Recebido em 20/10/04; aceito em 6/6/05; publicado na web em 25/11/05 ELECTROGENERATED CHEMILUMINESCENCE OF LUMINOL USING LOW-COST ELECTRODES. The purpose of the study was to observe eletrogenerated chemiluminescence (ECL) of luminol using different materials as electrodes such as wires, nails, coins, razor blades, etc. Based on the experimental observations and the mechanisms proposed in the literature, students should be capable of analyzing their results in order to understand the phenomena studied. Students could then elaborate a mechanism of action consistent with the experimental results which could rationalize the formation of intermediates in the reaction and the dependence of ECL on solution pH in addition to other points of interest.Keywords: chemiluminiscence; chemical education; demonstrations experiments.
INTRODUCCIÓNLa electroquimioluminiscencia (también llamada quimioluminiscencia electrogenerada, ECL) es básicamente un medio para convertir energía eléctrica en energía radiativa. Es un proceso que involucra la generación de especies en la superficie del electrodo, que eventualmente participan en reacciones de transferencia electrónica conducentes a la formación de estados excitados que emiten luz. Por ejemplo, la aplicación de una diferencia de potencial a un electrodo en presencia de Ru(bpy) 3 2+ (bpy = 2,2'-bipyridine) da como resultado emisión de fotones y permite la detección del emisor a muy bajas concentraciones (≤10 -11 mol L -1 ) 1 . El empleo de estas sustancias, como marcadores en biomoléculas, ha permitido implementar técnicas de inmunoensayo y de análisis de DNA 2,3 , además, es posible su uso en la investigación de las características de la superficie electródica 4 , técnica que se complementa con estudios de microscopía electrónica de barrido, de efecto túnel, etc.
MECANISMOS GENERALES DE REACCIÓN AniquilaciónLos primeros estudios detallados sobre ECL involucraron reacciones de transferencia electrónica entre especies oxidadas y reducidas (Ru(bpy) 3 3+ y Ru(bpy) 3 + ), generadas en un electrodo de platino, por pulsos alternos de potencial (0,2 Hz), a partir de disoluciones de Ru(bpy) 3 2+ en acetonitrilo 5 . Un mecanismo general de aniquilación es el siguiente: El potencial del electrodo de trabajo oscila rápidamente entre dos valores diferentes para generar la especies oxidada, O, y reducida, R, (Ecs 1 y 2, respectivamente, donde O y R podrían eventualmente representar especies radicalarias), que reaccionarán en las proximidades de la superficie del electrodo para formar el estado emisor (Ec 3). En relación al complejo de rutenio, A = B y la especie excitada representado por Ru(bpy) 3 2+* emite un fotón, h½, al decaer a su estado basal. El estado excitado formado en esta reacción ECL es similar al que se obtiene en experimentos de fotoluminiscencia (PL). En PL un electrón es fotoexcitado produciéndose una transición por transferencia de carga del metal al ligando (π → π*). Si la energía de excitación no es disipada o transferida, cruce intersistema puede ocurrir para formar el estado...