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HinweisBei dieser Datei handelt es sich um ein Protokoll, das einen Vortrag im Rahmendes Chemielehramtsstudiums an der Uni Marburg referiert. Zur besserenDurchsuchbarkeit wurde zudem eine Texterkennung durchgeführt und hinter daseingescannte Bild gelegt, so dass Copy & Paste möglich ist – aber Vorsicht, dieTexterkennung wurde nicht korrigiert und ist gerade bei schlecht leserlichenDateien mit Fehlern behaftet.

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Dr. Ph. Reiß, im Juli 2007

i 1

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Protokoll des Experlmentalvortrdgs mit dem Themd

FLUORESZENZ

von

U~e Zölzer

fachbereich Chemie der Phllipps-Universitdt Mdrburg,

AbteIlung "Lehramt", im WIntersemester 19!1~/1:l6 )

Vorhcm c rk un g

UdS vorliegende Protokoll gUedert s Lcn In vl e r Le I Le t

A. Kurze k ommen t Le r t e Lnh a Lt s anq aüe

HIer ~ erden dIe unter Punkt B. aufgeführten FolIen

Inhalte zum lJesseren Verst~ndnis in einem umgreifenden

Zu s auunen ha n q d a r q e s t e Ll t ,

B. Kopien d er v e r wen d e t en Tagesli chtprojektor-Folien

C. VersuchslJeschrelbungen

D . LJ t e r at ur an q ab en

A. Kurz e kommentierte lnha I t s an q ab e

Ndchd em d a s Th ema In e i nen Ces<lmtzusamme'd'dng gt'stellt

worden Ist (Folie 1 ), wird au f die HIstorie ,.nd die

He r kun ft der Uezel ch n un q "I' Iu or e s z en z " eingegangen.

Einige Uelspiele d e s Vorkommens fluoreszierender Stoffe

in der Natur werden q en an n t ( Fn.2,3 ).

Ud der fluoreszenzeffekt ohne lJesolldere Md{Jnahmen relativ

selten zu beobachten I s t , werden die ihn he e l u f Lu s s eu uun

C r ö üe n z un a c h s t In einer' -ü b e r s l c n t betrachtet ( F.4 ),

an einigen Beispielen experimentell e r Läu t e r t und die

v e r s uc h s e r q eb nl s s e theoretisch gedeutet (rll.4,~,o,7).

AnschlieUend wird dle Fluoreszenz von der Phosphoreszenz

dOCjegr enzt, wodurch weitere Uesonderhel ten d eu t 11<:h

wenJcn ( FII.7.b i ,

Ul e F o I l eu 9-13 b e s c h.Lf t l q cn s i c h mi t der Struktur f luo

reszierender cr q an Ls c n e r f'lol cküle. Der Vergleich von

f Tu or e s c e t n und Ph en u Lph Lh a Le Ln verdeutlicht au f a ns ctr au

Ll c he Welse d i e Uedeutung des l10lekülgrundgerüstsj eb en s o

werden Suustltuenteneinflüsse behdndelt.

Ab s c h Ll c ße n d werden uu ]' den rullen 14-li einige Anwelldullyen

der F l u or e s z en z , insbesondere In der an or-q aru sc h eu und

or q an Ls c ue n Analytik, gez,;l!lt.

B. Kopi,," der verwendeten ldg eslichtprojektor-Follen:

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)

c. ve r s uc h 5 be 5 eh r'e1 b un gen

für alle Versuche gilt, daß sie am effektvollsten in einem

dbgedunkelten Raum bei der jeweils duszuproblerenden gUn

stigsten Wellenlänge der UV-Lampe ( 256nm bz w , 36S.llm

durchgeführt werden.

Oie in Klammern hinter dem Versuchstitel a nq e q e b e ne n Zah Len

beziehen sich auf die folien,wo der Versuch zu finden ist.

fluoreszenz des wässerigen Extrakts der Roßkastdnien

Rinde (2)

Einige Rindenstückchen von Aesculus hlppocastanum (RoUkas

tanie) gibt man in ein zu 2/3 mit Wasser gefülltes Demon

strationsreagenzglas. Nach kurzer Zeit ist eine prächtige

hellblaue fluore$zenz zu sehen.

Demon s t r e t Lon einiger fluoreszierender Mineralien (2)

Abhängigkeit der fluoreszenz (im Folgenden als F", db

gekürzt) vom Erregerlicht (4)

cl.Man betrachtet eine Oe-Karte mit F.-Farbstoff bei ver

schiedenen Wellenlängen unter der UV-Lampe:

f. bei 254nm: hellgrün

f. bel 36Snm: nicht zu beobachten

b.Han verreibt eine Spatelspl tze 8 Cu:) X Urotropin X

Z CHjCHZOH auf einem FIlterpapIer und betrachtet unter

UV-Licht:

f. bei 254nm: gelb

F", bei J6Snm: dunkelrot

Darstellung von 8 CuJ X Urotropin X 2 CH3CH20H: Zu einer

Suspension von 0,95 9 Kupfer(I)-Jodid In 100 ml ['lhdnol

gibt man 0,7 g gepulvertes Urotropin und rührt etwa 50

Stunden bei Zimm~rtemperdtur. Dds Produkt wird nach dem

Abfiltrieren ohne weitt::re Reinigung getrocknet (bel JOOK).

rv-frregung durch e n e r q l e ä r me r e s Licht; FI n wLr ku n q von

gelbem Lieht duf e Ln e W~i:)s~l'ige Lo s un q VOl\ Rh uu aml n Li (6)

Mdrl Lo s t eine Spur Hhuddmin B In Wdsscr und gibt die r e t e

Losung in eiue Kuvetle. l:ieleuchtet wird mit. einer kleine"

optischen Bdflk mit Nd-Darnpfldmpe, Linsensystem uu d SpLilt

blende in q e e l qn e t e r An o r duun q , Ein Verg Le l c h mit einer

wässerigen Lösung von MetllyJoC'dnge verdeutlicht

den Effekt.

Ab h (J Jl 9 i Uk e i t der f. v on Aq g r e 9 d t 1 U s t df l d b z. w. Ph CiS e

e I 11 e r 5 ub 5 t cl n z (6 )

In e I ue r Reibschale verreibt man einige Gramm Md(JHesium

bromid mi t einer Spur Z i n n c h I arid. Eine intensiv q e Lb e f.

tritl a u f", Die lugdbe von e t wa s Wdsser b e wLr k t, sofortiges

Verlu~c"c.:n der f ••

Mdn oe t r a cn t e t festes F Iu or e s c e Ln ( Nd-Sd l z ) unter der

UV- Lam pe ; ke i ne F •• Di e l un dUC V Oft e l WLi S Wd S S e r IJe wir k t

s of or t l q e s Erscheinen e l n e r intensiven q r ün e n F ••

Kon z e n t rat 1 on se f f e k t e (7)

EIn e r s e h r k on z e n t r I e r t e n un tJ 1e Lc h t d 1 k.d 11 5 ehen Lös u n 9

von F Iu or e s c e Ln In Wd~ser, welche ke Ln e F. zei~~t, entnimmt

man 1/10 ihres Volumens, füllt d l e s e s mit WdtiSer auf 100

V 0 1 um e II l e 1 1 e dU f. Auf d 1 ,~ Se We Ls e s tel 1 t mLi 'I e I 1I e Ver d ün

n un q s r e Lh e her, die ctWd bi s 10 .. 8geht.

Bei der z we I t e n bis d r 1 t t e n Ver d ü n n un q 1 s l die f. ma X I md 1 ,

um bei der siebenten'uis dchlen Verdunnuny gdflL zu

verschwinden.


)

Einfluß des pH-Wertes auf die f. (7)

Zu einer saueren lösung von Chinin in Wasser ( käuflich als

.. Schweppes Tonic-Water tI), die eine blaue F. zeigt, gibt

man einige KOH-Plätzchen und schüttelt um. Die f. erlischt.

Versuch zur Gegenüberstellung von f. und Phosphoreszenz (9)

a. Herstellung eines geeigneten Leuchtstoffs

Han schmilzt 1n einem Reagenzglds 4-5 9 Weins~ure mit einer

sehr geringen Menge f luoresceln z u s amme n , Die Schmelze

kann zunächst aufschäumen, wird aber bdld klar. In diesem

Zustand gießt mdn sie in möglichst dünnem S't r e Lf eu auf die

Ph os ph or oskop-Scheibe (r ad I al r)

b , Das .. Ph os ph or oskop ..

Dieses Cerät besteht in der einfachsten Ausführung lediglich

aus einem fest mit einer Ho Lz p Le t t e verschraubten un d in

selneD;Cesgh.lndigkeit auf ungefähr 10 U/sec elnste11bdreu

Elektromotor. An dessen Achse wird f r e I drehbar eine stabile,

kreistörmige Scheibe ( dünnes Holz, harte Pappe o.a. ) mit

mindestens 30 cm Durchmesser angebracht.

Bei dieser Konstukti on haben sich die Tei le eines Märklin

Hetallbaukdstens gut bewahrt.

Ergebnis: Bei rotierender Scheibe zeigt der leuchtstoff F.;bei stillstehender Scheibe bemerkt ffidn ein Ndchleuchten des

Streifens ( besonders im Vergleich mit einem RedgenLglas t

welches eine wässerige Fluoresceinlösung enthält). wenn die

UV-Lampe ah qe sc na Lt e t wird (=Phosphoreszenz).

Versuche zur AUhJnqiqkeit der F. vun der' chernJ sehen

K on 5 t i t u1 i on

= Acridinorange (10)

Man füll tel n 0 e mon s t r d t i on s I' e d gen L g 1 a s mLt Wd S s e r LJn d lös t

darin eine kleine H~nge der Sub s t an z ,

-. Ar oma t Ls cb e KOhlenwasserstoffe (11)

In fünf Deßlo-Redgensgldscrn, welche zu 2/3 mit Toluol gefüllt

sind, lost man geringe Mengen der an q e q eb e n e n Ac OOldLen.

Abq e s e h e n vom Ndphthdlln ( F. im UV-Uere1ch ) s Ln d die dnqe

<J e o e n C Jl r. -r d r b e n gut L U 5 eta e n •

Ver 5 U chI u In ög 11 ehe n Sub 5 l 1 tue n t eil ein f 1ü 55 e n ~ u l' d I.e r. (12)

Hier k a nn z d , auf die f u r hv e r t Le f en d e Wirkung der Jud-Substi

t ue n t e n 1m Er y t h r os Ln im Vergleich zum F Lu or e s c e l n e Ln q e q an q en

werd~1I •

Die freie Dr erib a r ke Lt einzelner 1101ekü1tei1e, ihre [in

sc h r li n k un g ,Und des Sen L I 1I f 1 u U d u f die r. (1 j t 14 )

a , 0 cl r s te 11 un g v on F 1U 01' e s c ein

In ein He d gen z 9 1 d S 9 11.> t mun z we i 5 pd tel s pi t z e n (!) Ph t 'l d 1

s ä ur e a nh yd r Ld und z we l Spa t e- l s pLt z e n Resorzin. DdLU fügt

md n d r e I m1 k or I z ; 5 c 'l we f e I s clur e und e r wä r mt mIt dem B uns e n

b r en n er ( V UH 5 ICH T ). U e Iau t S am e S Alk d 11 5 i e r e u mit Nd OH

P1dtzchen ruft die bekannte F. des farbstoffs hervor.

Auf u I e s e Art kann dueh Ph e n o Lph t h a l e Ln d a r q e s te Ll t werden, nur

muß ma n .... "stelle VOll He s or e Ln Ph e n o I e l n s e t z e n ,

u , V(~rglc!c" VOll F l u ur e s c e Ln und Ph e n c l pn t ua l e l n

Venwfjndet werden ~dsserige LösungeIl der lJeldcn Stoffe.

Ph e n o Lph t h , zeigt bei limmertemperatur keine f ••

Kü h 1 t m.n I bei d e Lös u11q en I n f 1Ü s s I 9 e m S l I c k s t 0 f f LiD. 5 0


:J

zeigt die f luoresceln-lösung Ph os pn or e s ze nz , d I e Phenolphthd

Le Ln-lösung f ••

c. Weitere Substanzen, deren F.-Verhalten unter diesefß Gesichts

punkt betrachtet werden kann (14)

Anwendung der f. in der chemischen Analytik

Identifizierung von Be 2 + , AI 3 + , Zr 4 + (15)

in drei mit Wasser gefüllten 100 ml [plenmeyer-Kolben löst

.an Jeweils ein Gr amm eines geeigneten, n at ür lieh di ese Ionen

enthaltenden Sdlzes, und gibt dazu fQnf ml einer gesättigten

l Ösu n 9 v on Hor I n in Et h an 0 I •

An der f .-Farbe sowie am Verhalten der lösungen bei pH-Ände

rung können die Ionen erkannt werden.

Re Clk t 1 on v on Cu - I - J mit S t i c k s t 0 f f b ase n (16 )

a. Nachweis elementaren Kupfers, beispielsweise in Münzen

Reagenzlösung: 164 mg Jod werden in 130 ml 96%igem Ethanol

gelöst; dazu gJbt man etwas ( weniger als 1 ml I) Pyridin.

Tropft man diese lösung auf eine Cu-haltlge Metdllfläche

( Scheide~ijnze >, so ist nach einigen Sekunden eine hell

gelbe F. zu beobachten (l65nm).

b. QUd 11 t d t i ver Nd c h \IV e Ls v on S t 1 c k s t 0 f f b cl sen ml t Kup f er ( I ) -

J od i d -R e ag e n z pa pi er

Reagenzpapier: Han imprägniert ein normales Filterpapier mit

einerg esä t t I 9 t e n lösung v on Cu - I - J i n Ace t onI tri I. Ein e

geringe Braunfärbung des Papiers (Jodabscheidung) stört nicht.

Durchführung: Die In der Tabelle aufgefUhrten F.-Fdrben er

geben sich durch Bildung thermisch leicht zersetzoarer An

lagerungskomplexe, wenn mdn in einen Standzylinder geringe

Hengen einer flüssigen Stickst offbase gibt und deren Ddmpf

dU' ein e Lnq ehanq t e s Rea qenz pa pt e r einwirken läßt.

)

- NCI0 ta we i s v on H y d r d l i n III i t S d 1 i c Y 1 cl 1d e h Yd (1 t; )

Ar b e Lt s we Ls e s Man bringt etwd 0,) ml Su Ll c y La Ld ch yd in e Ln e n

k 1e In C:~ fl P 0 l' Z e 11 Cln l i e ~J e 1 u ,•d d e c k t mit ein e m F i 1 t t; r pd p1erd b •

Odrduf gllJ~ man einen Tropfen der mit festem Ndtrluffidcetdt .

9 t~ pu f f er t e n , h Yd r d ~ i " h d 1 l 1yen Prob e • J e n d Ch der t1e ny e v ur

tI cl n d e fl e n Hy d r a Z ins er 5 ehe 1 n t s 0 f 0 r t od ern d ehe I n I gen MI fl U t e n

eine q e Io e F ••

- AmI nos a ur t: c h r omd t og r d pt. i e n LIeh v 01' her Uehe n der 0 d n s y 1 i er un 9 (1 tj )

Dd d e r Ver s uchi m [1n 1 e 1 '1 C " n I c h t J c m01' S tri er t wu r cj e, ver we I s e

ich t.ler d Le s ue zu q Ll c h auf UdS Lt t e r a t ur ve r z e Lcn nLs ,

- B r Lef mar ken und Celdscheine (18)

Diese s l n d zu Kon t r u Ll » urr d fdlsehunysslchcrungsLweck.e,. mit

fluoreszierenden Stoffen au s q e s t.e t t e t ;

- 0 pt I s ehe Au f hell e r j n Waseh mit t c In (1 8)

Diese werden am besten dlinnsctdchtchromdlogrdphlsch a uf q e t r e nn t ,

Be s onu e r s q u t e Lr q ebu Ls s e wurden e r h a Lt e n , weHn ein s p e z Le I Le s

Cdrdlncn~dschmittcl ( "Cu r d L'"] In VerbIndung ml t e l u em f I t e ümitlt:l aus Nethdnul/ 6N S.Jlzsdure ;;,.; 10:l verwe,.dcl wurde.


o. literaturangdben

Die In Abschnitt B in eckigen Klammern stehenden Idhlen

entsprechen hier den Literaturangdben vordngestellten

Zah Ien ,

1. f. Bukatseh' W. Glöckner: Experimentelle Schulchemie,

Band 4/11 u.a., Köln 1973.

2. f. Feigl: Tüpf e Lan a Iy s e , Band 1 u , 2, Frankfurt/M. 1960.

J. Th , förster: Fluoreszenz organischer Verbindungen,

Cöttlngen 1951.

4. H. Gold: Fluorescent ßrightening Agents, In: K. Vellkatd

r ama n ( Hrsg. ): The Ch e ml s t r y of Synthetic Dy e s , 1911.

S. H.D. Hdrdt: Thermochromie! Fluoreszenz! lumlneszenz-

Thermoch rom l e - Ein i9 e E x per imente mit Kupf e r verbi ndung en ,

In: Chern. Exp. Didakt. 2 (l976) 265-266.

6. H.D. Hardt , H. Gechnizdjani: Hexamethylenetetramlno

Copper Iodide Complexes and Their Luminescence Properties,

In: Inorg. Chim. Acta, 15 (1915) 41-51.

7. H.D. Ha r d t Ic A. Pierre: F Ju or e s ze nz nachwe t s von Kupfer

ionen und Kupfermetall, Ndturwlss~nschdftcn 6U (1913) ?OO.

8. H.D. Ha r d t &: A. Plerre: Kupfer(I)-Jodld-Redg~nlpdplerund

fluoreszenz-ThermochromIe, I. Andl. ehern. 265 (!97j) 339.

9. A. Sabotschinsky: Alpha-Arninosduren, Protokoll e l ne s Ex

perimentalvortrags, Marburg 19~3

Weitere lIteratur mit Angaben zu Versuchen:

H.D. Försterling " H. Kuhn: Physikalische Chemie in Experi

menten, Weinheim 1985

L. Kotter: fluoreszenzandlyse in der Schulchemie, Prdxis

der Ndturwlssenschdften 26 (1977) 169-178.

J.

Allyemeine Li t e r at ur zum Tn em a 11 F Lu ur e s z e n z "

H •C • U.. Ue c ker: (1 n t' ü " r UII 9 1 11 dIe Phol oe " ~ rn1 c t 5 t u l l Yd r l u ,

New Yor k 19~j (7. Aufl.)

E • J. Li c>w ~ " &: f. Wu k t: s: F Ju 0 r t: see 11c e 0 f Sol u Li on s, L 01' U on !New York/ Toronto 1953 (1. Auf L, )

kdiser: Spectroscopie 4, 1908

W.J. Noore &: 0.0. Hummel: Physikalische Chemie, Be r Lf n u ,

Ncw York 19~3 (J.Aufl.)


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