나노화학실험 | Firefly Reaction

 

 

 

TIP

 

 

유기실험 기술을 배양하고 루미놀을 합성해본다.

 

 

 

화학발광

원자 또는 분자가 화학반응에 의해 생성되는 에너지에 의해 들떠서 빛을 내는 현상이다. 대부분 열을 수반하지 않는 냉광으로 광화학 반응의 역이라고 여겨진다. 루미놀의 강알칼리성 용액을 과산화수소 등으로 산화시키면 낮에도 보일 정도로 밝은 청자색 빛이 발광된다. 이 성질을 이용해 과산화수소를 발생하는 효소 반응에서 효소의 기질 정량이나 효수검출을 할 수 있게 한다.

 

 

발광원리

본 실험에서 루미놀이 산화되어 triplet상태를 갖는 들뜬 상태가 된다. 이 상태에서 주변에 비복사적 과정으로 에너지 준위가 감소하다가 더 이상 주변에 에너지를 전달할 수 없을 때 계간전이를 통해서 삼중항 상태가 안정한 단일항 상태로 전환되며 빛을 주변에 방출해 Ground상태로 내려오게 한다. 이 때 방출하는 빛의 파장이 가시광선 영역이면 우리는 그 빛의 색을 볼 수 있다. 이 과정은 인광과 비슷한 과정으로 매우 느리게 일어난다.

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실험 방법

1. A용액

1) 0.3g 3-Nitrophthalic acid를 물 20㎖와 8% Hydrazine 1㎖에 놓고 용해

 

2) 2㎖의 triethylene glycol, 끓임쪽을 넣고 섭씨 160～170℃에서 10분, 섭씨 180～190℃에서 5분 가열

 

3) 가열 후 냉각시킨 후 결정이 생기면 감압여과하고 모은 결정을 3M NaOH 2㎖에 용해

 

4) Na₂S₂O₄ 0.8g을 첨가하고 1㎖ Acetic acid 첨가 후 다시 냉각

 

5) 감압여과 후 물로 세척하고 5㎖ 3M NaOH + 물 80㎖ 용액 제조

 

2. B용액

1) 3% 과산화수소 10㎖ + K₃Fe(CN)₆ 3% w/w 10㎖ + 물 80㎖ 용액 제조

 

2) 암실에서 A용액을 B용액에 넣고 발광 확인

 

 

 

 

[나노화학실험] Firefly Reaction 레포트