Chemiluminescencja jest definiowana jako światło emitowane w wyniku a Reakcja chemiczna. Rzadziej znany jest również jako chemoluminescencja. Światło niekoniecznie jest jedyną formą energii uwalnianą w reakcji chemiluminescencyjnej. Można również wytwarzać ciepło, powodując reakcję egzotermiczny.
W każdej reakcji chemicznej reagujące atomy, cząsteczki lub jony zderzają się ze sobą, oddziałując, tworząc tak zwane stan przejściowy. Ze stanu przejściowego powstają produkty. W stanie przejściowym zachodzi maksimum entalpii, przy czym produkty mają ogólnie mniej energii niż reagenty. Innymi słowy, zachodzi reakcja chemiczna, ponieważ zwiększa stabilność / zmniejsza energię cząsteczek. W reakcjach chemicznych, które uwalniają energię w postaci ciepła, stan wibracyjny produktu jest wzbudzony. Energia rozprasza się w produkcie, dzięki czemu jest cieplej. Podobny proces zachodzi w chemiluminescencji, z wyjątkiem wzbudzania elektronów. Stan wzbudzony to stan przejściowy lub pośredni. Gdy wzbudzone elektrony powracają do stanu podstawowego, energia jest uwalniana jako
foton. Rozpad do stanu podstawowego może nastąpić poprzez dozwolone przejście (szybkie uwolnienie światła, takie jak fluorescencja) lub zabronione przejście (bardziej jak fosforescencja).Teoretycznie każda cząsteczka biorąca udział w reakcji uwalnia jeden foton światła. W rzeczywistości wydajność jest znacznie niższa. Reakcje nieenzymatyczne mają około 1% wydajności kwantowej. Dodawanie katalizator może znacznie zwiększyć jasność wielu reakcji.
W chemiluminescencji energia prowadząca do wzbudzenia elektronicznego pochodzi z reakcji chemicznej. W przypadku fluorescencji lub fosforescencji energia pochodzi z zewnątrz, jak z energetycznego źródła światła (np. Światła czarnego).
Niektóre źródła definiują reakcję fotochemiczną jako każdą reakcję chemiczną związaną ze światłem. Zgodnie z tą definicją chemiluminescencja jest formą fotochemii. Jednak ścisłą definicją jest to, że reakcja fotochemiczna jest reakcją chemiczną, która wymaga absorpcji światła. Niektóre reakcje fotochemiczne są luminescencyjne, ponieważ uwalniane jest światło o niższej częstotliwości.
Reakcja luminolu jest klasyczną chemiczną demonstracją chemiluminescencji. W tej reakcji luminol reaguje z nadtlenkiem wodoru, uwalniając niebieskie światło. Ilość światła uwalnianego w reakcji jest niewielka, chyba że doda się niewielką ilość odpowiedniego katalizatora. Zazwyczaj katalizatorem jest niewielka ilość żelaza lub miedzi.
Zauważ, że nie ma różnicy we wzorze chemicznym stanu przejściowego, tylko poziom energii elektronów. Ponieważ żelazo jest jednym z jonów metalu, który katalizuje reakcję, reakcja luminolowa może być służy do wykrywania krwi. Żelazo z hemoglobiny powoduje, że mieszanina chemiczna świeci jasno.
Innym dobrym przykładem chemicznej luminescencji jest reakcja zachodząca w świecących sztyftach. The kolor świecącego sztyftu powstaje z barwnika fluorescencyjnego (fluorofor), który pochłania światło z chemiluminescencji i uwalnia go w innym kolorze.
To samo dotyczy chemiluminescencji czynniki które wpływają na inne reakcje chemiczne. Zwiększenie temperatury reakcji przyspiesza ją, powodując uwalnianie większej ilości światła. Jednak światło nie trwa tak długo. Efekt może być łatwo widoczne za pomocą świecących sztyftów. Umieszczenie świecy żarowej w gorącej wodzie sprawia, że świeci jaśniej. Jeśli żarnik zostanie umieszczony w zamrażarce, jego blask osłabnie, ale będzie trwał znacznie dłużej.
Bioluminescencja jest formą chemiluminescencji występującą w organizmy żywe, Jak na przykład świetliki, niektóre grzyby, wiele zwierząt morskich i niektóre bakterie. Nie występuje naturalnie u roślin, chyba że są one związane z bakteriami bioluminescencyjnymi. Wiele zwierząt świeci z powodu symbiotycznego związku z Vibrio bakteria.
Większość bioluminescencji jest wynikiem reakcji chemicznej między enzymem lucyferazą a luminescencyjnym pigmentem lucyferiną. Inne białka (np. Ekworyna) mogą wspomagać reakcję i kofaktory (np. jony wapnia lub magnezu) mogą być obecne. Reakcja często wymaga wkładu energii, zwykle z trifosforanu adenozyny (ATP). Podczas gdy istnieje niewielka różnica między lucyferynami z różnych gatunków, enzym lucyferazy różni się drastycznie między rodzajami.
Organizmy wykorzystują reakcje bioluminescencyjne do różnych celów, w tym wabienia ofiar, ostrzegania, przyciągania partnerów, kamuflażu i oświetlania swojego środowiska.
Gnijące mięso i ryby są bioluminescencyjne tuż przed gniciem. To nie samo mięso świeci, ale bakterie bioluminescencyjne. Górnicy w Europie i Wielkiej Brytanii używają suszonych skór rybnych do słabego oświetlenia. Chociaż skórki pachniały okropnie, były o wiele bezpieczniejsze w użyciu niż świece, które mogły wywołać wybuchy. Chociaż większość współczesnych ludzi nie zdaje sobie sprawy z jarzeni martwego ciała, wspomniał o tym Arystoteles i był to znany fakt we wcześniejszych czasach. Jeśli jesteś ciekawy (ale nie jesteś gotowy na eksperymenty), gnijące mięso świeci na zielono.