Холодное «химическое» свечение
Совершенно особую группу светящихся веществ составляют соединения, испускающие све г за счет энергии химических реакций. Это явление называется хемилюминесценнией. Общеизвестно свечение гнилушек, светляков, некоторых морских организмов.
Еще в древние времена моряки наблюдали свечение моря. Карфагенский флотоводец Ганно описан море, «горевшее ярким пламенем». А вот воспоминания Чарльза Дарвина: «Как- то в очень темную ночь вся поверхность моря светилась слабым светом. Корабль гнал перед собой две волны, точно из жидкого фосфора, а в кильватере тянулся молочный свет. Насколько хватало глаз, светился гребень каждой волны, а небосклон у горизонта, отражавший сверкание этих синеватых огней, был не так темен, как небо над головой». Эго светились простейшие одноклеточные организмы. Светиться способны и многие морские животные, обитающие как на поверхности моря, так и на глубине.
Рис. 6.7. Так на картине английского художника Дж. Райта (1771) изображен момент от-крытия фосфора, свечение которого поразило старого алхимика и его помощника
Испускают свет не только морские организмы. Светятся гнилушки и пни в лесу, яркий мерцающий свет испускают самцы светляков. Это примеры биолюминесценции — свечения в живых организмах. Причина всех описанных явлений — химические реакции, идущие с выделением энергии. Обычно в ходе химических реакций энергия выделяется в виде тепла, но в редких случаях часть химической энергии переходит в световую. В живых организмах реакции, в том числе и с выделением света, регу-лируются особыми молекулами — ферментами. Давно известны и неферментативные химические реакции, в ходе которых наблюдается «холодное свечение». Еще в 1669 году немецкий алхимик из Гамбурга Хенниг Бранд (1630 — после 1710) случайно открыл белый фосфор по его свечению в темноте (рис. 6.7). Впоследствии химики выяснили, что белый фосфор легко испаряется и светятся его пары, когда они реагируют с кислородом воздуха.
Это свечение подробно иссле- довали в 1920-х годах вЛе- ніш градском физико-техническом институте в лаборатории Николая Николаевича Семенова (IS96—1986). В результате был открыт совершенно новый класс химических реакции; за это открытие Н. И. Семенов совместно с английским химиком Сирилом Норманом Хиншел- иудом (1897—1967) был удостоен Нобелевской премии по химии.Свечение паров фосфора, хотя и привело к важному научному открытию. не имеет практического значения. Однако химики обнаружили, что при окислении некоторых органических веществ, например, перекисью водорода, наблюдается настолько яркая хемилюминесиен- ция, что ее можно видеть даже при дневном освещении. Это явление уже используется для производства игрушек и украшений. Их делают в виде прозрачных пластмассовых трубочек,'вну три которых находится раствор органического вещества, обладающий способностью светиться при окислении, а также Стеклянная ампула с перекисью водорода. Непосредственно перед «применением» продавец (или покупатель) надламывает находящуюся в пластмассовой трубочке хрупкую ампулу, что и «запускает» реакцию. Цвет свечения может быть разным - оранжевым, голубым, зеленым и т. д. — в зависимости от находящегося в растворе красителя. Чем быстрее идет реакция окисления, тем ярче свечение. Но когда реакция идет быстро, она быстро и прекращается. а с ней прекращается и свечение. Если же реакция идет медленно, то длите я она, конечно, дольше, но свечение получается менее ярким (так, если смесь держать в морозильнике, то свечение заметно даже через полгода после «запуска» реакции). Обычно выбирают «золотую середину», что в данном случае означает довольно яркое (можно читать в темноте) свечение, которое затухает в течение примерно 12 часов - для кар на вата или дискотеки этого вполне достаточно. Туристы, побывавшие в итальянском парке «Гардаленд» (аналог американского «Диснейленда»), рассказывают, что видели одновременно сотни светящихся украшений, сделанных в виде цветков, бабочек, жуков и других насекомых, в которых щеголяли посетители (в основном, дети) после наступления темноты. Эффект усиливался множеством усиков-све го- водов, передающих свет на 10—20 см от его источника — ампулы с реагентами. Зрелище впечатляющее! К сожалению, после прекращения химической реакции свечение затухает и возобновить его уже невозможно.