Lüminesans

Sistem tarafından emilen herhangi bir enerji yayılmalıdır. Çeşitli şekillerde ortaya çıkar, örneğin lüminesans, ısı veya moleküllerdeki konformasyonel değişiklikler şeklinde. Bilim adamı Sergei Vavilov’a göre: "Lüminesans, belirli bir spektral bölgede ve belirli bir sıcaklıkta, aynı zamanda sınırlı bir aydınlatma süresi ile karakterize edilen, yani kaybolmayan bir vücudun radyasyonunun, aynı cismin sıcaklık radyasyonu üzerindeki fazlalığıdır. uyarma kesildikten hemen sonra."

Lüminesans türleri

Farklı lüminesans türlerini, onları aydınlatmaya teşvik eden faktöre göre ayırıyoruz. En popüler olanlar:

1. Uyarma faktörünün görünür, ultraviyole veya kızılötesi spektrumdan elektromanyetik radyasyon olduğu fotolüminesans. Işık şeklinde yayılan enerji, genellikle uyarma enerjisinden daha azdır.
2. Bir maddenin kimyasal reaksiyonlarla uyarıldığı kemilüminesans, bu fenomen örneğin luminolün oksidasyonu nedeniyle oluşur. Bir suç mahallinde kan tespiti için kullanılır – güçlü bir oksitleyici olan luminol vehidrojen peroksit karışımı püskürtülür.
3. Biyokimyasal reaksiyonlar sonucunda maddelerin uyarılması ile karakterize edilen biyolüminesans, ateşböceklerinde gözlemlenebilir. Uygulamada, bu tür radyasyon emisyonuna, lusiferazın lusiferaz tarafından oksidasyonuna yol açan enzimatik bir reaksiyon neden olur. Tüm canlı organizmalar biyolüminesans potansiyeline sahiptir, ancak genellikle fark edilemeyecek kadar düşüktür.
4. Bir katının uyarılmasının alternatif veya sabit bir elektrik alanında gerçekleştiği elektrolüminesans, oysa gazlar elektrik deşarjları altında elektrolüminesansa maruz kalır. Bu fenomen, diğerlerinin yanı sıra, flüoresan lambalarda, elektrolüminesan kapasitörlerde ve görüntü dönüştürücülerde kullanılır.
5. X-ışını lüminesansı, X-ışınlarının neden olduğu ışık emisyonudur. Görüntü kalitesini iyileştirmek için kullanılan iyileştirme ekranları, kalsiyum tungstat kullanarak bu fenomene dayanmaktadır.

Ayrıca, radyolüminesans, elektron uyarımlı lüminesans, sonolüminesans, tribolüminesans ve termolüminesans gibi başka birçok lüminesans türü vardır.

fotolüminesans

Fotolüminesans, kimyasal analizde en sık kullanılan fenomendir. Elektronik geçişlerin mekanizmalarına göre veya daha canlı bir şekilde enerjinin soğurulması ile yayılması arasındaki süreye göre iki ana kategoriye ayrılabilir. Bunlar:

• Kısa süreli bir aydınlatma olan floresan, enerji emiliminden emisyona 10 ^-8 saniyeden fazla geçmez. Bir elektronun daha yüksek bir enerji seviyesinden daha düşük bir enerji seviyesine kendiliğinden geçişi durumunda meydana gelir.
• Fosforesans, enerjinin emilmesinden itibaren ^10-8 sn’den daha uzun bir sürede meydana gelen uzun süreli bir aydınlatma olgusudur. Bazen ışığı yaymak saatler hatta günler alır. Bu tür enerji, yarı kararlı seviyelerin varlığını gerektirir ve ortamın termal enerjisinin katılımıyla oluşturulur.

Floresans ve fosforesans enerjisi, uyarma radyasyonunun enerjisinden çok daha düşüktür. Molekülün ışınımsal olmayan, termal geçişler yoluyla enerji bozunmasından kaynaklanır. Yayılan fotonlar uyarma fotonlarından daha düşük enerjiye sahip olduğundan, emisyon spektrumu daha uzun dalga boylarına doğru kayar. Fosforesans spektrumu en çok kaydırılandır, çünkü moleküler durumun geçişi, floresan durumunda olduğu gibi sıfır uyarılmış tekli durum S ₁ seviyesinden değil, sıfır üçlü durum T ₁ seviyesinden herhangi bir salınımlı- tekli zemin durumunun dönüş seviyesi S ₀ . Bu tür geçişler, Jablonski diyagramında grafiksel olarak gözlemlenebilir.

floresan

Floresan, kimyasal analizde en sık kullanılan lüminesans olgusudur. Bu tür bir radyasyon emisyonu birkaç temel özellik ile tanımlanır, örneğin: absorpsiyon spektrumu, floresans spektrumu, mutlak floresans kuantum verimliliği ve emisyon süresi. Mutlak kuantum verimi, yayılan radyasyonun kuantum sayısının uyarma radyasyonunun kuantum sayısına oranıdır. Emisyonun süresi, floresan yoğunluğunun belirli bir değere düştüğü zamandır. Konsantrasyon söndürme de ilginç bir olgudur. Çözeltideki fosforun konsantrasyon limiti ile karakterize edilir ve bunun ötesinde floresan azalmaya başlar. Bir fosfor, lüminesans sergileyen kimyasal bir bileşiktir. Bunlar, örneğin polimerler, eozin, ZnS sülfitler ve itriyum oksisülfürlerdir.

Organik bileşiklerin fotolüminesansı

Organik moleküllerin fotolüminesans ile ilgili olarak gösterdiği birçok düzenlilik olduğu ortaya çıktı. Floresan bantları, absorpsiyon bandına göre daha uzun dalga boylarına doğru kaydırılır, ancak spektrumlar kısmen örtüşür. Floresans ve floresansın eksitasyon ışık yoğunluğu, absorpsiyonu ve kuantum verimi arasında da orantılı bir ilişki vardır. Bu nedenle nitel ve nicel analizlerde kullanmak mümkündür. Bu fenomeni kullanan kantitatif analize spektroflorimetri denir. Teknik, absorpsiyon spektrofotometrisine kıyasla daha düşük bir algılama sınırına sahiptir ve oldukça seçicidir. Seçicilik, konjuge bir çift bağ sistemine sahip aril bileşiklerinin türevleri olan spesifik kimyasal bileşiklerin floresans geçirmesinden kaynaklanır. Uygulamada bu, yapıdaki aromatik halkalar ne kadar fazlaysa, kimyasalın floresan özelliklerinin o kadar güçlü olduğu anlamına gelir. Organik kimyada spektroflorimetri uygulaması, vitaminler, amino asitler , proteinler gibi biyolojik olarak aktif bileşiklerin analizini; antibiyotikler dahil farmasötikler; karbonhidratlar ve yağlar gibi gıda bileşikleri ve PAH’lar (polisiklik aromatik hidrokarbonlar) gibi çevresel toksik maddeler.

inorganik bileşiklerin spektroflorimetrisi

Florimetri fenomenine dayanan inorganik kimya deneyleri, alüminyum, berilyum, magnezyum, kalsiyum gibi elementler ve nadir toprak elementleri ile uygun organik ligandlar arasında şelat komplekslerinin oluşum mekanizması kullanılarak gerçekleştirilir. Bu kompleksler, belirli bir floresans sergilerler ve saptama limitleri çok düşüktür.

Tablo 1. Metallerin ve LoD’nin florimetrik tayini için kullanılan reaktif örnekleri.