cours d'optique

1. Chimiluminescence
La chimiluminescence est un phénomène de réaction chimique ayant pour conséquence la
production de lumière. Une réaction de ce type est l'oxydoréduction du luminol (3-
aminophthalhydrazide) par l'eau oxygénée, par exemple, ou un quelconque hydroxyde.
Principede chimiluminescence
1-Notion de Base :
Dans la matière(atome) àl’étatfondamental,lesélectronsgravitentautourdunoyauenoccupant leurs
niveaux d’énergie ouorbitesle plusbas. Lorsque de l’énergie estfourni àlamatière sousforme de
chaleurou sousforme de rayonnement, cette énergie estabsorbée parsesélectronsqui passentàun
niveaud’énergie supérieuràleursniveaufondamental (étatexcité). Le retouràl’étatfondamental de
ces électronsexcitésestaccompagné de l’émissionde Photons(Lumière) dontla longueurd’ondeest
fonctionde ladifférence d’énergieentre le niveaud’énergie àl’étatexcitéetle niveaud’énergie
fondamental.

2. 2 Principe général de la chimiluminescence :
La chimiluminescence s’observe suite à une réaction chimique qui produit une molécule se
trouvant dans un niveau d’énergie excité. Pour retomber dans son niveau d’énergie fondamental
(niveau le plus stable), cette molécule émet un rayonnement (des photons).
Example : Chimiluminescence du luminol
Mode opératoire
La manipulation est plus parlante lorsqu’elle est effectuée dans une pièce noire. On prépare
deux solutions A et B. Juste avant la manipulation, on ajoute quelques gouttes d’eau oxygénée
dans la solution B. On verse alors, en même temps, les 2 solutions (50mL de chaque solution)
dans notre montage : un tuyau enroulé autour d’un statif avec un bécher à la sortie. Le mélange
qui passe dans le tuyau émet une lumière bleutée qui persiste quelques minutes après la
réaction.
Pour 400ml de solution :
Etat fondamental
État excité
Retourà l’état fondamentalavec
émission de la lumière

3.  Solution A :
 0,1g de luminol (5-amino-1,2,3,4-tetrahydrophtalazine-1,4-dione)
 5mL de NaOH 10%
 Mettre au trait avec de l’eau distillée.
 Solution B :
 1,5g d’hexacyanoferrate(III) de potassium K3Fe(CN)6
 Mettre au trait avec de l’eau distillée.
 Ajouter 3mL d’eau oxygénée H2O2 30% au moment de la démonstration.
Explications
L’H2O2 se décompose en milieu basique et à l’aide d’un catalyseur tel que le Fe contenu dans
K3Fe(CN)6. 2H2O2 > O2 + 2H2O (réaction de dismutation)
On obtient alors l’anion radicalaire superoxyde O2(-)*. Ce superoxyde oxyde le luminol en un
produit « excité », le 3-aminophtalate. Ce dernier se désexcite en émettant une lumière bleutée.
Applications
 Utilisé dans un tube en plastique, ce phénomène permet d'obtenir une source de lumière de secours
ou bien des objets (bracelets, colliers, cerceaux, etc.) décoratifs lors de fêtes nocturnes. Voir bâton
lumineux (cyalume).
 En criminalistique, le phénomène permet de mettre en évidence des traces de sang peu ou pas
visibles à l'œil nu (dans ce cas, le luminol réagit avec les ions fer des globules rouges, en produisant
de la lumière).
 Lors d'études environnementales, le phénomène peut être utilisé pour la détection du dioxyde
d'azote : ce gaz réagit bien avec le luminol.
 Il existe également de nombreuses applications médicales à ce phénomène, comme la détection de
cellules cancéreuses ou le dépistage des infarctus cardiaques.

4.  En sciences judiciaires (police scientifique), pour l'analyse d'explosifs ayant un ou plusieurs
groupements NO2 (ex: TNT,Nitroglycérine etc.)
Source : Wikipédia.