Kemiluminiscencija je definirana kao svjetlost koja se emitira kao rezultat a kemijska reakcija. Također je poznata, rjeđe, i kao kemoluminiscencija. Svjetlost nije nužno jedini oblik energije koji se oslobađa hemiluminescentnom reakcijom. Može se proizvesti i toplina, koja stvara reakciju egzotermičan.
U bilo kojoj kemijskoj reakciji, atomi, molekule ili ioni reaktanta sudaraju se međusobno, koji djeluju na način koji se naziva prijelazno stanje. Iz prijelaznog stanja nastaju proizvodi. Prijelazno stanje je tamo gdje je entalpija maksimalna, pri čemu proizvodi imaju uglavnom manje energije od reaktanata. Drugim riječima, dolazi do kemijske reakcije jer povećava stabilnost / smanjuje energiju molekula. U kemijskim reakcijama koje oslobađaju energiju kao toplinu, stvara se vibracijsko stanje proizvoda. Energija se raspršuje kroz proizvod, čineći ga toplijim. Sličan se proces događa u hemiluminiscenciji, osim što elektroni postaju pobuđeni. Uzbuđeno stanje je prijelazno ili intermedijarno stanje. Kad se uzbuđeni elektroni vrate u osnovno stanje, energija se oslobađa kao a
foton. Do propadanja u osnovno stanje može doći preko dozvoljenog prelaza (brzo oslobađanje svjetlosti, poput fluorescencije) ili zabranjenog prijelaza (više poput fosforescentnosti).Teoretski, svaka molekula koja sudjeluje u reakciji oslobađa jedan foton svjetlosti. U stvarnosti, prinos je mnogo niži. Neenzimske reakcije imaju oko 1% kvantne učinkovitosti. Dodavanje a katalizator može uvelike povećati svjetlinu mnogih reakcija.
U hemiluminiscenciji energija koja vodi elektroničkom pobuđivanju dolazi od kemijske reakcije. U fluorescenciji ili fosforescenciji energija dolazi izvana, poput iz energetskog izvora svjetlosti (npr. Crne svjetlosti).
Neki izvori definiraju fotokemijsku reakciju kao bilo koju kemijsku reakciju povezanu sa svjetlošću. Prema toj definiciji, hemiluminiscencija je oblik fotokemije. Međutim, stroga je definicija da je fotokemijska reakcija kemijska reakcija koja zahtijeva apsorpciju svjetlosti za nastavak. Neke fotokemijske reakcije su svjetlucave, kada se oslobađa svjetlost niže frekvencije.
Luminolna reakcija je klasična hemijska demonstracija hemiluminescencije. U ovoj reakciji luminol reagira s vodikovim peroksidom da bi oslobodio plavu svjetlost. Količina svjetlosti koja se oslobađa reakcijom je mala ukoliko se ne doda mala količina prikladnog katalizatora. Obično je katalizator mala količina željeza ili bakra.
Napominjemo da nema razlike u kemijskoj formuli prijelaznog stanja, već samo energetska razina elektrona. Budući da je željezo jedan od metalnih iona koji katalizira reakciju, luminol reakcija može biti koristi se za otkrivanje krvi. Željezo iz hemoglobina uzrokuje jaku svjetlost kemijske smjese.
Drugi dobar primjer kemijske luminiscencije je reakcija koja se događa u jarkim štapićima. boja sjajnog štapa rezultat je fluorescentne boje (fluorofore) koja apsorbira svjetlost iz hemiluminescencije i oslobađa je kao drugu boju.
Na hemiluminiscenciju utječe isto čimbenici koje utječu na druge kemijske reakcije. Povećanje temperature reakcije ubrzava je, stvarajući tako da oslobađa više svjetla. Međutim, svjetlost ne traje toliko dugo. Učinak može biti lako viđen pomoću sjajnih štapića. Stavljanje štapa za sjaj u vruću vodu čini da svijetli sjajnije. Ako se štapić za sjaj stavi u zamrzivač, njegov sjaj slabi, ali traje mnogo duže.
Bioluminiscencija je oblik kemiluminiscencije koji se pojavljuje u živući organizmi, kao što su krijesnice, neke gljivice, mnoge morske životinje i neke bakterije. Ne javlja se prirodno u biljkama, osim ako nisu povezane s bioluminiscentnim bakterijama. Mnoge životinje sjaju zbog simbiotske veze sa Vibrio bakterije.
Većina bioluminiscencije rezultat je kemijske reakcije između enzima luciferaze i luminescentnog pigmenta luciferina. Ostali proteini (npr. Aequorin) mogu pomoći reakciji i kofaktora (npr. ioni kalcija ili magnezija) mogu biti prisutni. Reakcija često zahtijeva unos energije, obično iz adenosin trifosfata (ATP). Iako je mala razlika između luciferina različitih vrsta, enzim luciferaza dramatično varira između phyle.
Organizmi koriste bioluminescentne reakcije u različite svrhe, uključujući namamljivanje plijena, upozorenje, privlačenje parova, kamufliranje i osvjetljavanje njihove okoline.
Trulo meso i riba su bioluminescentni neposredno prije truleži. Nije meso samo ono koje svijetli, već bioluminiscentne bakterije. Rudari ugljena u Europi i Britaniji upotrijebili bi suhe koze za slabo osvjetljenje. Iako su kožice grozno mirisale, korištene su bile mnogo sigurnije od svijeća, što bi moglo izazvati eksplozije. Iako većina modernih ljudi nije svjesna sjaja mrtvog mesa, spomenuo ga je Aristotel i bio je dobro poznata činjenica u ranijim vremenima. U slučaju da ste znatiželjni (ali niste spremni za eksperimentiranje), truljenje mesa svijetli zeleno.