일반화학실험 | 화학 발광 - 루미놀의 원리

 

 

 

TIP

 

 

1. 화학발광은 화학반응에서 나오는 에너지가 열 대신 빛으로 방출되는 반응이다. 흔한 예가 반딧불이의 발광이며 이 생체 발광은 반딧불이의 luciferin이 효소 luciferase, ATP, 그리고 산소와 반응하는 경우이다.
2. 화학 반응에 의하여 빛이 방출되는 것을 관찰하고 이해할 수 있다.

 

 

 

화학 발광은 화학적 반응에 의하여 형성되는 특정 물질의 전자가 에너지적으로 들떴다가 다시 바닥상태로 돌아올 때 자체적으로 빛을 내는 현상이다. 다음은 루미놀의 발광 메커니즘이다.

 

 

위 그림의 발광 메커니즘을 보다 자세히 설명하면 다음과 같다. 루미놀이 화학발광을 하기 위해서는 산화제와 함께 활성화되어야 한다. 일반적으로 과산화수소수와 염기성 이온 용액이 활성화하는데 사용된다. 염기성 이온이 루미놀을 음이온으로 만들고, 철 화합물과 같은 촉매에 의해 과산화수소수가 산소와 물로 빨리 분해되어 이때 발생하는 산소가 루미놀 음이온을 산화시켜 과산화 유기물을 형성하게 된다.

 

과산화 유기물은 불안정하여 질소를 잃고 들뜬 상태의 5-아미노프탈릭산 음이온으로 변환되며, 이 들뜬 상태가 바닥상태로 내려오면서 빛을 내게 되는 것이다. 루미놀의 화학 발광을 멈추는 데에 산 용액을 사용한다. 빛이 나는 용액에 소량의 HCl 용액을 넣게 되면 들뜬 상태가 빛을 내지 않고 소멸되면서 발광이 멈추게 된다.

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실험 방법

1) 실험방법에 제시된 대로 준비물을 준비한다.

 

2) 화학발광을 하기위해 용액을 적당이 섞어준 후 현상을 잘 관찰하기 위하여 실험실의 조도를 낮추었다.

 

3) 0.5g potassium를 용액에 섞고 발광을 관찰하였다. 아래 사진이 막 발광을 시작한 사진이다.

 

4) 밑에 혼합물이 아직 섞이지 않은 모습을 관찰할수 있다. 아래 사진은 혼합물이 최대로 발광할 때의 모습니다.

 

5) 다음으로 HCl 용액을 넣은 후 발광이 멈추는 모습을 관찰 할 수 있다.

 

 

 

 

[일반화학실험] 화학 발광 - 루미놀의 원리 레포트