Una forma sencilla de observar un proceso fluorescente
consiste en llenar un vaso con agua tónica y agitar el contenido durante unos
minutos hasta que se eliminen las burbujas. Posteriormente, con una lupa, se
concentra luz solar y el haz se hace pasar a través del agua tónica. Puede
observarse que el haz adquiere una tonalidad azulada. Si el mismo procedimiento
se realiza con agua normal, el haz de luz no adquiere ninguna tonalidad, sino
que es blanco
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| Haz de luz pasando a través de un vaso con agua
normal. |
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| Haz de luz pasando a través de un vaso con agua
tónica. (Fuente: Elaboración propia) |
La razón por la que en el caso del agua tónica el haz de luz
muestra una coloración azulada es debido a la presencia de moléculas de quinina, responsable del sabor amargo que tiene este refresco. La quinina,
ya mencionada en el apartado anterior porque era la molécula que Perkin estaba
intentando sintetizar cuando descubrió su colorante violeta, es la encargada de
absorber parte de la radiación ultravioleta procedente del Sol y excitar los
electrones a un nivel superior de energía. Desde este nivel excitado, la
molécula retorna al nivel fundamental emitiendo luz azul.
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| Molécula de quinina |
Sin embargo, si la radiación que se encarga de excitar a las
moléculas de quinina es ultravioleta, que nuestro ojo no es capaz de
visualizar, ¿por qué la luz emitida en la fluorescencia es de color azul?
¿No debería ser radiación de la misma longitud de onda que
excitó a la molécula? La respuesta se encuentra en el hecho de que por encima
de cada nivel electrónico se encuentran los llamados niveles energéticos
vibracionales y rotacionales, que controlan las vibraciones de los enlaces de
las moléculas y los distintos modos de rotación de éstas. Lo normal es que al
excitar una molécula a un nivel electrónico superior también se exciten estos
niveles vibracionales y rotacionales. Antes de que la molécula retorne al nivel
fundamental, primero pierde este exceso de energía vibracional y rotacional.
Por ello el fotón que se emite en el camino de relajación tiene una energía
menor (es decir, mayor longitud de onda) que el fotón que se absorbió para
excitar la molécula
La fluorescencia de la quinina se puede ver de forma mucho más clara si, directamente, se utiliza una lámpara de luz ultravioleta (365 nm). Igualmente resulta muy llamativa la emisión fluorescente de marcado color verde debida a un compuesto llamado fluoresceína. Como nota curiosa, hay que decir que durante años la fluoresceína se utilizó para teñir de verde el río Chicago el día de la festividad de San Patricio.
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| Molécula de fluoresceína |
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Emisión fluorescente debida a la quinina presente en agua tónica (izquierda) y a la fluoresceína (derecha)
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