Chemiluminescence didefinisikan sebagai cahaya yang dipancarkan sebagai hasil dari a reaksi kimia. Ini juga dikenal, kurang umum, sebagai chemoluminescence. Cahaya tidak selalu merupakan satu-satunya bentuk energi yang dilepaskan oleh reaksi chemiluminescent. Panas juga dapat dihasilkan, menghasilkan reaksi eksotermis.
Dalam reaksi kimia apa pun, atom, molekul, atau ion reaktan bertabrakan satu sama lain, berinteraksi untuk membentuk apa yang disebut keadaan transisi. Dari keadaan transisi, produk terbentuk. Keadaan transisi adalah di mana entalpi maksimum, dengan produk umumnya memiliki lebih sedikit energi daripada reaktan. Dengan kata lain, reaksi kimia terjadi karena meningkatkan stabilitas / mengurangi energi molekul. Dalam reaksi kimia yang melepaskan energi sebagai panas, kondisi getaran produk bersemangat. Energi menyebar melalui produk, membuatnya lebih hangat. Proses serupa terjadi dalam chemiluminescence, kecuali itu elektron yang menjadi bersemangat. Keadaan tereksitasi adalah keadaan transisi atau keadaan menengah. Ketika elektron tereksitasi kembali ke keadaan dasar, energi dilepaskan sebagai a
foton. Pembusukan ke kondisi dasar dapat terjadi melalui transisi yang diizinkan (pelepasan cahaya dengan cepat, seperti fluoresensi) atau transisi terlarang (lebih seperti fosforensi).Secara teoritis, setiap molekul yang berpartisipasi dalam reaksi melepaskan satu foton cahaya. Pada kenyataannya, hasilnya jauh lebih rendah. Reaksi non-enzimatik memiliki efisiensi kuantum sekitar 1%. Menambahkan a katalisator dapat sangat meningkatkan kecerahan banyak reaksi.
Dalam chemiluminescence, energi yang mengarah pada eksitasi elektronik berasal dari reaksi kimia. Dalam fluoresensi atau fosforensi, energi berasal dari luar, seperti dari sumber cahaya yang energetik (mis., Lampu hitam).
Beberapa sumber mendefinisikan reaksi fotokimia sebagai reaksi kimia apa pun yang terkait dengan cahaya. Di bawah definisi ini, chemiluminescence adalah bentuk fotokimia. Namun, definisi yang ketat adalah bahwa reaksi fotokimia adalah reaksi kimia yang membutuhkan penyerapan cahaya untuk melanjutkan. Beberapa reaksi fotokimia bercahaya, karena cahaya frekuensi rendah dilepaskan.
Reaksi luminol adalah demonstrasi kimia klasik dari chemiluminescence. Dalam reaksi ini, luminol bereaksi dengan hidrogen peroksida untuk melepaskan cahaya biru. Jumlah cahaya yang dilepaskan oleh reaksi rendah kecuali jika sejumlah kecil katalis yang sesuai ditambahkan. Biasanya, katalis adalah sejumlah kecil besi atau tembaga.
Perhatikan tidak ada perbedaan dalam rumus kimia dari keadaan transisi, hanya tingkat energi elektron. Karena besi adalah salah satu ion logam yang mengkatalisasi reaksi, reaksi luminol dapat terjadi digunakan untuk mendeteksi darah. Zat besi dari hemoglobin menyebabkan campuran kimia bercahaya terang.
Contoh luminesensi kimia yang baik lainnya adalah reaksi yang terjadi pada tongkat pijar. Itu warna tongkat cahaya hasil dari pewarna fluoresen (fluorofor), yang menyerap cahaya dari chemiluminescence dan melepaskannya sebagai warna lain.
Kemiluminesensi dipengaruhi oleh hal yang sama faktor yang mempengaruhi reaksi kimia lainnya. Meningkatkan suhu reaksi mempercepatnya, menyebabkannya melepaskan lebih banyak cahaya. Namun, cahayanya tidak bertahan lama. Efeknya bisa dengan mudah terlihat menggunakan tongkat cahaya. Menempatkan tongkat cahaya dalam air panas membuatnya bersinar lebih terang. Jika tongkat pijar ditempatkan dalam freezer, pijarannya melemah tetapi bertahan lebih lama.
Bioluminescence adalah bentuk chemiluminescence yang terjadi di organisme hidup, seperti kunang-kunang, beberapa jamur, banyak hewan laut, dan beberapa bakteri. Ini tidak terjadi secara alami pada tanaman kecuali jika dikaitkan dengan bakteri bioluminescent. Banyak hewan bercahaya karena hubungan simbiosis dengan Vibrio bakteri.
Kebanyakan bioluminesensi adalah hasil dari reaksi kimia antara enzim luciferase dan luciferin pigmen luminescent. Protein lain (mis., Aequorin) dapat membantu reaksi, dan kofaktor (mis., ion kalsium atau magnesium) mungkin ada. Reaksi seringkali membutuhkan input energi, biasanya dari adenosin trifosfat (ATP). Meskipun ada sedikit perbedaan antara luciferin dari spesies yang berbeda, enzim luciferase bervariasi secara dramatis antara filum.
Organisme menggunakan reaksi bioluminescent untuk berbagai tujuan, termasuk memangsa mangsa, peringatan, ketertarikan pasangan, kamuflase, dan menerangi lingkungan mereka.
Daging dan ikan yang membusuk bioluminesen sesaat sebelum pembusukan. Bukan daging itu sendiri yang bersinar, tetapi bakteri bioluminescent. Penambang batu bara di Eropa dan Inggris akan menggunakan kulit ikan kering untuk penerangan yang lemah. Meskipun kulitnya berbau tidak enak, mereka jauh lebih aman daripada lilin, yang bisa memicu ledakan. Meskipun sebagian besar orang modern tidak menyadari pancaran daging mati, itu disebutkan oleh Aristoteles dan merupakan fakta yang terkenal di masa-masa sebelumnya. Jika Anda penasaran (tetapi tidak siap untuk eksperimen), daging busuk bersinar hijau.