Reaktion beschleunigen, sie sind somit nicht direkt an der Reaktion beteiligt (sie dienen als Katalysatoren). Das eingesetzte Fluorescein und Rhodamin B wirken als Sensibilasatoren und erzeugen daher eine andere Farbe des Lichtes.                                               

   
 weiterführende Informationen:
Versuchsskript