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Quimioluminescência do peroxioxalato

1960
  • Michael M. Rauhut
Configuração de laboratório para reação de quimioluminescência de peroxioxalato em química orgânica.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

Este é o processo químico Responsável pela luz em bastões luminosos. Envolve a reação de um éster de oxalato de diarila (como o oxalato de difenila) com peróxido de hidrogênio na presença de um corante fluorescente (fluoróforo). A reação produz uma alta energia intermediário químico, que então transfere sua energia para a molécula do corante. A molécula do corante excitada então relaxa, emitindo um fóton de uma cor específica.

A reação do peroxioxalato é um dos processos quimioluminescentes não biológicos mais eficientes conhecidos, com rendimentos quânticos que chegam a 23%. O mecanismo é complexo, mas acredita-se que envolva a formação de um intermediário altamente instável e de alta energia, frequentemente proposto como sendo a 1,2-dioxetanodiona (C₂O₄). Esse intermediário é gerado a partir da reação entre o éster de oxalato e o peróxido de hidrogênio. A etapa chave é a luminescência por troca de elétrons iniciada quimicamente (CIEEL). O intermediário instável transfere um elétron para o fluoróforo próximo, causando a fragmentação do intermediário (em duas moléculas de CO₂) e transformando o fluoróforo em um cátion radical. Uma retrotransferência imediata de elétrons do intermediário fragmentado para o cátion radical do fluoróforo gera o fluoróforo em um estado eletronicamente excitado. Esse fluoróforo excitado então emite luz. A cor da luz é determinada inteiramente pela escolha do fluoróforo (por exemplo, 9,10-difenilantraceno para azul, rodamina B para vermelho), e não pela reação primária do oxalato. Isso permite a produção de um amplo espectro de cores simplesmente alterando o corante adicionado.

UNESCO Nomenclature: 2203
Química orgânica

Tipo

Processo Químico

Interrupção

Substancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • síntese de ésteres de oxalato
  • Descoberta e compreensão da fluorescência e dos fluoróforos
  • Pesquisa sobre mecanismos de reação envolvendo intermediários de alta energia
  • Desenvolvimento de química industrial para embalagens seguras de produtos químicos reativos.

Aplicações

  • iluminação de emergência (bastões luminosos)
  • Aplicações militares para marcação e iluminação
  • usos recreativos (festas, concertos)
  • iscas para pesca em alto mar
  • técnicas de química analítica

Patentes:

  • US3597362

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: peroxioxalato, quimioluminescência, bastão luminoso, bastão de luz, oxalato de difenila, peróxido de hidrogênio, fluoróforo, CIEEL, 1,2-dioxetanodiona, rendimento quântico.

Contexto histórico

Quimioluminescência do peroxioxalato

1960
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1961
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1960
1960-05-16
1962

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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