分析化學發光/亞硫酸鹽和過硫酸鹽
亞硫酸鹽是一種眾所周知的還原劑。用酸化的高錳酸鉀、鈰(IV)或過氧化氫氧化水溶液中的二氧化硫,其化學發光很弱;[1] 弱化學發光的利用使大氣中二氧化硫的檢測靈敏度提高了 50 倍。所提出的機制包括 HSO3― 初始氧化為 S2O62―,然後歧化為 SO42― 和激發的 SO2,後者發出可見光。亞硫酸鹽與羰基化合物發生加成反應,向亞硫酸鹽溶液中加入環己酮以防止大氣氧化,觀察到在適當濃度下,環己酮能增強氧化化學發光。其他環己基化合物也能敏化光發射。Paulls 和 Townshend 認為增強取決於 β-亞碸的形成,並表明這種現象普遍發生在高環烷基化合物中,最佳環大小為九。
稠環烷烴環也能增強亞硫酸鹽的氧化化學發光,這為類固醇的多種測定提供了基礎。因此,一系列皮質類固醇藥物透過增強鈰(IV)氧化亞硫酸鹽的化學發光來測定。類固醇激素增強了溴酸鹽或鈰(IV)氧化亞硫酸鹽的化學發光,據報道了一種基於這種效應的測定方法。此外,膽汁酸敏化了亞硫酸鹽被多種氧化劑 (Ce4+、MnO4―、BrO3― 或 Cr2O72―) 氧化時伴隨的光發射,這些反應已應用於分析中。
有證據表明,高錳酸鉀-亞硫酸鹽反應的化學發光與任何其他高錳酸鉀氧化反應具有相同的發射體,並且來自高錳酸鉀的紅色發射在存在熒光團的情況下作為總光輸出的主要貢獻者而持續存在。[2] 鈰(IV)-亞硫酸鹽反應對存在熒光團時化學發光光譜沒有任何影響。溴酸鹽和重鉻酸鹽氧化產生的光譜尚未進行研究。因此,亞硫酸鹽的化學發光反應仍然可能具有上述機制,導致激發態二氧化硫發射。一直有報道稱,高錳酸鉀-亞硫酸鹽反應在比錳(II)磷光(通常的機制)所能令人滿意地歸屬的更低波長處發射,但這至少可以部分地透過使用未校正不同波長處檢測器靈敏度變化的光譜資料來解釋。
亞硫酸鹽由於其還原性而促進化學發光,而過硫酸鹽在化學發光反應中充當氧化劑。它們不像正常的硫酸鹽那樣具有比正常硫酸鹽更高的氧化態的硫;相反,它們包含過氧化物單元,其中兩個連線的氧原子取代了兩個獨立的氧原子,每個氧原子分別位於兩個連線的硫酸根中;這些氧原子處於-I 氧化態。據報道過硫酸鹽在化學發光中,既可以透過電化學還原在鎂、銀或鉑電極上進行,也可以透過在鎂表面進行熱分解進行。[3] 每種情況下的發光物質都被報道為氧自由基離子,O•―,和激發的過氧化物離子,O22―,分別由羥基自由基,HO•,或過氧化氫或氫過氧化物自由基,HO2•,的去質子化產生。過硫酸鹽也用作魯米諾化學發光的氧化劑,以及釕化學發光中的輔助氧化劑,在那裡它們生成氧化劑 [Ru(bipy)3]3+(參見方程式 B9.1)。