Испытание на пламя - это метод аналитической химии, используемый для идентификации ионов металлов. Хотя это полезно качественный анализ тест - и очень весело выполнять - его нельзя использовать для определения всех металлы потому что не все ионы металлов дают цвета пламени. Кроме того, некоторые ионы металлов отображают цвета, которые похожи друг на друга, что затрудняет их различение. Тем не менее, тест все еще полезен для выявления многочисленных металлов и металлоидов.
Цвета для испытаний на тепло, электроны и пламя
Испытание пламени это все о тепловой энергии, электроныи энергия фотоны.
Чтобы провести испытание на пламя:
- Очистить платина или нихромовая проволока с кислотой.
- Смочите провод водой.
- Окуните провод в тестируемое твердое вещество, убедившись, что образец прилип к проводу.
- Поместите провод в пламя и наблюдайте за любым изменением цвета пламени.
Цвета, наблюдаемые во время испытания на пламя, являются результатом возбуждения электронов, вызванного повышенной температурой. Электроны «прыгают» из основного состояния на более высокий энергетический уровень. Когда они возвращаются в свое основное состояние, они излучают видимый свет. Цвет света связан с расположением электронов и сродством электронов внешней оболочки к атомному ядру.
Цвет, излучаемый более крупными атомами, имеет более низкую энергию, чем свет, излучаемый более мелкими атомами. Так, например, стронций (атомный номер 38) дает красноватый цвет, а натрий (атомный номер 11) - желтоватый цвет. Ион натрия обладает более сильным сродством к электрону, поэтому для его перемещения требуется больше энергии. Когда электрон действительно движется, он достигает более высокого состояния возбуждения. Когда электрон возвращается в свое основное состояние, у него появляется больше энергии для рассеивания, что означает, что цвет имеет более высокую частоту / более короткую длину волны.
Испытание на пламя также может использоваться для определения степени окисления атомов одного элемента. Например, медь (I) излучает синий свет во время испытания на пламя, а медь (II) излучает зеленый свет.
Соль металла состоит из катиона компонента (металла) и аниона. Анион может повлиять на результат теста на пламя. Например, соединение меди (II) с негалогенидом дает зеленое пламя, в то время как галогенид меди (II) дает сине-зеленое пламя.
Таблица цветов испытаний пламени
Таблицы цвета пламени постарайтесь описать оттенок каждого пламени как можно точнее, чтобы увидеть названия цветов, конкурирующие с названиями большой коробки мелков Crayola. Многие металлы производят зеленое пламя, а также есть различные оттенки красного и синего. Лучший способ идентифицировать ион металла - сравнить его с набором стандартов (известный состав), чтобы узнать, какого цвета ожидать при использовании топлива в вашей лаборатории.
Поскольку в нем задействовано так много переменных, испытание на пламя не является окончательным. Это всего лишь один из доступных инструментов, помогающих идентифицировать элементы в соединении. При проведении испытания на пламя будьте осторожны с любым загрязнением топлива или контура натрием, который ярко-желтый и маскирует другие цвета. Многие виды топлива имеют загрязнение натрием. Вы можете наблюдать цвет теста на пламя через синий фильтр, чтобы удалить любой желтый.
| Цвет пламени | Металлический ион |
| Сине-белый | Олово, свинец |
| белый | Магний, титан, никель, гафний, хром, кобальт, бериллий, алюминий |
| Малиновый (темно-красный) | Стронций, иттрий, радий, кадмий |
| красный | Рубидий, цирконий, ртуть |
| Розово-красный или пурпурный | литий |
| Сиреневый или бледно-фиолетовый | калий |
| Лазурный синий | Селен, индий, висмут |
| синий | Мышьяк, цезий, медь (I), индий, свинец, тантал, церий, сера |
| Цвет морской волны | Медь (II) галогенид цинка |
| Бледно-сине-зеленый | фосфор |
| зеленый | Медь (II) не галогенид таллия |
| Ярко зеленый | бор |
| Зеленое или бледно-зеленое яблоко | барий |
| Бледно-зеленый | Теллур, сурьма |
| Желто-зеленый | Молибден, марганец (II) |
| Ярко-желтый | натрий |
| Золото или коричневато-желтый | Железо (II) |
| апельсин | Скандий, железо (III) |
| От оранжевого до оранжево-красного | кальций |
благородные металлы золото, серебро, платина, палладий и некоторые другие элементы не дают характерного цвета для испытаний на пламя. Есть несколько возможных объяснений этому, одно из которых заключается в том, что тепловой энергии недостаточно, чтобы возбудить электроны этих элементов достаточно, чтобы высвободить энергию в видимом диапазоне.
Альтернатива испытания пламени
Одним из недостатков испытания на пламя является то, что наблюдаемый цвет света очень сильно зависит от химического состава пламени (топлива, которое сжигается). Это затрудняет сопоставление цветов с диаграммой с высоким уровнем достоверности.
Альтернативой испытанию на пламя является бусинка или блистер, в котором шарик соли покрывают образцом и затем нагревают в пламени горелки Бунзена. Этот тест немного более точен, потому что к шарику прилипает больше образцов, чем к простой проволочной петле и потому что большинство горелок Бунзена подключено к природному газу, который имеет тенденцию гореть чистым, синим пламя. Есть даже фильтры, которые можно использовать для вычитания синего пламени, чтобы увидеть результаты теста пламени или блистер.