ما هو اللمعان؟
What Is Chemiluminescence
يُعرَّف التألق الكيميائي بأنه الضوء المنبعث نتيجة للتفاعل الكيميائي. ومن
المعروف أيضا ، أقل شيوعا ، والتألق الكيميائي. الضوء ليس بالضرورة هو الشكل الوحيد
للطاقة المنبعثة من التفاعل الكيميائي. يمكن أيضًا إنتاج الحرارة ، مما يجعل التفاعل
طاردًا للحرارة.
كيف يعمل التألق الكيميائي
في أي تفاعل كيميائي ، تتصادم الذرات أو الجزيئات أو الأيونات المتفاعلة مع
بعضها البعض ، وتتفاعل لتكوين ما يسمى حالة الانتقال. من الحالة الانتقالية ، يتم تشكيل
المنتجات. حالة الانتقال هي حيث يكون المحتوى الحراري في الحد الأقصى ، حيث يكون للمنتجات
طاقة أقل بشكل عام من المواد المتفاعلة. بمعنى آخر ، يحدث تفاعل كيميائي لأنه يزيد
من الاستقرار / يقلل من طاقة الجزيئات. في التفاعلات الكيميائية التي تطلق الطاقة كحرارة
، تكون الحالة الاهتزازية للمنتج متحمسة. تشتت الطاقة من خلال المنتج ، مما يجعله أكثر
دفئًا. تحدث عملية مماثلة في اللمعان الكيميائي ، إلا أن الإلكترونات التي أصبحت متحمسة.
الحالة المثارة هي حالة الانتقال أو الحالة الوسيطة. عندما تعود الإلكترونات المفعمة
بالحالة إلى الأرض ، يتم إطلاق الطاقة كفوتون. يمكن أن يحدث الاضمحلال إلى الحالة الأرضية
من خلال الانتقال المسموح به (الإفراج السريع عن الضوء ، مثل التألق) أو الانتقال المحظور
(أشبه بالتفسفر(
من الناحية النظرية ، فإن كل جزيء يشارك في التفاعل ينشر فوتون واحد من الضوء.
في الواقع ، العائد أقل بكثير. التفاعلات غير الأنزيمية لها حوالي 1 ٪ من الكفاءة الكمية.
يمكن أن تؤدي إضافة محفز إلى زيادة سطوع العديد من التفاعلات بشكل كبير.
كيف يختلف اللمعان عن التلألؤ الآخر
في اللمعان الكيميائي ، تأتي الطاقة التي تؤدي إلى الإثارة الإلكترونية من تفاعل
كيميائي. في التألق أو التفسفر ، تأتي الطاقة من الخارج ، مثل مصدر الضوء النشط (على
سبيل المثال ، الضوء الأسود).
تحدد بعض المصادر التفاعل الكيميائي الضوئي على أنه أي تفاعل كيميائي مرتبط
بالضوء. تحت هذا التعريف ، اللمعان الكيميائي هو شكل من أشكال الكيمياء الضوئية. ومع
ذلك ، فإن التعريف الصارم هو أن التفاعل الكيميائي الضوئي هو تفاعل كيميائي يتطلب امتصاص
الضوء للمضي قدمًا. بعض التفاعلات الكيميائية الضوئية هي الانارة ، حيث يتم إطلاق ضوء
التردد المنخفض.
أمثلة على التفاعلات اللمائية
Glowsticks هي مثال ممتاز
على اللمعان الكيميائي. جيمس ماكويلان / غيتي إيماجز
تفاعل اللومينول هو مظاهرة كيميائية كلاسيكية للتألق الكيميائي. في هذا التفاعل
، يتفاعل اللومينول مع بيروكسيد الهيدروجين لإطلاق الضوء الأزرق. تكون كمية الضوء المنبعثة
من التفاعل منخفضة ما لم تتم إضافة كمية صغيرة من المحفز المناسب. عادةً ما يكون المحفز
عبارة عن كمية صغيرة من الحديد أو النحاس.
التفاعل هو:
C8H7N3O2 (luminol) + H2O2 (hydrogen peroxide) → 3-APA (vibronic excited state) → 3-APA (decayed to a lower energy level) + light
Where 3-APA is 3-Aminopthalalate.
لاحظ أنه لا يوجد فرق في الصيغة الكيميائية للحالة الانتقالية ، فقط مستوى طاقة
الإلكترونات. لأن الحديد هو أحد الأيونات المعدنية التي تحفز التفاعل ، يمكن استخدام
تفاعل اللومينول للكشف عن الدم. الحديد من الهيموغلوبين يتسبب في توهج الخليط الكيميائي
بشكل مشرق.
مثال جيد آخر على التلألؤ الكيميائي هو التفاعل الذي يحدث في العصي الوهجية.
ينتج لون عصا التوهج من صبغة الفلورسنت (الفلوروفور) ، والتي تمتص الضوء من اللمعان
الكيميائي وتصدره بلون آخر.
لا يحدث التلألؤ الكيميائي في السوائل فقط. على سبيل المثال ، التوهج الأخضر
للفوسفور الأبيض في الهواء الرطب هو تفاعل طور غاز بين الفسفور المتبخر والأكسجين.
العوامل التي تؤثر على اللمعان
يتأثر التألق الكيميائي بنفس العوامل التي تؤثر على التفاعلات الكيميائية الأخرى.
تؤدي زيادة درجة حرارة التفاعل إلى تسريع الأمر ، مما يؤدي إلى إطلاق المزيد من الضوء.
ومع ذلك ، فإن الضوء لا يدوم طويلا. يمكن رؤية التأثير بسهولة باستخدام توهج العصي.
وضع عصا توهج في الماء الساخن يجعلها توهج أكثر سطوعًا. إذا تم وضع عصا الوهج في الثلاجة
، فإن الوهج يضعف ولكنه يستمر لفترة أطول.
تلألؤ بيولوجي
تتحلل الأسماك تلألؤ بيولوجي
تتحلل الأسماك
تلألؤ بيولوجي. بول تايلور / صور غيتي
تلألؤ بيولوجي هو شكل من أشكال التلألؤ الكيميائي الذي يحدث في الكائنات الحية
، مثل اليراعات وبعض الفطريات والعديد من الحيوانات البحرية ، وبعض البكتيريا. لا يحدث
بشكل طبيعي في النباتات ما لم تكن مرتبطة مع البكتيريا
bioluminescent. توهج العديد من الحيوانات بسبب وجود علاقة تكافلية مع بكتيريا
Vibrio.
معظم تلألؤ بيولوجي هو نتيجة للتفاعل الكيميائي بين إنزيم وسيفيراز وسيفرين
الصباغ الانارة. قد تساعد البروتينات الأخرى (على سبيل المثال ، aequorin)
في التفاعل ، وقد توجد عوامل مساعدة (على سبيل المثال ، أيونات الكالسيوم أو
المغنيسيوم). يتطلب التفاعل غالبًا مدخلات الطاقة ، عادة من ثلاثي فوسفات الأدينوسين
(ATP). في حين أن هناك اختلافًا بسيطًا بين اللوسيفيرينات من الأنواع
المختلفة ، فإن إنزيم اللوسيفيراز يختلف اختلافًا كبيرًا بين الفيللا.
يعتبر تلألؤ بيولوجي أزرق وأزرق أكثر شيوعًا ، على الرغم من وجود أنواع تنبعث
من وهج أحمر.
تستخدم الكائنات تفاعلات تلألؤ بيولوجي لمجموعة متنوعة من الأغراض ، بما في
ذلك إغراء الفرائس ، والتحذير ، وجذب الزملاء ، والتمويه ، وإلقاء الضوء على بيئتهم.
حقيقة مثيرة للاهتمام تلألؤ بيولوجي
اللحوم المتعفنة والأسماك تلألأ بيولوجياً قبل التعفن مباشرة. ليس اللحم نفسه
هو الذي يتوهج ، ولكن البكتيريا ذات اللمعان الحيوي. سوف يستخدم عمال مناجم الفحم في
أوروبا وبريطانيا جلود الأسماك المجففة لإضاءة ضعيفة. على الرغم من أن الرائحة الكريهة
تنبعث من الرائحة الكريهة ، إلا أنها كانت أكثر أمانًا في استخدامها من الشموع التي
قد تثير الانفجارات. على الرغم من أن معظم الناس المعاصرين ليسوا على دراية بتوهجات
اللحم الميت ، فقد ذكرها أرسطو وكانت حقيقة معروفة في أوقات سابقة. في حال كنت فضوليًا
(ولكنك لست جاهزًا للتجريب) ، فإن تعفن اللحم يضيء باللون الأخضر.
Source
- Smiles, Samuel. Lives of the Engineers: 3. London: Murray, 1862. p. 107.
Comments
Post a Comment