Chemilumineszenz in Dimethylphthalat quencht unerklärlich?

[Glaskocher]

Hallo Freune des chemischen Lichtes!


Im Moment bereite ich einige Experimente für eine besondere Vorlesung meines Chefs vor. Dabei bin ich bei folgendem Problem "stecken geblieben":

Chemilumineszenz mit DNPO und Rubren in Dimethylphthalat mit einer Mindestleuchtdauer von 2-3 Minuten und hoher Leuchtdichte. An Literatur habe ich zunächst "Chemische Kabinettstücke (1994 von Herbert W Roesky)" verwendet. Es soll natürlich eine Ansatzgröße und -Geometrie verwendet werden, die noch in der 15. Reihe gut ankommt.

Lösung A: Man bereitet eine Lösung von 0.01 M Oxalat (80mg DNPO/100ml) und 0.003 M (ca. 0.1 g/100 ml) eines Farbstoffes in Dimethylphthalat.
Lösung B: 8 ml 30prozentiges H₂O₂ werden mit 80 ml Dimethylphthalat in 20 ml t-Butanol in der Kälte vermischt. Durch Zugabe von 0.02 bis 0.03 g Natriumsalicylat läßt sich ein helleres Leuchten erzielen.
...
Durch
Vermischen von je 50 ml der Lösungen A und B in einem Becherglas beginnt sofort die Lumineszenz in der Farbe des zugesetzten Farbstoffes.

Meine Beobachtung ist hier, daß die Lumineszenz zwar sehr hell startet, aber binnen weniger Sekunden (während des Umschwenkens) schon wieder erlischt (quencht?). Verwende ich statt der empfohlenen 50ml Lösung B nur einzelne Milliliter bekomme ich deutlich mehr Licht und längere Leuchtzeit, darf aber wiederum nicht durchmischen, weil ich sonst das Licht lösche.

Variante 1: In Lösung B wird nur 0,8ml 30prozentiges H₂O₂ zugegeben. Das Leuchten zeigt sich, ist aber noch empfindlicher gegen Durchmischung.

Variente 2: Statt Lösung B werden 4ml 30prozentiges H₂O₂ zugegeben und die Lumineszenz setzt ein. Die Oberglächen der wässrigen Tropfen leuchten besonders gut. Das Leuchten steigert sich mit der Durchmischung des Zwei-Phasen-Systems und bleibt mindestens 5 Minuten stabil, bevor es langsam nachläßt. Literatur 1 (S. 9) Literatur 2



Jetzt mal die Fragen:
- Kann es sein, daß t-Butanol das Leuchten quencht?
- Stimmen die Mengenangaben in den "Kabinettstücken" mit der Erfahrung überein? Ich habe schon mehrere Experimente aus dem Buch auf "vorführbare" Konzentrationen verdünnen müssen.
- Gibt es noch andere Lösungsvermittler für Perhydrol in Dimethylphthalat?


Ich experimentiere im Moment noch mit weiteren Systemen, um eine schöne Farbvielfalt zu bekommen. Mehr dazu später...

[lemmi]

Ich habe diese Versuche mit TCPO statt mit DNPO gemacht und anhaltendes, helles Leuchten beobachtet. Meine Rezeptur:

Lösung A: TCPO 0,40 g, Diphenylanthracen 100 mg (oder Rhodamin B 60 mg oder Rubren 40 mg) in Dimethylphtalat 100 ml

Lösung B: Natriumsalicylat 50 mg in t-Butanol 20 ml und Dimethylphtalat 80 ml (über Nacht stehen lassen zur vollst. Auflösung)

Man mischt 10 ml Lösung B mit 0,8 ml 30 %igem H₂O₂, worauf sich keine homogene Mischung, sondern eine Emulsion bildet. Dazu gibt man 10 ml Lösung A und erhält ein helles, über 1 Stunde anhaltendes Leuchten [blau, orangerot oder gelb].

Nach meinem Laborbuch vom 17.12.10 gibt die Mischung ohne Natriumsalicylat nur ein ganz schwaches Leuchten. Zusatz desselben verstärkt das Leuchten passager erheblich (für 5-10 Minuten) und dies kann durch weiteren Zusatz drei Mal aufgefrischt werden - von "quenching" habe ich nichts bemerkt.

Aber der Spezialist für Peroxyoxalat-CL in allen Lebenslagen ist BJ68! Den solltest du bei Fragen evtl. direkt anschreiben, weil er vielleicht nicht immer mitliest.

[BJ68]

Hat er schon gemacht....und eine kleine Firmeninformation bekommen...

Bj68

[VC-Chris]

Da werden Erinnerungen wach....war ja auch mal mein Steckenpferd

Ich hatte damals recht regen Kontakt mit Dieter Weiß von der Uni Jena:

http://www.chemie.uni-jena.de/institute ... start.html

Echt netter Typ, der auch meistens gute Ideen/Ratschläge zu dem gefragten Thema hat...

[Glaskocher]

Hi VC-Chris

Ich werde Herrn Weiß mal kontaktieren, was meine Beobachtung mit Na-Salicylat betrifft.
Von @BJ68 habe ich einen Tipp bekommen, den ich aber erst im kommenden Jahr umsetzen kann (muß das Material erst noch ordern).


Hi Lemmi
Das Problem mit der Emulsion in der Peroxid-Lösung kenne ich auch. Man kann es recht elegant umgehen, indem man die Reihenfolge der Zugaben zur Lösung vwerändert: Wenn man das Na-Salicylat im Wasserstoffperoxid löst, dazu das t-Butanol gibt (darf auch "gefroren" sein) und zuletzt das Dimethylphthalat zugibt, dann löst/mischt sich das Vorhandene jeweils in/mit der zugegebenen Substanz. Bei Zugaben in große gerührte Lösungsvolumina kann man auch auf die Verdünnung mit Dimethylphthalat verzichten und die Lösung in t-Butanol direkt zugeben.


Ich hatte mir für das System DNPO-Rubren-H2O2 in Dimethylphthalat ein spezielles Gefäß gebaut: Die Silouette eines Tannenbaumes aus 15mm-Rohren ist mit einem Stamm aus 25mm-Rohr so verbunden, daß die Flüssigkeit frei darin fließen kann. Unten am "Wurzelstock" befindet sich ein 100ml-Erlenmeierkolben, der mit einem Magnetrührer als Umwälzpumpe genutzt werden kann. Bei knapper Füllung läßt sich eine Pegeldifferenz von bis zu 5cm zwischen den oberen Einmündungen der "Äste" und dem Füllstand im Stamm erreichen. Den oberen Abschluß bildet eine NS29-Hülse, um das Ganze auch verschließen zu können. In Zukunft will ich das "Umwälz-System" noch für weitere Gefäßformen nutzen (Ideen zum Teil vorhanden).