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Chemiluminescenza del perossiossalato

1960
  • Michael M. Rauhut
Allestimento del laboratorio per la reazione di chemiluminescenza del perossiossalato in chimica organica.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Questo è il processo chimico responsabile della luce nei bastoncini luminosi. Coinvolge la reazione di un estere di ossalato di diarile (come l'ossalato di difenile) con perossido di idrogeno in presenza di un colorante fluorescente (fluoroforo). La reazione produce un alta energia intermedio chimico, che poi trasferisce la sua energia alla molecola del colorante. La molecola del colorante eccitata si rilassa quindi, emettendo un fotone di un colore specifico.

La reazione del perossiossalato è uno dei processi chemiluminescenti non biologici più efficienti che si conoscano, con rese quantiche che raggiungono i 23%. Il meccanismo è complesso, ma si ritiene che comporti la formazione di un intermedio altamente instabile e ad alta energia, spesso proposto come 1,2-diossetanedione ([latex]C_2O_4[/latex]). Questo intermedio è generato dalla reazione tra l'estere ossalato e il perossido di idrogeno. Il passaggio chiave è la luminescenza a scambio di elettroni iniziata chimicamente (CIEEL). L'intermedio instabile trasferisce un elettrone al fluoroforo vicino, causando la frammentazione dell'intermedio (in due molecole di [latex]CO_2[/latex]) e la trasformazione del fluoroforo in un catione radicale. Un immediato trasferimento di back-electron dall'intermedio frammentato al catione radicale del fluoroforo genera il fluoroforo in uno stato elettronicamente eccitato. Questo fluoroforo eccitato emette quindi luce. Il colore della luce è determinato interamente dalla scelta del fluoroforo (ad esempio, 9,10-difenilantracene per il blu, rodamina B per il rosso), non dalla reazione dell'ossalato primario. Ciò consente di produrre un ampio spettro di colori semplicemente cambiando l'additivo colorante.

UNESCO Nomenclature: 2203
- Chimica organica

Tipo

Processo chimico

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • sintesi di esteri di ossalato
  • scoperta e comprensione della fluorescenza e dei fluorofori
  • ricerca sui meccanismi di reazione che coinvolgono intermedi ad alta energia
  • sviluppo della chimica industriale per il confezionamento sicuro di sostanze chimiche reattive

Applicazioni

  • illuminazione di emergenza (bastoncini luminosi)
  • applicazioni militari per la marcatura e l'illuminazione
  • usi ricreativi (feste, concerti)
  • esche da pesca d'altura
  • tecniche di chimica analitica

Brevetti:

  • US3597362

Idee e potenziali innovazioni

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Contesto storico

Chemiluminescenza del perossiossalato

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1960-05-16
1962

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

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