[자연과학] [일반화학] 화학발광 루미놀의 원리

1. 실험 제목 : 화학발광 루미놀의 원리

2. 실험이론

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

3. 기구 및 시약

증류수, NaOH, 3% H2…(생략)

4. 실험방법

① 1) 250ml 삼각플라스크에 0.5M NaOH수용액 100ml + 0.05g 루미놀 + 3%과산화수소(H2O2)용액 100ml를 넣음

2) 100ml 비커에 NaOH pellets 3알

3) 100ml 비커에 3M HCl 약 20ml를 준비

②화학발광

③화학발광멈추기

5. 주의사항

6. 실험 과정

① 실험방법에 제시된 데로 준비물을 준비한다.

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

③ 0.5g potassium를 용액에 섞고 발광을 관찰하였다. 옆에 사진이 막 발광을 시작한 사진이다. 밑에 혼합물이 아직 섞이지 않은 모습을 관찰할수 있다. 다음사진은 혼합물이 최대로 발광할 때의 모습니다.

④ 다음으로 HCl 용액을 넣은 후 발광이 멈추는 모습을 관찰 할 수 있다.

7. 결과 및 데이터

8. 고찰

9. 참고문헌