Chemilumineszenz von Tris(2,2'-bipyridyl)ruthenium(II)-chlorid
Geräte:
Magnetrührer, Rührfisch, Becherglas 600 mL, Erlenmeyerkolben 50 mL, Messzylinder 10 mL, Messzylinder 100 mL, Tropftrichter 30 mL
Chemikalien:
Schwefelsäure konz.
Wasser
Tris-(2,2´-bipyridyl)-ruthenium(II)-chlorid
Blei(IV)-oxid
Natriumhydroxid
Natriumborhydrid
Hinweis: Tris(2,2'-bipyridyl)ruthenium(III) ist nicht sonderlich stabil; die Lösung sollte möglichst schnell weiterverarbeitet werden. Es wird viel Wasserstoff frei; der Versuch muss in einem Abzug durchgeführt werden.
Durchführung:
Lösung 1: 1,7 mL Schwefelsäure werden mit Wasser auf 30 mL aufgefüllt. Nun werden 20 mg Tris(2,2'-bipyridyl)ruthenium(II)-chlorid zugegeben. Sobald sich dieses vollständig gelöst hat werden 20 mg Blei(IV)-oxid zugegeben und gerührt, bis eine tiefgrüne Lösung von Tris(2,2'-bipyridyl)ruthenium(III)-chlorid erhalten wird. Diese wird von überschüssigem Blei(IV)-oxid abdekantiert und in einen Tropftrichter gegeben.
Lösung 2: 0,3 g Natriumhydroxid und 5 g Natriumborhydrid werden in 50 mL Wasser gelöst.
In einem 600 mL-Becherglas wird Lösung 2 vorgelegt und im Dunkeln unter Rühren Lösung 1 zugetropft. Jeder Tropfen resultiert in starkem Aufschäumen und einem kurzen, orangefarbenen Aufleuchten.
Entsorgung:
Durch weitere Säurezugabe wird restliches Natriumborhydrid zersetzt, dann wird die Lösung zu den Schwermetallabfällen gegeben.
Erklärung:
Zunächst wird das Tris(2,2'-bipyridyl)ruthenium(II) oxidiert.
2 (bipy)3Ru2+ + PbO2 + 4 H+ ---> 2 (bipy)3Ru3+ + Pb2+ + 2 H2O
Dann wird durch Natriumborhydrid wieder reduziert.
8 (bipy)3Ru3+ + BH4- + 3 H2O ---> 8 (bipy)3Ru2+* + H3BO3 + 7 H+
Hierbei ensteht Tris(2,2'-bipyridyl)ruthenium(II) in elektronisch angeregtem Zustand, welches unter Emission von Photonen (λ = 600 nm) wieder in den Grundzustand übergeht.
(bipy)3Ru2+* ---> (bipy)3Ru2+ + hν
Bilder:
Lösung von Tris(2,2'-bipyridyl)ruthenium(III)
Chemilumineszenz von Tris(2,2'-bipyridyl)ruthenium(II)-chlorid
Chemilumineszenz von (bipy)3RuCl2
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Chemilumineszenz von (bipy)3RuCl2
"It is arguably true that the tetrapyrrole system is Nature's most remarkable creation."
- Claude Rimington
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Hallo Jan,
ich finde, diese schöne leuchtende Rot hat was!
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"Der einfachste Versuch, den man selbst gemacht hat, ist besser als der schönste, den man nur sieht." (Michael Faraday 1791-1867)
Alles ist Chemie, sofern man es nur "probiret". (Johann Wolfgang von Goethe 1749-1832)
„Dosis sola facit venenum.“ (Theophrastus Bombastus von Hohenheim, genannt Paracelsus 1493-1541)
"Wenn man es nur versucht, so geht´s; das heißt mitunter, doch nicht stets." (Wilhelm Busch 1832 -1908)
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"Wenn man es nur versucht, so geht´s; das heißt mitunter, doch nicht stets." (Wilhelm Busch 1832 -1908)
Sehr spannend! Was ich mich beim Durchlesen allerdings fragte ist: muß man das mit so exotischen Chemikalien machen? Der Rutheniumkomplex dürfte schon schwierig genug zu bekommen sein. Kann man nicht wenigstens zur Oxydation und Reduktion was anderes nehmen? Muß es Bleidioxyd und Natriumborhydrid sein?
Der Versuch erinnerte mich daran, daß in einem meiner Bücher was steht über eine oszillierende Chemolumineszenz, bei der die Belousov-Zhabotinsky-Reaktion mit dem Tris(2,2-bipyridin)Ruthenium-II-chlorid gekoppelt wird. Wenn ihr wollt, kann ich das scannen und zur Verfügung stellen - bei Interesse bitte PN an mich.
Der Versuch erinnerte mich daran, daß in einem meiner Bücher was steht über eine oszillierende Chemolumineszenz, bei der die Belousov-Zhabotinsky-Reaktion mit dem Tris(2,2-bipyridin)Ruthenium-II-chlorid gekoppelt wird. Wenn ihr wollt, kann ich das scannen und zur Verfügung stellen - bei Interesse bitte PN an mich.
"Alles sollte so einfach wie möglich gemacht werden. Aber nicht einfacher." (A. Einstein 1871 - 1955)
"Wer nur Chemie versteht, versteht auch die nicht recht!" (G.C. Lichtenberg, 1742 - 1799)
"Die gefährlichste Weltanschauung ist die Weltanschauung der Leute, die die Welt nie gesehen haben." (Alexander v. Humboldt, 1769 - 1859)
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Man kann auch mit Magnesium reduzieren. Alternative Oxidationsmittel wird es auch geben, der Vorteil beim Bleidioxid ist eben, dass man den Überschuss ganz einfach wieder loswird, was z.B. bei Hypochlorit nicht der Fall wäre.
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- Claude Rimington
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Das mit dem PbO2 hat nicht nur einen Vorteil, ist essentiell! Da du kaum mit quantitiativen Mengen arbeiten kannst ist das zu empfehlen, mir fiele auf Anhieb kein säureunlösliches Oxidationsmittel ein (MnO2 ist höchstens noch).
Aber schick! Es wäre vielleicht auch sinnvoll einen Vergleich zwischen frischen und älterem Ru-Komplexsalzen zu machen. Wäre interessant ob sich an der Reakitivität was ändert.
Aber schick! Es wäre vielleicht auch sinnvoll einen Vergleich zwischen frischen und älterem Ru-Komplexsalzen zu machen. Wäre interessant ob sich an der Reakitivität was ändert.
I❤OC
There is no sadder sight in the world than to see a beautiful theory killed by a brutal fact. [T. Huxley]
The pursuit of knowledge is hopeless and eternal. Hooray! [Prof. H. J. Farnsworth]
Trust the rhythm and the rhyme of your own heartbeat. [C. Douglas]
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Kleine Idee zur Verwendung dieser Lumineszenz:
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