Compostos actius a l'ultraviolat

Ultraviolat, Fluorescència, Fosforescència

Any de presentació
Assignatura
Física
Química
Grau de dificultat
Materials casolans i no perillosos

Professor / divulgador 

Mª Elena Ramos Lermo

Centre educatiu

INS Vallvera

Any de presentació a Ciència entre tots

2018

Llistat de material necessari

  • Detector de bitllets falsos amb llum ultraviolada.
  • Algun bitllet de veritat, per exemple de 20 euros.
  • Una ampolla de vidre d’aigua tònica.
  • Un pot de cúrcuma.
  • Alcohol etílic.
  • Peces de polsera amb pigments actius a l’ultraviolat.
  • Goma elàstica.

Com ho fem?

  1. Preparem el material actiu a l’ultraviolat: elaborem polseres amb les peces que contenen pigments actius a l’ultraviolat.
  2. Preparem una dissolució de cúrcuma en etanol (no és soluble en aigua).
  3. Encenem el detector de bitllets amb llum ultraviolada.
  4. Anem posant els diferents productes sota la llum ultraviolada i observem.
  5. Les polseres també les podem observar sota la llum solar.

Què observem?

A la nostra vida quotidiana moltes vegades entrem en contacte amb compostos capaços d’absorbir llum ultraviolada i després emetre llum. Alguns exemples són els pigments UV, beguda tònica, cúrcuma, espinacs... de fet, en concret, són compostos que tenen aquests productes capaços de donar fluorescència o en algun cas també fosforescència.

Els dos processos tenen mecanismes molt semblants. En amdós casos el compost actiu té una estructura molecular capaç d’absorbir radiació ultraviolada. Aquesta energia excita els electrons més externs, que poden saltar a nivells energètics superiors. Aquesta situació però no és estable i la molècula vol retornar al seu estat fonamental. Com que hi ha hagut pèrdua d’energia per relaxació vibracional aquests compostos emeten llum a una longitud d’ona diferent a la de l’ultraviolat, de fet a la zona del visible de manera que podem veure la seva lluentor.
La diferència entre la fluorescència i la fosforescència és la capacitat d’emmagatzemar energia: la fluorescència absorbeix la llum ultraviolada i de seguida emet la radiació fluorescent. En canvi la fosforescència retarda aquesta emissió d’energia de manera que l’emet poc a poc, fins i tot durant hores després d’haver absorbit la llum ultraviolada.

Amb els diferents productes que posem sota l’ultraviolat observem:
• Els bitllets: veiem els diferent elements de seguretat que s’han fet amb pigments actius a l’ultraviolat.
• Tònica: La tònica conté quinina que dóna un fenomen de fluorescència quan és excitada amb llum UV (màxim d’eficiència a 350 nm), proporcionant fluorescència a 450 nm. Veiem un color blau clar fluorescent.
• Dissolució de cúrcuma en etanol: La Curcuma longa L. és una planta de la família Zingiberaceae més coneguda amb el nom de turmèric que es troba distribuïda en les regions tropicals i subtropicals. El seu colorant principal és la curcumina, un polifenol amb molts efectes medicinals (anticancerigen, antiinflamatoris, antioxidants, antibacterians, antivirals i reductors del colesterol). De la Curcuma longa L. Es poden extreure tres curcuminoïdes : curcumina (C), demetoxicurcumina (DMC) i bisdemetoxicurcumina (BDMC). Aquests són actius a l’ultraviolat donant fluorescència de color groc.
• Polseres actives a l’ultraviolat: Els pigments que contenen aquestes polseres donen fluorescència i també fosforescència. Podem observar aquesta fluorescència sota el llum ultraviolat i també simplement quan estem sota la llum solar. Si veiem que la polsera té colors molt vius vol dir que ens hem de posar crema protectora, si no hi ha llum ultraviolada la polsera torna a ser blanca opaca. Aquestes polseres serveixen per veure també la fosforescència (que dura força estona) quan les irradiem prèviament amb llum ultraviolada o llum solar (amb UV) i després les observem a la foscor.

Paraules clau

Ultraviolat, Fluorescència, Fosforescència

Grau de dificultat

Fàcil

Durada de l'experiència

20 minuts

La podem reproduir utilitzant materials casolans/quotidians i no perillosos?