らくらく化学実験_化学発光 エネルギー 励起

光る液体みてみたい

 防災グッズとしてはもちろん、コンサート会場でもよく見かけるようになったあの不思議な光り物。そう言えば、祭りの夜店でも光るアクセサリーとしてすでに定番化した様子。電気がなくても明るく光るグッズ、よくみると中は液体のようだ。光とは、お日様や物が燃えて炎を出す時、あるいは照明の電源を入れた時にお目にかかれるものと相場は決まっていたのだがね。さてさて、液体が光るとは一体…?
「手 順」 
 この実験についての詳細「準備・手順・注意・工夫」等については、関連の研究大会等で資料・データ等を配布していますので、その機会をご利用下さい。
 
以下、参考資料のみ掲載します

試薬量により微妙な色の違い

市販品には色々なものが増えた


注意と工夫
  1. ビーカーよりも空き缶を使うと光が観察しやすい。
  2. ローダミンBはごく少量で十分で、試薬ビンの側面に付着している粉末を少しかき取る感じでよい。
  3. A液には過酸化水素水が含まれている。作業中に手につくことが多いので実験終了後はセッケンで洗うようにする。
  4. 事前に市販の発光スティックで演示しておくと効果がある。
  5. 有機溶剤を使うので、廃液回収後の洗浄はこちらでやるようにする。
  6. 廃液をビーカーに少し取り、直接湯を注ぐと強い発光が得られる。ただし、廃液が増えるので注意。
  7. シュウ酸ビスは、吸湿分解性なので扱いに注意が必要。

動 画:実験の様子:直接湯を入れると一気に発光する:廃液を
ビーカーに少し取り、直接湯を注ぐと強い発光が得られます。




実験の様子その2:蛍雪の功:光で文字が読めた!




動 画:三角フラスコ内で反応させてみた。
「解 説」
 化学発光は、化学反応によって励起状態の化学種が生じ、それが基底状態にもどる時に光を生じる現象である。
一般の反応の前後では熱エネルギーの出入りを伴うことが多いのだが、この種の反応では光エネルギーへの変換が効率よく行われ、熱をほとんど発生しない。これを 冷光ということもあり、この反応機構を体内でうまく行う生物も多数知られている。

  R−O−C=O            O−C=O
      |   +   →   | |
  R−O−C=O            O−C=O
                     ※中間体

 シュウ酸ビス試薬のRはトリクロロフェニル基で、過酸化水素と反応して安定な活性中間体(※)をつくる。この物質がペリレンのような蛍光物質を活性化、励起状態に引き上げると考えられている。
 ルミノール試薬は扱いやすいが、光の強さという点では、こちらシュウ酸ビスに軍配が上がる。最近は舞台効果や防災具、レジャー(キャンプ、つり具など)にも利用されるようになっているようだ。
 
  関連実験ページ:ルミノールで見るのー

「確認演習」
  1. 蛍光と化学発光との違いについて説明しなさい。
  2. ペリレンを加える理由を述べなさい。
  3. 化学発光を体内で行う生物の例をいくつか挙げなさい。
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編集:山田暢司