Lehramt - Institut für Physikalische Chemie

UV-VIS
Die Fluoreszenzquantenausbeute wird maximal (φ = φ max ), wenn keine Fluroszenlöschung
auftritt. Dies ist z. B. der Fall, wenn die Löschstoffkonzentration [B] (siehe Abb. 2.12 und
Gl. 2.28) Null ist. Wegen k r = k a·c (ab hier schreiben wir c statt [B]) gilt die Gleichung von
Stern und Volmer
φ max
φ = 1+ c
k e+k d
k a
= 1+ c
c h
, (2.30)
wenn man die anschauliche Bezeichnung Halbwertslösch-Konzentration (c h = k e + k d )/k a
einführt. Für c = c h ist die Fluoreszenzquantenausbeute auf die Hälfte des Maximalwertes
gelöscht. c h kann leicht gemessen werden und dient zur Ermittlung der Geschwindigkeitskonstanten
k a . DieGröße(k e +k d ) hat ebenfalls anschauliche Bedeutung als reziproke Abklingzeit
der ungelöschten Fluoreszenz und kann mit einigem Aufwand direkt gemessen werden.
Abb. 2.13.: Fluoreszenzspektren von Anthracen (3 · 10 −4 M) in Toluol in Gegenwart
von Diethylanilin der folgenden Konzentration: (a) 0,000 M, (b) 0,005 M,
(c) 0,025 M und (d) 0,100 M
Als Löschstoff können insbesondere auch unangeregte Moleküle des fluoreszenzfähigen Stoffs
selbst wirken. Dies zeigt sich in einer Verringerung der Fluoreszenzintensität gemäß der Sern-
Volmer-Gleichung mit zunehmender Konzentration des fluoreszenzfähigen Stoffs (Konzentrationslöschung).
Man kann ohne Bedenken von der Eingabekonzentration als Löschstoffkonzentration
ausgehen, denn der Bruchteil der angeregten Moleküle ist im Vergleich dazu
verschwindend gering. Die Reaktion kann wie folgt dargestellt werden
A ∗ +A ka·c
−−→ (AA) ∗ → A+A+Wärme.
DasProdukt derLöschreaktion führtzumangeregtenDimer(AA) ∗ .SolcheangeregtenDimere
sind in den meisten Fällen nicht fluoreszenzfähig, auch wenn die Monomere diese Eigenschaften
haben. Die Weiterreaktion liefert schließlich wieder die zwei ursprünglichen Monomere,
und die Anregungsenergie wird in Form von Wärme freigesetzt.
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