Matériel
• 2 erlenmeyers de 250 mL
• Erlenmeyer 500 mL
• Luminol (amino-3-phtalylhydrazide)
• Solution de soude à 10%
• Solution 0,1 M de ferricyanure de potassium (hexacyanoferrate (III) de potassium.
• Solution 0,17 M de peroxyde d’hydrogène (2 volumes)
Remarque : Si vous voulez profiter de la réaction plus longtemps vous pourrez vous servir d’une burette graduée pour mettre en contact les deux solutions finales.
Précautions :
• Il est absolument impératif de porter des lunettes de protection ainsi qu’une blouse afin d’être protégé en cas de projection sur la peau ou les habits.
• Les gants sont necessaires en cas de projections de soude.
Protocoles et observations :
• Préparation de la solution 1 : dans un erlemeyer de 250 mL, dissoudre 0,3 g de luminol (1,7 mmole) dans 10 mL de solution aqueuse de soude à 10% et 90 mL d’eau (100 mL).
• Préparation de la solution 2 : dans un erlenmeyer de 250 mL, mélanger 20 mL de la solution aqueuse de ferricyanure de potassium, 20 mL de la solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène (3,6 mmole) et 160 mL d’eau (200 mL au total). Cette solution peut alors être mise dans une burette.
• Dans un erlenmeyer de 500 mL, diluer la solution 1 dans 175 mL d’eau et dans un endroit peu eclairé, ajouter la solution 2.
• En agitant, on observe la luminescence. On peut l’accentuer en ajoutant quelques cristaux de ferricyanure de potassium ou quelques gouttes de la solution de soude.
Remarque : L’expérience peut être réalisée dans d’autres récipients plus esthétiques.
Explications :
Le mécanisme réactionnel suivant rend compte des faits expérimentaux :
- Le di-anion est produit dans un état excité triplet qui, par croisement intersystème, évolue vers un état excité singulet. Celui ci retourne au fondamental en émettant de la lumière bleue-verte.
- L’oxydation du dianion du luminol en diazaquinone (seconde étape) fait intervenir des radicaux libres car les initiateurs radicalaires renforcent cette luminescence tandis que les inhibiteurs l’affaiblissent. Le ferricyanure de potassium est un catalyseur de la réaction..
- La plupart des réactions chimioluminescentes sont des oxydations.
- En solution aqueuse, neutre, ou acide, le luminol est largement présent sous la forme qui présente une fluorescence bleue (à ne pas confondre avec la chimiluminescence).