Lumineszenz
- 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 |
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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http://www.diplom.de/ean/9783832482848
Arbeit zitieren:
Wertz, Dietrich Juli 2000: Lumineszenz, Hamburg: Diplomica Verlag
Schlagworte:
Fluorzeszenz, Leuchten, Phosphoreszenz, Chemolumineszenz, Versuche



