Напевно ви хоч раз бачили хімічні джерела світла - світяться палички, які починають працювати після «переломлення». Всередині - скляна капсула, яка при цьому ламається, і починається якась містична хімічна реакція. Мені завжди було цікаво розібратися, як це працює.
Енергія зв'язку молекул, що звільняється під час хімічної реакції - може виділиться у вигляді тепла (до чого ми всі звикли), а в окремих випадках може - у вигляді випромінювання кванта світла. Випромінювання світла під час хімічної реакції називається хемілюмінесценції. Існують 2 найбільш поширених реакції з хемілюмінесценції: окислення люмінол і окислення TCPO в присутності органічних барвників.
Відмінність в тому, що люмінол світиться сам, а TCPO - передає енергію молекулам органічного барвника (на кшталт родамін), і таким чином можна керувати кольором світіння вибираючи барвник. Про TCPO (включаючи його синтез) можна подивитися на YouTube (використання синтез), а варіант з люмінол - під катом.
В першу чергу - люмінол. Його можна знайти на форумах хіміків (1 2), або купити в аптеці під назвою Головата (натрієва сіль люминола, цей варіант я не пробував). Я знайшов на барахолці за
1 $ за грам. Чи не скупіться, 1-2-3 грами цілком вистачить для експериментів.
Люмінол розчиняється тільки в лужному середовищі - тому потрібен гідроксид натрію (NaOH) або калію (KOH). Продається в хімічному магазині (наприклад Русхим).
У багатьох прикладах, які можна знайти в інтернеті - реакцію з люмінол проводять у водному середовищі (додаючи перекис водню). Але світіння в цьому випадку слабке, і дуже короткочасне (одиниці / десятки секунд). Набагато кращого результату можна досягти, якщо в якості розчинника використовувати диметилсульфоксид (DMSO), продається в аптеці під ім'ям Димексид. При роботі з ним треба бути обережним і надягати рукавички - він хоч сам і не отруйний, але легко проникає через шкіру, несучи з собою в кров будь-яку розчинну бруд на руках. Може мати легкий неприємний запах через домішок, так що краще не нюхати. Колір світіння до речі відрізняється - у водному середовищі він синій, в DMSO - бірюзовий. Чому так виходить - питання цікаве.
Як джерело кисню - в найпростішому випадку може використовуватися кисень повітря, або гидроперит з аптеки. Перекис водню використовувати не можна, тому що там є вода.
І нарешті каталізатор - в разі DMSO він не обов'язковий, але можна пробувати варіанти з кров'ю, гематогенному і соком хрону (!). Я пробував з висохлої кров'ю і сульфатом міді - нічого доброго не вийшло. Можливо каталізатор важливий тільки для реакції у водному середовищі.
Основна складність - як і скільки чого класти, щоб все працювало? Чимало спроб пішло на пошук добре працює варіанту.
Як виявилося, гідроксиду багато не буває, і його можна брати приблизно на половину обсягу DMSO, навіть якщо він не розчиняється. Люминола - за обсягом 1-2-3 сірникових головки на 100мл. Саме наявність не розчинилися гранул гідроксиду - ключовий фактор для початку реакції. Яскравість світіння - залежить від температури, і кількості розчиненого кисню. Без гидроперита світіння дуже швидко залишається тільки в поверхневому шарі рідини - де є доступ кисню повітря:
1г гидроперита на 100мл рідини, і перемішати - світіння буде по всьому об'єму:
Світіння поступово буде загасати, але навіть після 30 годин реакція все ще йде:
Перший кадр - DMSO з розчиненим люмінолом і KOH приливає в колбу з DMSO і гідроксидом калію на дні. Цей експеримент показує потрібна наявність розчинених лусочок KOH на дні для початку реакції.
3:40 - до сухого люмінолу і KOH приливає DMSO. Відразу починається реакція.
6.19 - то ж в «широкій» ємності.
Update: Варіант без гидроперита, з барботаціей киснем. Дивимося з 40-ї секунди, кисень - з 2.09. В даному випадку - DMSO був підігрітий до
60 градусів, що давало гарні ефекти через конвекції.