IV/ Comment recreer ce phénomène en laboratoire ?

A- La chimioluminescence

Il est possible de réaliser une experience modélisant la réaction de bioluminescence, la réaction de chimioluminescence.
Le substrat de la bioluminescence peut-ètre expérimentalement remplacé par des composés chimioluminescents tels que le luminol ou le pyrogallol. Comme la luciférine le luminol est oxydé au cours d'une réaction d'oxydo-réduction, il atteint un état instable et rejette un photon lumineux afin de revenir à son état fondamental.
Le luminol réagit directement avec un oxydant adéquat, il est utilisé en criminologie pour cette raison (fer du sang).

B- Le luminol

 
Le luminol est un produit chimique présentant une chimioluminescence, avec un éclat bleu caractéristique, lorsqu'il est mélangé avec un oxydant adéquat.Il s'agit d'un solide cristallin, blanc à légèrement jaune, qui est soluble dans l'eau et la plupart des solvants organiques polaires.
Le luminol est utilisé en criminologie pour détecter les faibles traces de sang laissées sur les scènes de crime. Il est également utilisé par les biologistes pour détecter le cuivre, le fer et le cyanure.

Nom: 5-amino-2,3-dihydro-1,4-phthalazinedione

Formule brute: C8H7N3O2

Masse molaire: 177,160514 g.mol-1

Tº de fusion: 319-320 ºC

Soluble dans l'eau, dans l'éthanol et dans l'acétone.

C- Protocole expérimentale

Matériel

- 2 béchers de 500 mL
- 6 béchers de 100 mL
- Balance de précision
- Agitateur
- 500 mL d'eau distilée
- 0,5 g de luminol
- 5 g de NaOH
- 7,5 g de Ferricyanure de potassium K3[Fe(CN)6]
- 0,5 mL d'eau oxygénée à 30% concentrée à 110 volumes

Protocole expérimental

 

Préparation des solutions

O,5 L de solution A Dissoudre 5 g d'hydroxyde de sodium dans 0,5 L d'eau distillée.

1. Ajouter 0,5 g de luminol à la solution et agiter jusqu'à complète dissolution.

0,5 L de solution B

1. Dissoudre 7,5 g ferricyanure de potassium dans 0,5 L d'eau distillée.

Conserver au frais et à l'abris de la lumière (réfrigérateur) les solutions A et B. La réaction est plus longue si les solution sont refroidie.

Experience

1. Si l'on veut réaliser n démonstrations, prendre n récipients transparents et placer dans chacun 25 mL de solution A.
2. Dans d'autre béchers n*25 mL de solution B. Ajouter au dernier moment n*2,5 mL d'eau oxygéné. 
3. Verser la solution C dans la solution A. Observer.

 

Reactions de chiomioluminescence

 

D- Observations et explications

Nous observons un forte lumière de couleure bleue verte froide de courte durée:

L'intensité de la lumiere décroit car les reactifs se consomment au fur et à mesure de la reaction.
Des petites bulles de diazote sont visibles sur les paroies du bécher.
La réaction est plus longue et plus intense si les solutions sont refroidies.
En milieu fortement basique la reaction est moins intense mais plus longue que celle en milieu légèrement basique.

 Oxydé en milieu basique, le luminol libère du diazote gazeux, N2 pour donner une molécule dans un état excité, c'est à dire électronique instable. Cette molécule émet un photon lumineux pour retrouver son état fondamental. Les photons émis se situent dans le domaine du visible, une lumière colorée est observable.