Rozświetlone laboratorium. mgr inż. Aleksandra Korbut dr inż. Ewelina Ortyl dr inż. Sonia Zielińska Jerzy Dąbrowski

Transkrypt

1 Rozświetlone laboratorium mgr inż. Aleksandra Korbut dr inż. Ewelina Ortyl dr inż. Sonia Zielińska Jerzy Dąbrowski

2 Zasady BHP w laboratorium chemicznym Pracujemy w odzieży ochronnej Podczas wykonywania doświadczeń zachowujemy szczególną ostrożność Wykonujemy polecenia prowadzącego, nie przeprowadzamy eksperymentów bez jego pozwolenia Nie wąchamy ani nie wciągamy ustami żadnej cieczy Nie spożywamy posiłków i nie pijemy żadnych napojów

3 Luminescencja Zjawisko świecenia stymulowanego, wywołane różnymi czynnikami zewnętrznymi

4 Rodzaje luminescencji Fotoluminescencja- wywołana przez pochłonięcie promieniowania elektromagnetycznego z obszaru widzialnego, ultrafioletu lb podczerwieni. Fluorescencja zjawisko trwające wyłącznie podczas działania czynnika wzbudzającego Fosforescencja zjawisko trwające również przez pewien czas po ustąpieniu czynnika wzbudzającego Chemiluminescencja wytworzona w trakcie niektórych reakcji chemicznych Elektroluminescencja świecenie pod wpływem stałego lub zmiennego prąd elektrycznego Sonoluminescencja wywołana ultradźwiękami Termoluminescencja wywołana podniesieniem temperatury, jednak do niższej temperatury niż temperatura żarzenia

5 Chemiluminescencja luminolu -chemiczna latarka Opis doświadczenia Do probówki zawierającej KOH dodajemy 5.0 ml rozpuszczalnika organicznego w postaci DMSO Dodajemy szczyptę luminolu Zawartość probówki intensywnie wstrząsamy

6 Dlaczego tak się dzieje? Świecenie roztworu związane jest z utlenianiem luminolu w środowisku alkalicznym Reakcja zachodzi bez udziału żadnych aktywatorów, nawet pod wpływem tlenu atmosferycznego, wprowadzonego do roztworu podczas jego wytrząsania

7 Fluorescencja w poli(alkoholu winylowym) Opis doświadczenia Do 10% wodnego roztworu poli(alkoholu winylowego) dodajemy szczyptę rodaminy B Roztwór wylewamy na płytkę szklaną i pozostawiamy do całkowitego wyschnięcia Płytkę z warstwą polimeru naświetlamy lampą UV, obserwujemy barwę fluorescencji

8 Chromizm Zdolność do odwracalnej zmiany barwy materiału pod wpływem określonego bodźca fizycznego lub chemicznego

9 Rodzaje chromizmu Fotochromizm zmiana barwy pod wpływem światła Termochromizm zmiana barwy pod wpływem temperatury Solwatochromizm zmiana barwy w zależności od polarności rozpuszczalnika Elektrochromizm zmiana barwy pod wpływem prądu elektrycznego Mechanochromizm zmiana barwy spowodowana działaniem mechanicznym Jonochromizm zmiana barwy pod wpływem obecności jonów Halochromizm zmiana barwy pod wpływem zmiany ph środowiska Trybochromizm zmiana barwy pod wpływem tarcia mechanicznego

10 Halochromizm - kolorowy cylinder Opis doświadczenia Do probówki wlewamy wodę destylowaną (ok.1/4 objętości) Dodajemy niewielką ilość wodorotlenku sodu (w celu zalkalizowania roztworu) Dodajemy do r-ru NaOH kilka kropel przygotowanego alkoholowego roztworu błękitu bromotymolowego Zmieniamy ph za pomocą r-ru kwasu octowego / r-ru wodorotlenku sodu ph

11 Dlaczego tak się dzieje? Błękit bromotymolowy jest barwnikiem chemicznym wskaźnikiem ph. Jego barwa zależy od odczynu środowiska, w którym się znajduje Roztwór użyty w doświadczeniu ma początkowo odczyn zasadowy co objawia się niebieskim zabarwieniem Podczas dodawania kwasu (jony H + ) ph roztworu obniża się, dzięki czemu wskaźnik przybiera barwę zieloną w środowisku obojętnym i żółtą w środowisku kwaśnym

12 Halochromizm - światła drogowe Opis doświadczenia Do kolby miarowej zawierającej 2% r-r glukozy dodajemy szczyptę indygokarminu Następnie do roztworu barwnika dodajemy ok. 2ml 2% r-r NaOH Odstawiamy kolbę i obserwujemy zmianę barwy roztworu Mieszamy zawartość kolby (wstrząsamy)

13 Dlaczego tak się dzieje? Początkowa niebieska barwa wskazuje na obecność barwnika w roztworze o odczynie zbliżonym do obojętnego Po dodaniu r-ru NaOH, następuje zmiana ph z obojętnego na silnie zasadowy, z czym wiąże się zmiana barwy na zieloną Jednocześnie, w środowisku zasadowym, ujawniają się redukujące właściwości glukozy Barwnik zostaje najpierw zredukowany częściowo (barwa czerwona), aż do całkowitego zredukowania, o czym świadczy barwa żółta Potrząśnięcie roztworem powoduje utlenianie barwnika tlenem z powietrza

14 Mechanochromizm -wstrząśnięty błękit Opis doświadczenia: W kolbie miarowej sporządzamy 1.5% roztwór wodorotlenku sodu Dodajemy 0.15 g glukozy Dodajemy szczyptę błękitu metylenowego Mieszamy i pozostawiamy do zniknięcia barwy

15 Dlaczego tak się dzieje? Zmiany barwy roztworu są efektem dwóch przeciwbieżnych reakcji: redukcji i utleniania barwnika Niebieska barwa znika, ponieważ glukoza redukuje błękit metylenowy do błękitu leukometylenowego, sama zaś utlenia się do kwasu glukonowego, a ten reaguje z jonami sodu tworząc glukonian sodu Podczas wytrząsania, tlen znajdujący się w kolbie utlenia bezbarwną formę błękitu (leukobarwnik) do formy barwnej Doświadczenie można powtarzać dopóki w kolbie będzie znajdować się tlen

16 Fotochromizm - sympatyczny atrament Opis doświadczenia: Sporządzamy roztwór spiropiranu w chloroformie Nanosimy na papier ukrytą wiadomość Wywołujemy tajną wiadomość za pomocą promieniowania ultrafioletowego

17 Dlaczego tak się dzieje? Zmiana barwy następuje wskutek otwarcia pierścienia, wywołanego działaniem promieniowania ultrafioletowego Forma zamknięta użytego związku jest bezbarwna, z kolei forma otwarta przyjmuje barwę różową (fioletową) UV VIS lub Δ

18 Zastosowanie chemiluminescencji o Chemiczne oświetlacze - dostępne w handlu oświetlacze oparte są na reakcji utleniania szczawianów organicznych rozcieńczonym roztworem bezwodnego nadtlenku wodoru w mieszaninie ftalanu metylu i alkoholu tert-butylowegotaka latarka jest odporna na stłuczenie czy zalanie wodą,ale nie da się jej wyłączyć o W kryminalistyce do wstępnej identyfikacji plam krwi odnajdywanie śladów krwi jest możliwe dzięki spryskaniu podejrzanych miejsc roztworem luminolu z dodatkiem subst. utleniającej

19 Zastosowanie chromoforów Detektory promieniowania UV ostrzegające przed poparzeniem Urządzenie działa w oparciu o czynnik wydzielający kwas, który wyłapuje promienie UV i rozkłada się pod ich wpływem. Całości dopełnia barwnik, reagujący na ph roztworu. W optymalnych warunkach bransoletka jest żółta, gdy zbliża się granica, po przekroczeniu której skóra ulegnie poparzeniu, opaska staje się różowa

20 Soczewki fotochromowe efekt fotochromowy polega na zmianie zabarwienia soczewki pod wpływem promieniowania UV. Im większe natężenie ultrafioletu, tym soczewka ciemniejsza. Koszulki fotochromowe - zmiana barwy następuje już po 15 sekundach bezpośredniej ekspozycji na światło słoneczne, powrót do formy bezbarwnej obserwuje się po ok. 5 minutach

21