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Lumineszenz

Lumineszenz
Über dieses Buch
  • Art: Abschlussarbeit
  • Autor: Dietrich Wertz
  • Abgabedatum: Juli 2000
  • Umfang: 151 Seiten
  • Dateigröße: 20,3 MB
  • Note: 1,0
  • Institution / Hochschule: Bundesgymnasium, Bundesrealgymnasium und Bundesorberstufenrealgymnasium für Leistungssportler Oberschützen Österreich
  • ISBN (eBook): 978-3-8324-8284-8
  • ISBN (CD) :978-3-8324-8284-8 CD
  • Sprache: Deutsch
  • Prämierung:
  • Arbeit zitieren: Wertz, Dietrich Juli 2000: Lumineszenz, Hamburg: Diplomica Verlag
  • Schlagworte: Fluorzeszenz, Leuchten, Phosphoreszenz, Chemolumineszenz, Versuche

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Abschlussarbeit von Dietrich Wertz

Gang der Untersuchung:

Die vorliegende Arbeit umreißt die physikalischen und historischen Grundlagen der Lumineszenz und fasst die wichtigsten, im Großen und Ganzen mit gängigen Laborgeräten durchführbaren, Experimente zur Lumineszenz zusammen.

Im ersten Teil, dem theoretischen Teil, soll der Leser, der nicht ausreichend über Optik bescheid weiß, mit dem für das Verständnis der Lumineszenz-Experimente benötigten Wissen vertraut gemacht werden. Dabei werden insbesondere die verschiedenen Arten der Lumineszenz (Chemolumineszenz, Biolumineszez, Photolumineszenz, Tribolumineszenz, Radiolumineszenz, Thermolumineszenz u.s.w.) ausführlich erklärt. Oftmals faszinierende praktische Beispiele aus Natur und Technik werden genannt.

Den größten Teil der Arbeit macht allerdings der praktische Teil aus. In diesem sind – der oben genannten Einteilung folgend – auf 116 Seiten 66 Versuche zur Lumineszenz detailreich beschrieben. Die Experimente sind bis auf ganz wenige Ausnahmen (z.B. Experimente mit radioaktivem Material) mit insgesamt über 220 Farbbildern genauestens dokumentiert. Die Versuchsdurchführung und die Resultate zu jedem Versuch werden beschrieben. Außerdem werden die jeweils benötigten Substanzen und Geräte und die Literatur aufgelistet.

An die Arbeit schließt sich eine Tabelle, die alle bekannten Lumineszenz-Indikatoren auflistet, eine Liste der verwendeten Substanzen und ein umfangreiches Literaturverzeichnis an.

Inhaltsverzeichnis:

1. THEORIE 6
1.1 GRUNDLEGENDE EINFÜHRUNG 6
1.1.1 Wissenswertes über das Licht 6
1.1.2 Kaltes Leuchten - Lumineszenz 8
1.2 LUMINESZENZ-ARTEN 9
1.2.1 Chemolumineszenz 9
1.2.2 Biolumineszenz 12
1.2.3 Photolumineszenz 15
1.2.4 Andere Lumineszenzarten 18
1.3 GESCHICHTLICHES ZUR LUMINESZENZ 19
1.3.1 Erstes Zusammentreffen mit dem kalten Leuchten 19
1.3.2 Wissenschaftler im Dienste der Lumineszenz 19
1.3.3 Ausblick in die Zukunft 21
2. PRAXIS 22
2.1 CHEMOLUMINESZENZ 22
Versuch 1: Leuchtender Sauerstoff 22
Versuch 2: Mallet - Reaktion mit Chlorgas 25
Versuch 3: Sensibilisierte Chemolumineszenz des Singulett-Sauerstoffs 27
Versuch 4: Chemolumineszenz von Phosphor 29
Versuch 5: Chemolumineszenz von Phosphor mit Kohlendioxid 30
Versuch 6: Phosphorversuch nach Mitscherlich - Nachweis von weißem Phosphor 31
Versuch 7: Geisterstunde im Chemiesaal - leuchtende Tafelkreide 33
Versuch 8: Nachweis von rotem Phosphor 36
Versuch 9: Chemolumineszenz von Luminol 38
Versuch 10: Sensibilisierte Chemolumineszenz mit Luminol 40
Versuch 11: Chemolumineszenz - Intensität in Abhängigkeit von der Konzentration 43
Versuch 12: Oszillierende Luminol - Chemolumineszenz 45
Versuch 13: Oszillierende Leuchtringe im Reagenzglas 48
Versuch 14: Lumineszenz - Fontäne 49
Versuch 15: Lumineszenz-Motorboot - Leuchtflitzer mit Luminol 52
Versuch 16: Sensibilisierte Chemolumineszenz mit Lucigenin 54
Versuch 17: Chemolumineszenz des Lucigenins mit Osmiumoxid als Katalysator 56
Versuch 18: Chemolumineszenz an der Front 57
Versuch 19: Chemolumineszenz in Zirkus und Kinderzimmer 59
Versuch 20: Grüße aus dem Hause Dracula: Chemolumineszenz mit Oxalsäureestern 63
Versuch 21: Chemolumineszenz mit Pottasche 65
Versuch 22: Chemolumineszenz und Synthese von Siloxen 67
2.2 BIOLUMINESZENZ 70
Versuch 23: Leuchtendes Pilzmycel 70
Versuch 24: Leuchtender Waldboden 71
Versuch 25: Leuchtbakterien im Fleisch 73
Versuch 26: Photolumineszenz im Hühnerstall: "Fluoreszenz" von braunen Hühnereiern 74
Versuch 27: "Phosphoreszenz" von Hühnereierschalen 76
Versuch 28: Photolumineszenz von Hämatoporphyrin 77
Versuch 29: Blutnachweis 79
Versuch 30: Photolumineszenz im Weingarten - Fluoreszenz von Resveratrol 81
Versuch 31: Blaues Roßkastanienblut - Photolumineszenz von Aesculin 83
Versuch 32: Photolumineszenz verschiedener Pflanzen 84
Versuch 33: Chromatographie und Photolumineszenz mit ätherischen Ölen 86
Versuch 34: Lumineszenz der Schöllkraut - Komponenten 87
Versuch 35: Photolumineszenz von Schnecken 88
2.3 PHOTOLUMINESZENZ 90
Versuch 36: Kleiner Exkurs zum Aufwärmen: Herstellung einer Sonnenschutzcreme 90
Versuch 37: Schülerversuch: Experiment am lebendigen Objekt 91
Versuch 38: Anwendungsbereiche der Photolumineszenz im Alltag 92
Versuch 39: Fluorescein bei verschiedenen Konzentrationen 94
Versuch 40: Photolumineszenz von Geldscheinen 97
Versuch 41: Lumineszenz bei der Post 98
Versuch 42: Leuchtpuzzle und Temperatur 100
Versuch 43: Herstellung einer Leuchtfarbe 102
Versuch 44: Anwendung von Leuchtlacken im Alltag 104
Versuch 45: Fluoreszenz und Phosphoreszenz mit Fluorescein und Weinsäure 107
Versuch 46: Photolumineszenz von Siloxen 109
Versuch 47: Fraunhoferlinien im UV - Sonnenspektrum 110
Versuch 48: Anwendung der Photolumineszenz bei der Erdölsuche 111
Versuch 49: Nachweis von Zink 113
Versuch 50: Nachweis von Zinn 114
Versuch 51: Nachweis von Aluminium 115
Versuch 52: Fluoreszenz von Vitamin B1 (Aneurin/Thiamin) 116
Versuch 53: Nachweis von Uran 117
Versuch 54: Photolumineszenz von Magnesiumbromid 118
Versuch 55: Optische Aufheller 120
Versuch 56: Fluorescein als pH-Indikator 122
Versuch 57: Naphthol als pH-Indikator 124
Versuch 58: Synthese von Eosin und pH-Abhängigkeit der Lumineszenz von Eosin 126
Versuch 59: Synthese von Eosin mit Hilfe von N-Bromsuccinimid 128
Versuch 60: Luminol als pH-Indikator 129
Versuch 61: Photolumineszenz von Gesteinen 131
Versuch 62: Herstellung eines "Phosphoroskopes" 132
2.4 TRIBOLUMINESZENZ 134
Versuch 63: Tribolumineszenz von Zucker und Kupfersulfat 134
Versuch 64: Tribolumineszenz von "Siloxen" 136
Versuch 65: Tribolumineszenz von Klebebändern 137
2.5 THERMOLUMINESZENZ 138
Versuch 66: Leuchtende Gesteine 138
ANHANG 139
TABELLE: LUMINESZENZ - INDIKATOREN 139
VERWENDETE SUBSTANZEN 141
QUELLENVERZEICHNIS 145

Automatisiert erstellter Textauszug:

Geräte: e; I Gasbrenner q I heizbares Wasserbad q I Stativ+ Stativklammer Chemikalien: -1 die Reagenzien A- D von Versuch 12 fie 2 mL) (im Reagenzglas) Versuch: Wir heizen das Wasserbadauf 60'C auf, dunkeln den Raum ab und tauchen die Proberöhre kurz in das60'C warme Wasserbad. Ergebnis: Wir können leuchtendblaue Schlierenbeobachten, im Reagenzglas die von oben nach unten wandem und dort wieder zu leuchten aufhören. Weiterführung: Wir klemmen das Reagenzglas die Stativklammer und erhitzen kurz aber kräftie in mit dem Gasbrenner. Ergebnis: Wir können leuchtendeRinge im Reagenzglas beobachten, langsamvon oben die nach unten fließen und dort erlöschen. Hinweis Eine fototeclmische Verwertung des Versuchsgelang mir leider nicht. eine schöne Abbildung findet sich aberin Lit.[12]. Literatur: 303ff [2]: Seiten [...]

Die restlichen 2 mI belassen wir im Meßzylinder, stellen diesen ebenfalls ins (zw hängenden Eiswasserbad Proberöhre)und halten ihn ebenfallsfür Versuch l3 bereit. Drgebnis: Wir könnenim Dunkeln eine hellblaueChemolumin eszenzbeobachten. Weiterführung I: Sobald das Leuchten abklingt, erwärmen wir das Becherglas samt Inhalt kurz im (60'C warmen) Wasserbad, um die Reaktion zu beschleunigen. Dann stellen wir das Becherglas auf den Magnetnilrrer(Abb. 12.1),dunkeln eflleut ab und beginnen zu rühren. Ergebnis: Zunächst zeigt sich eine ziemlich schwachedunkelblaue Chemolumineszenz. Nach etwa einer Minute wird das Leuchten dann etwas stärker und erreicht dann plötzlich ihr Maximum; dieses sehr starke hellblaue Leuchten hält nur etwa eine Sekundean, ist aber dennochgroßartig zu beobachten,weil es im Dunkeln fast wie ein blauer Lichtblitz erscheint.Wir haben auf alle Fälle einen Chemolumin eszenzOszillatorhergestellt. (Abb. 12.2-12.5) Weiterführung II: Auch die oszillierendeChemolumineszenz sich sensibilisieren. läßt Daza beginnen wir wieder von neuem mit dem Versuchund setzendem leuchtendenSystemeine wäßrige RhodaminB-, Fluoresceinoder Thiazolgelb-Lösung zu. Ergebnis: Mit Rhodamin B erhaltenwir eine violett- und mit Fluoresceinund Thiazolselb eine gelblich-grtin o szillierende Chemolumin eszenz. Literatur: 303ff [11]: Seiten Abbildungen: siehenächsteSeite! [...]

Chemikalien: fa o,o5 g Luminol E S mL Natronlaug (c:1,25 mol/L) (5%) e E Z x450 mI. Aqua dest. t1 0,2 g Kaliumhexacyanoferrat(trI) t=l to * 5 mI Wasserstoffperoxid (3%) Versuch: Zunächst bauen wir das Stativ auf und befestigen die fünf Trichter mit Hilfe der flinf Stativklammern so am Stativ. daß eine Flüssigkeit, die in den obersten Trichter gegossen wird von dort in den nächstenTrichter rinnt u.s.w.. Wir bauen also eine ,,Trichterkaskade". Unter dieseKaskadestellenwir das l-L-Becherglas. Die 0,05 g Luminol lösen wir in 5 mL Natronlaugeim 500-mL-Standzylinder auf und gießen etwa 450 ml Aqua dest. dazu. Im zweiten Standzylinder bereitenwir eine Lösung von 0,2 g Kaliumhexacyanoferrat 450 mT Aqua dest. und fügen in dann die 10 mT Wasserstoffperoxid hinzu. Nun dunkeln wir den Raum ab und schüttendie beiden Standzylinder gleichzeitig und möglichst langsamin den Trichter, sodaßdie Flüssigkeitdurch die Kaskadein dasBecherglas rinnt. Ergebnis: Beim Zusammentreffen der beiden Flüssigkeiten zeigt sich ein intensives hellblaues Leuchten, das beim Durchfließen durch die Trichter urd auch im Becherglas beobachtet gut werdenkann. Das Leuchtenhält (im Becherglas) etwa 5 Sekunden stark an und ist nach weiteren 20 Sekunden nur noch schwer zu erkennen Weiterführung I: Wenn das Leuchten abgeklungenist, können wir die Chemolumineszenz wieder indem wir einigewinzige Körnchen Kaliumhexacyanoferrat (Rotes ,gegenerieren", Blutlaugensalz) dasBecherglas geben in Noch besser funktioniert die ,,Wiederbelebung"der Reaktion, wenn wir das Kaliumhexacyanoferrat etwa 5 mL Wasserstoffperoxid in auflösen,bevor wir es dem Becherslaszuführer. Weiterführung II: Weiters können wir (wie W.Otto zeigte) das Leuchten katalytisch fürdem. Daza nehmen wir möglichst dünne Silber,- Kupfer,- Eisen,- oder Messingdrähteund rollen sie zu einem ,Metallwolle-Bausch" zusammen.Dann dunkeln wir ab und bewegen jeweils einen der drei Metallbäuschein der (noch lumineszierenden) Flüssigkeithin und her. [...]

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Arbeit zitieren:
Wertz, Dietrich Juli 2000: Lumineszenz, Hamburg: Diplomica Verlag

Schlagworte:
Fluorzeszenz, Leuchten, Phosphoreszenz, Chemolumineszenz, Versuche

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