Einleitung
Eine Lucigenin-Lösung und eine Natriumhydroxid/Wasserstoffperoxid-Lösung werden in einem abgedunkelten Raum in ein großes Reaktionsgefäß gegossen.
Verwendete Chemikalien
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0.02 g N,N′-Dimethyl-9,9′-biacridiniumdinitrat, C28H22N4O6 – 510.50 g/mol 10,10′-Dimethyl-9,9′-biacridiniumdinitrat (IUPAC), Lucigenin, 9,9′-Bis(N-methylacridiniumnitrat) CAS-Nr.: 2315-97-1 – EG-Nr.: 219-023-4 WGK 3 Sigma-Aldrich, M8010, SDB vom 14.03.2019 |
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Gefahr |
0.8 g Natriumhydroxid, NaOH – 40.00 g/mol Ätznatron CAS-Nr.: 1310-73-2 – EG-Nr.: 215-185-5 Met. Corr. 1, Skin Corr. 1A, Eye Dam. 1, WGK 1 H290 Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. P234 Nur in Originalverpackung aufbewahren. P260 Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol nicht einatmen. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P301 + P330 + P331 BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. P303 + P361 + P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Sigma-Aldrich, 306576, SDB vom 29.07.2021 |
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Gefahr |
5 mL Wasserstoffperoxid 30 %, H2O2 – 34.01 g/mol Hydrogenperoxid (IUPAC), Perhydrol CAS-Nr.: 7722-84-1 – EG-Nr.: 231-765-0 Eye Dam. 1, Aquatic Chronic 3, WGK 1 H318 Verursacht schwere Augenschäden. H412 Schädlich für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. P501 Inhalt/Behälter einer anerkannten Abfallentsorgungsanlage zuführen. Sigma-Aldrich, 216763, SDB vom 29.09.2021 |
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Gefahr |
30 mL Ethanol 96 % (vergällt), C2H6O – 46.07 g/mol Alkohol, Weingeist, Ethylalkohol, Sprit CAS-Nr.: 64-17-5 – EG-Nr.: 200-578-6 Flam. Liq. 2, Eye Irrit. 2, WGK 1 H225 Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar. H319 Verursacht schwere Augenreizung. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P233 Behälter dicht verschlossen halten. P240 Behälter und zu befüllende Anlage erden. P241 Explosionsgeschützte elektrische/Lüftungs-/Beleuchtungsgeräte verwenden. P242 Funkenarmes Werkzeug verwenden. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Merck, 100971, SDB vom 07.06.2021 |
Verwendete Geräte, Versuchsaufbau
3 × 300-ml-Erlenmeyerkolben, Glasstäbe, Spatel, 100-ml-Messzylinder
Versuchsdurchführung
Lösung A: In einem 300-ml-Erlenmeyerkolben werden 0.8 g Natriumhydroxid in 65 mL dest. Wasser gelöst und mit 30 mL Ethanol versetzt. Vor Versuchsbeginn gibt man der Lösung noch 5 mL Wasserstoffperoxid 30 % zu.
Lösung B: In einem 300-ml-Erlenmeyerkolben werden 0.02 g Lucigenin in 100 mL dest. Wasser gelöst.
In einem abgedunkelten Raum werden nun Lösung A und B in einem 300-ml-Erlenmeyerkolben vereinigt. Es zeigt sich eine prächtige Chemolumineszenz, deren Farbe (Wellenlänge des Lichts) stark von der Konzentration des Lucigenin abhängt. Die Farbe schwankt zwischen Blau und Grün.
Reaktionsgleichung
Im ersten Reaktionsschritt wird aus Lucigenin und Natriumhydroxid ein Dihydroxy-Derivat gebildet. Vorhandenes Wasserstoffperoxid führt dazu, dass ein Dioxetan (Peroxid) entsteht, welches nicht stabil ist. Das Dioxetan zerfällt in zwei Moleküle N-Methylacridon, die sich in einem angeregten Zustand befinden. Um einen Zustand niedrigster Energie zu erreichen, wird Energie in Form von Licht abgegeben. In dieser Zeit leuchtet die Lösung!
Quellenangaben
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