ĆWICZENIE 3 LUMINOFORY ORAZ ZJAWISKA WYGASZANIA LUMINESCENCJI

Podobne dokumenty
ĆWICZENIE 3 LUMINOFORY ORGANICZNE I NIEORGANICZNE.

POLITECHNIKA GDAŃSKA

PRACOWNIA PODSTAW BIOFIZYKI

PRACOWNIA CHEMII. Wygaszanie fluorescencji (Fiz4)

Spektrofotometryczne wyznaczanie stałej dysocjacji czerwieni fenolowej

Pracownia Spektroskopii Molekularnej A Wydział Chemii Uniwersytetu Warszawskiego. Semestr zimowy 2010/2011. Widma fluorescencyjne chininy

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

Instrukcje opracowane przez: dr inż. Urszulę Kucharską dr hab. inż. Joannę Leszczyńską

Techniki analityczne. Podział technik analitycznych. Metody spektroskopowe. Spektroskopia elektronowa

Instrukcja do ćwiczeń

Wyznaczanie wydajności kwantowej luminescencji oraz czasu zaniku luminescencji związku koordynacyjnego

HYDROLIZA SOLI. ROZTWORY BUFOROWE

Ćwiczenie II Roztwory Buforowe

rodzaje luminescencji (czym wywołana?)

EKSTRAHOWANIE KWASÓW NUKLEINOWYCH JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?

Oznaczanie żelaza i miedzi metodą miareczkowania spektrofotometrycznego

MECHANIZMY REAKCJI CHEMICZNYCH. REAKCJE CHARAKTERYSTYCZNE GRUP FUNKCYJNYCH ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH

LABORATORIUM Z KATALIZY HOMOGENICZNEJ I HETEROGENICZNEJ WYZNACZANIE STAŁEJ SZYBKOŚCI REAKCJI UTLENIANIA POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY

ANALIZA INSTRUMENTALNA

ĆWICZENIE 2 WYZNACZANIE WYDAJNOŚCI KWANTOWYCH ORAZ CZASÓW ZANIKU LUMINESCENCJI ZWIĄZKÓW W ROZTWORZE ORAZ CIELE STAŁYM, CZ. II.

JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?

Spektroskopia molekularna. Ćwiczenie nr 1. Widma absorpcyjne błękitu tymolowego

OZNACZANIE ZAWARTOŚCI MANGANU W GLEBIE

SKUTECZNOŚĆ IZOLACJI JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?

X + hv X* X + ciepło + hv. Ze względu na czynnik, który wywołuje to promieniowanie, luminescencję dzielimy na:

Katedra Chemii Nieorganicznej i Analitycznej Uniwersytet Łódzki ul.tamka 12, Łódź

Adsorpcja błękitu metylenowego na węglu aktywnym w obecności acetonu

DEZYNFEKCJA WODY CHLOROWANIE DO PUNKTU

Ćwiczenie 8 Wyznaczanie stałej szybkości reakcji utleniania jonów tiosiarczanowych

Spektroskopia emisyjna. Fluorescencja i Fosforescencja

Wpływ ilości modyfikatora na współczynnik retencji w technice wysokosprawnej chromatografii cieczowej

Ćwiczenie 1. Badanie wypierania wodoru z wody za pomocą metali

Ćwiczenie 1. Technika ważenia oraz wyznaczanie błędów pomiarowych. Ćwiczenie 2. Sprawdzanie pojemności pipety

1. PRZYGOTOWANIE ROZTWORÓW KOMPLEKSUJĄCYCH

Jan Drzymała ANALIZA INSTRUMENTALNA SPEKTROSKOPIA W ŚWIETLE WIDZIALNYM I PODCZERWONYM

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Spektrofotometryczne oznaczanie stężenia jonów żelaza(iii) opiekun mgr K. Łudzik

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 8. Argentometryczne oznaczanie chlorków metodą Fajansa

ELEMENTY ANALIZY INSTRUMENTALNEJ. SPEKTROFOTOMETRII podstawy teoretyczne

Zadanie 1. [ 3 pkt.] Uzupełnij zdania, wpisując brakującą informację z odpowiednimi jednostkami.

Ćwiczenie 1. Zagadnienia: spektroskopia absorpcyjna, prawa absorpcji, budowa i działanie. Wstęp. Część teoretyczna.

Potencjometryczna metoda oznaczania chlorków w wodach i ściekach z zastosowaniem elektrody jonoselektywnej

WYZNACZANIE PARAMETRÓW WYGASZANIA FLUORESCENCJI AKRYDYNY PRZEZ ZWIĄZKI TIOORGANICZNE METODAMI STACJONARNYMI (A) I CZASOWO ROZDZIELCZYMI (B)

III-A. Chemia wspomaga nasze zdrowie

WPŁYW SUBSTANCJI TOWARZYSZĄCYCH NA ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW

RÓWNOWAGI W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW.

KATALITYCZNE OZNACZANIE ŚLADÓW MIEDZI

SPEKTROFOTOMETRYCZNA ANALIZA

ĆWICZENIE 2 WSPÓŁOZNACZANIE WODOROTLENKU I WĘGLANÓW METODĄ WARDERA. DZIAŁ: Alkacymetria

CHEMIA BUDOWLANA ĆWICZENIE NR 3

Laboratorium Podstaw Biofizyki

WPŁYW SUBSTANCJI TOWARZYSZĄCYCH NA ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW

WYZNACZANIE ŚREDNIEJ LICZBY AGREGACJI SURFAKTANTÓW METODĄ WYGASZANIA FLUORESCENCJI

KATALIZA I KINETYKA CHEMICZNA

Ćwiczenie 2 Przejawy wiązań wodorowych w spektroskopii IR i NMR

ABSORPCYJNA SPEKTROMETRIA ATOMOWA

XXIV KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2016/2017

ĆWICZENIE NR 1 Analiza ilościowa miareczkowanie zasady kwasem.

Oranż β-naftolu; C 16 H 10 N 2 Na 2 O 4 S, M = 372,32 g/mol; proszek lub

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1)

Oznaczanie SO 2 w powietrzu atmosferycznym

WYZNACZANIE STAŁEJ DYSOCJACJI p-nitrofenolu METODĄ SPEKTROFOTOMETRII ABSORPCYJNEJ

Opracował dr inż. Tadeusz Janiak

REAKCJE UTLENIAJĄCO-REDUKCYJNE

Zadanie 2. [2 pkt.] Podaj symbole dwóch kationów i dwóch anionów, dobierając wszystkie jony tak, aby zawierały taką samą liczbę elektronów.

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Spis treści. Wstęp... 9

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Badanie absorpcji światła molekuł wieloatomowych na przykładzie chlorofilu A i rodaminy 6G. Ćwiczenie 20

SPEKTROSKOPIA MOLEKULARNA 2015/16 nazwa przedmiotu SYLABUS A. Informacje ogólne

SPEKTROMETRIA FLUORESCENCYJNA CZĄSTECZKOWA. Spektrofluorymetryczne oznaczanie ryboflawiny.

SPEKTROMETRIA FLUORESCENCYJNA CZĄSTECZKOWA. Spektrofluorymetryczne oznaczanie Al w postaci chelatowego kompleksu glinu z moryną.

Współczesne metody chromatograficzne: Chromatografia cienkowarstwowa

SZYBKOŚĆ REAKCJI JONOWYCH W ZALEŻNOŚCI OD SIŁY JONOWEJ ROZTWORU

Zagadnienia z chemii na egzamin wstępny kierunek Technik Farmaceutyczny Szkoła Policealna im. J. Romanowskiej

WYZNACZANIE STAŁEJ DYSOCJACJI SŁABEGO KWASU ORGANICZNEGO

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32

K05 Instrukcja wykonania ćwiczenia

OZNACZANIE WŁAŚCIWOŚCI BUFOROWYCH WÓD

Ćwiczenie 1. Zależność szybkości reakcji chemicznych od stężenia reagujących substancji.

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 7

KWASY I WODOROTLENKI. 1. Poprawne nazwy kwasów H 2 S, H 2 SO 4, HNO 3, to:

WAGI I WAŻENIE. ROZTWORY

Sporządzanie roztworów buforowych i badanie ich właściwości

Badanie procesu starzenia się kwasu ortokrzemowego w roztworach wodnych

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Ćw. 11 wersja testowa Wyznaczanie odległości krytycznej R 0 rezonansowego przeniesienia energii (FRET)

Zastosowanie spektroskopii UV/VIS do określania struktury związków organicznych

Wielofunkcyjne związki organiczne poziom rozszerzony

Ćwiczenie 3 Pomiar równowagi keto-enolowej metodą spektroskopii IR i NMR

XV Wojewódzki Konkurs z Chemii

RÓWNOWAGI REAKCJI KOMPLEKSOWANIA

Metody spektroskopowe:

Pierwiastki bloku d. Zadanie 1.

MIKROSKOP FLUORESCENCYJNY. POMIAR WYDAJNOŚCI KWANTOWEJ FLUORESCENCJI ANTRACENU, PERYLENU ORAZ 9,10-DIFENYLOANTRACENU W ROZTWORZE

XIV Konkurs Chemiczny dla uczniów gimnazjum województwa świętokrzyskiego. II Etap - 18 stycznia 2016

Zakład Chemii Organicznej, Wydział Chemii UMCS Strona 1

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ Z HIGIENY, TOKSYKOLOGII I BEZPIECZEŃSTWA ŻYWNOŚCI

KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW. Eliminacje szkolne I stopień

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I NAWOZÓW MINERALNYCH. Ćwiczenie nr 6. Adam Pawełczyk

Transkrypt:

Laboratorium specjalizacyjne Chemia sądowa ĆWICZENIE 3 LUMINOFORY ORAZ ZJAWISKA WYGASZANIA LUMINESCENCJI Zagadnienia: Podział luminoforów: fluorofory oraz fosfory Luminofory organiczne i nieorganiczne Różnorodność stanów wzbudzonych w związkach metali przejściowych Zjawiska statycznego i dynamicznego wygaszania luminescencji Równanie Sterna-Volmera Wygaszenia stężeniowe Ekscymery i ekscypleksy Celem ćwiczenia jest charakterystyka właściwości luminescencyjnych przykładowych luminoforów organicznych (naftalen, benzofenon) i nieorganicznych ([Ru(bpy) 3 ] 2+ ), a także obserwacja zjawisk wygaszeń luminescencji pod wpływem jonów halogenowych jako wygaszaczy, wygaszeń stężeniowych oraz wpływu odczynu ph na intensywność luminescencji. WSTĘP Luminoforem jest cząsteczka lub grupa funkcyjna zdolna do luminescencji. Ze względu na podział zjawisk luminescencji na fluorescencję i fosforescencję wyróżniamy odpowiednio fluorofory i fosfory. Zdolność luminescencji posiada wiele substancji zarówno organicznych jak i nieorganicznych. Ze względu na stany wzbudzone podstawowy podział pozwala wyodrębnić trzy grupy: -fluorofory organiczne, m.in. cząsteczki aromatyczne i heterocykliczne, cząsteczki licznych barwników (np. fluoresceina, eozyna), cząsteczki o znaczeniu biologicznym (aromatyczne aminokwasy, zasady nukleinowe, chlorofil i karotenoidy oraz niektóre witaminy i hormony) -związki metali przejściowych, m.in. związki koordynacyjne rutenu(ii), renu(i), platyny(ii), irydu(iii), miedzi(i); -związki metali bloku f, m.in. jony lantanowców na +3 stopniu utlenienia (europu, terbu)

Przykłady luminoforów wykorzystanych w ćwiczeniach zaprezentowane są na rysunku poniżej. benzofenon naftalen fluoresceina rywanol chinina [Ru(bpy) 3 ]Cl 2 Rys.. Przykładowe luminofory Możemy mówić o zjawiskach statycznego i dynamicznego (kolizyjnego) wygaszania fluorescencji. Procesy statyczne związane są m.in. z asocjacją dwóch lub więcej molekuł substancji w stanie podstawowym. Dimery nie wykazują właściwości fluorescencyjnych. W odróżnieniu od statycznego procesu wygaszania, dynamiczne wygaszanie fluorescencji zależy od prędkości dyfuzji i stężenia substancji luminezującej. Molekuła wzbudzona spotyka się z molekułą gaszącą, niezdolną do fluorescencji. Na skutek zderzeń z wygaszaczem substancja fluoryzująca traci bezpromieniście swoją energię. Zależność pomiędzy stężeniem wygaszacza a zmianą intensywności fluorescencji opisuje równanie Sterna-Volmera: gdzie: F oraz F o intensywność fluorescencji odpowiednio w obecności i nieobecności substancji wygaszającej, K sv stała Sterna-Volmera, - stężenie substancji wygaszającej. Zależności intensywności fluorescencji od stężenia substancji wygaszającej są nierozróżnialne w przypadku mechanizmów wygaszania wyłącznie kolizyjnych bądź

wyłącznie statycznych. Ponadto w wielu układach statyczne i dynamiczne wygaszenie fluorescencji może zachodzić jednocześnie. Określenie, który mechanizm jest odpowiedzialny za wygaszanie fluorescencji jest możliwe przez śledzenie wpływu temperatury i lepkości na wykresy F 0 /F od, a także badanie wpływu różnych czynników na czasy fluorescencji za pomocą czasowo-rozdzielczej spektroskopii fluorescencyjnej. (A) (B) (C) Temperatura Temperatura Rys. 3. Wykresy Sterna-Volmera: Przejawy kolizyjnego (A), statycznego (B) i mieszanego (C) mechanizmu wygaszania fluorescencji (przez Q) obserwowane za pomocą klasycznej (I o /I) i czasowo rozdzielczej (τ o /τ) fluorescencji. ĆWICZENIE. Charakterystyka właściwości luminescencyjnych przykładowych luminoforów organicznych i nieorganicznych. Odczynniki Sprzęt, aparatura pomiarowa Naftalen Spektrofotometr UV-Vis-NIR Nicolet is-50 Benzofenon Spektrofluorymetr Hitachi F-7000 [Ru(bpy) 3 ] 2+ Dewar do pomiarów niskotemperaturowych Acetonitryl Zlewki Dichlorometan Pipety Mieszanina metanol : etanol (:4) Gruszki Wykonanie:. Przygotować roztwory podstawowe luminoforów (ok. 5 0-5 M) w acetonitrylu, dichlorometanie oraz mieszaninie metanol : etanol (:4). 2. Zarejestrować widma absorpcyjne roztworów w rozpuszczalnikach: acetonitrylu, dichlorometanie. Na tej podstawie określić parametry pomiarów widm emisyjnych (długości fali wzbudzenia).

3. Zarejestrować widma emisyjne w temperaturze pokojowej. 4. Zarejestrować widma emisyjne roztworów w mieszaninie metanol : etanol (:4) w temperaturze ciekłego azotu. 5. Zmierzyć czasy zaniku fluorescencji oraz/lub fosforescencji. ĆWICZENIE 2. Zjawiska wygaszania luminescencji. Odczynniki Sprzęt, aparatura pomiarowa Fluoresceina Spektrofotometr UV-Vis-NIR Nicolet is-50 Jodek potasu Spektrofluorymetr Hitachi F-7000 Bromek potasu Kolby miarowe pojemności 25 ml, 00 ml Chinina Pipety Rywanol tabletki Gruszki Kwas siarkowy Wodorotlenek sodu Wykonanie: A. Wygaszanie fluorescencji fluoresceiny przez jony halogenkowe. a. Przygotować roztwór podstawowy fluoresceiny (ok. 7 0-4 M) w 0, M NaOH. Przygotować roztwory robocze w kolbach miarowych o pojemności 25 ml przez odpowiednie rozcieńczenie roztworu podstawowego tj. 2 ml roztworu podstawowego. Jeden z roztworów uzupełnić do kreski wodą demineralizowaną. b. Zarejestrować widmo absorpcyjne fluoresceiny. Na tej podstawie określić parametry pomiaru widma emisyjnego (długość fali wzbudzenia). c. Zarejestrować widmo emisyjne fluoresceiny. d. Przygotować 0,5 M roztwór jodku potasu (25 ml) w wodzie. e. Przygotować serię roztworów (kolby miarowe 25 ml) zawierających 2 ml roztworu podstawowego fluoresceiny oraz kolejno: 0,; 0,25; 0,5; ; 2; 3; 4; 5 ml 0,5 M roztworu jodku potasu. f. Przygotować 0,5 M roztwór chlorku/bromku potasu (wskaże prowadzący ćwiczenie). Przygotować analogiczną serię roztworów jak w przypadku jodku potasu. Zarejestrować widma emisyjne dla przygotowanych roztworów. B. Wygaszanie stężeniowe.

Sporządzić roztwór rywanolu w wodzie (tabletka 00 mg w l ciepłej wody). 0 ml, ml oraz 0, ml przygotowanego roztworu rywanolu rozcieńczyć do 00 ml wodą. Porównać intensywność świecenia poszczególnych roztworów w świetle ultrafioletowym. Zarejestrować widmo absorpcyjne roztworu rywanolu. Określić długość fali wzbudzenia i zarejestrować widmo emisyjne. Porównać widma emisyjne roztworów o różnych stężeniach. C. Intensywność fluorescencji a ph Przyłączenie lub odszczepienie protonu może wpływać na zmianę właściwości spektroskopowych w tym także fluorescencji. Wpływ ph na właściwości fluorescencyjne zostanie zilustrowany na przykładzie roztworu chininy. We wskazanych fiolkach umieścić przygotowany roztwór chininy. Do jednego z roztworów dodać ml roztworu NaOH. Porównać fluorescencję obu roztworów. Następnie do zalkalizowanego roztworu dodawać kroplami (nie mieszając) roztwór kwasu siarkowego. Obserwować zmianę fluorescencji. OPRACOWANIE WYNIKÓW - na podstawie przeprowadzonych pomiarów przygotować widma absorpcji, wzbudzenia i emisji oraz porównać właściwości poszczególnych luminoforów oraz scharakteryzować cechy stanów wzbudzonych odpowiedzialnych za emisję. - na podstawie przeprowadzonych pomiarów ocenić zdolność wygaszania fluorescencji fluoresceiny przez odpowiednie jony halogenkowe wykorzystując równanie Sterna-Volmera. Wyznaczyć stałą wygaszania. Przeprowadzić dyskusję wyników. Odpowiedzi uzasadnić. - wyjaśnić wpływ stężenia substancji fluoryzującej na intensywność fluorescencji. Odpowiedź uzasadnić. - wyjaśnić wpływ ph na zmianę fluorescencji roztworu chininy. Odpowiedź uzasadnić ilustrując ją odpowiednimi wzorami. BIBLIOGRAFIA: ) J. R. Lakowicz, Principles of fluorescence spectroscopy. III edycja. 2006. Springer 2) V. Balzani, P. Ceroni, A. Juris, Photochemistry and photophysics. 204. Willey VCH.