Chemia w Szkole | 06 maj 2014
* Pokazana okładka tytułu jest aktualną okładką tytułu Chemia w Szkole. Kiosk24.pl nie gwarantuje, że czytany artykuł pochodzi z numeru, którego okładka jest prezentowana.
Wstęp
Chemia jako dziedzina nauki, obok zainteresowania właściwościami substancji budujących nasz świat, zajmuje się przede wszystkim przemianami tych substancji. Reakcje chemiczne można rozumieć jako formę przekształcania się jednych substancji w inne, co objawia się zmianami właściwości fizycznych i chemicznych, takich jak na przykład stan skupienia, gęstość, zapach czy barwa. Należy jednak zaznaczyć, że zmiany te nie zawsze są dostrzegalne dla naszych zmysłów. Nie dziwi więc, że w dosyć powszechnym mniemaniu reakcje te są formą przemiany jedynie materii. Wiemy jednak, że procesom chemicznym towarzyszą także efekty energetyczne. Często są one stosunkowo subtelne i może dlatego, szczególnie w dydaktyce, traktowane bywają jako coś odrębnego, czy wręcz mniej ważnego.
Reakcje chemiluminescencyjne należą do klasy reakcji egzoenergetycznych. Powstające w ich trakcie promieniowanie widzialne powstaje kosztem energii chemicznej. Omówienie tego zjawiska może być interesującym urozmaiceniem dydaktyki chemii.
W tym miejscu warto się zastanowić, dlaczego zwykle poprzestaje się na prezentacji wyłącznie efektu cieplnego reakcji? Pewną rolę może odgrywać fakt, że reakcje chemiluminescencyjne wydają się mniej znane. Nie jest to jednak prawda - wiele z nich zostało przecież doskonale opisanych. Ważniejsze wydaje się to, że substraty konieczne do ich przeprowadzenia są często drogie lub silnie toksyczne. Problemem może być także ich niska dostępność, a własnoręczna synteza, w warunkach najczęściej słabo wyposażonego laboratorium szkolnego, bywa kłopotliwa. Nie może być to jednak wytłumaczeniem, ponieważ chemiluminescencję można uzyskać nawet w przypadku dosyć powszechnie dostępnych substancji.
Chemiluminescencja została po raz pierwszy zaobserwowana przez niemieckiego alchemika Henniga Branda w 1669 roku. Otrzymał on białą odmianę alotropową fosforu i stwierdził, że substancja ta emituje zielonkawożółtą poświatę, doskonale widoczną w ciemności. Dziś wiemy, że w tym przypadku świecenie jest efektem powolnego utleniania białego fosforu. Reakcja ta jednak nie zachęca do jej własnoręcznego przeprowadzenia, ponieważ fosfor biały jest ekstremalnie toksyczny - dla dorosłej osoby dawka śmiertelna drogą doustną lub wziewną wynosi około 0,1 g. Występuje też zagrożenie pożarowe, ponieważ rozdrobniony fosfor biały zapala się natychmiast, nawet w temperaturze pokojowej.
Dużo mniej znanym przykładem chemiluminescencji jest świecenie towarzyszące utlenianiu metali alkalicznych, głównie sodu. Metal ten jest stosunkowo powszechnie dostępny w szkolnych pracowniach chemicznych, gdzie wykorzystuje się go do demonstracji reaktywności metali pierwszej grupy głównej układu okresowego. Pierwiastek ten nie jest też trujący, a jego pozostałości stosunkowo łatwo usunąć. Wszystkie te cechy predystynują reakcję powolnego utleniania sodu do tego, aby służyła jako doskonały przykład do zaznajomienia się z chemiluminescencją, mimo iż światło jest mniej intensywne niż w przypadku fosforu. Przytoczony niżej opis doświadczenia jest dowodem, że eksperymenty z chemiluminescencją nie muszą być drogie, czy trudne do bezpiecznego przeprowadzenia.
(...)
mgr Marek Ples
Artykuł w całości jako plik PDF do pobrania znajduje się w zakładce Opis w ofercie tytułu Chemia w Szkole.
Wróć do czytelni