Πώς παράγονται τα χρώματα δοκιμής φλόγας

Η δοκιμή φλόγας είναι μια μέθοδος αναλυτικής χημείας που χρησιμοποιείται για να βοηθήσει στην αναγνώριση μεταλλικών ιόντων. Ενώ είναι χρήσιμο ποιοτική ανάλυση δοκιμή-και πολύ διασκέδαση για να εκτελέσει-δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό όλων μέταλλα επειδή όλα τα μεταλλικά ιόντα δεν παράγουν χρώματα φλόγας. Επίσης, μερικά μεταλλικά ιόντα εμφανίζουν χρώματα που είναι παρόμοια μεταξύ τους καθιστώντας δύσκολο να τα ξεχωρίσετε. Παρ 'όλα αυτά, η δοκιμή είναι ακόμα χρήσιμη για την αναγνώριση πολυάριθμων μετάλλων και μεταλλοειδών.

Η δοκιμή φλόγας αφορά στη θερμική ενέργεια, ηλεκτρόνια, και η ενέργεια του φωτόνια.

Για διεξαγωγή δοκιμής φλόγας:

1. Καθαρίστε το πλατίνα ή σύρμα νοχαιρό με οξύ.
2. Βυθίστε το καλώδιο με νερό.
3. Βυθίστε το καλώδιο στο στερεό που δοκιμάζετε, καθιστώντας το μηνύματα ότι ένα δείγμα κολλάει στο καλώδιο.
4. Τοποθετήστε το καλώδιο στη φλόγα και παρατηρήστε οποιαδήποτε αλλαγή στο χρώμα της φλόγας.

Τα χρώματα που παρατηρούνται κατά τη διάρκεια της δοκιμής φλόγας προκύπτουν από τον ενθουσιασμό των ηλεκτρονίων που προκαλείται από την αυξημένη θερμοκρασία. Τα ηλεκτρόνια "πηδούν" από την κατάσταση του εδάφους τους σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας. Καθώς επιστρέφουν στο έδαφος, εκπέμπουν ορατό φως. Το χρώμα του φωτός συνδέεται με τη θέση των ηλεκτρονίων και τη συνάφεια που έχουν τα ηλεκτρόνια του εξωτερικού κελύφους με τον ατομικό πυρήνα.

Το χρώμα που εκπέμπεται από τα μεγαλύτερα άτομα είναι χαμηλότερο στην ενέργεια από το φως που εκπέμπεται από μικρότερα άτομα. Έτσι, για παράδειγμα, το στροντίου (ατομικός αριθμός 38) παράγει ένα κοκκινωπό χρώμα, ενώ το νάτριο (ατομικός αριθμός 11) παράγει κιτρινωπό χρώμα. Το ιόν νατρίου έχει ισχυρότερη συγγένεια για το ηλεκτρόνιο, οπότε απαιτείται περισσότερη ενέργεια για τη μετακίνηση του ηλεκτρονίου. Όταν το ηλεκτρόνιο κινείται, φτάνει σε υψηλότερη κατάσταση ενθουσιασμού. Καθώς το ηλεκτρόνιο επιστρέφει στην κατάσταση του εδάφους, έχει περισσότερη ενέργεια για διασπορά, πράγμα που σημαίνει ότι το χρώμα έχει υψηλότερη συχνότητα / βραχύτερο μήκος κύματος.

Η δοκιμή φλόγας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να γίνει διάκριση μεταξύ των καταστάσεων οξείδωσης ατόμων ενός μόνο στοιχείου. Για παράδειγμα, ο χαλκός (I) εκπέμπει μπλε φως κατά τη διάρκεια της δοκιμής φλόγας, ενώ ο χαλκός (II) εκπέμπει πράσινο φως.

Ένα μεταλλικό άλας αποτελείται από ένα κατιόν συστατικό (το μέταλλο) και ένα ανιόν. Το ανιόν μπορεί να επηρεάσει το αποτέλεσμα της δοκιμής φλόγας. Για παράδειγμα, μια ένωση χαλκού (II) με ένα μη-αλογονίδιο παράγει μια πράσινη φλόγα, ενώ ένα αλογονίδιο χαλκού (II) αποδίδει μια κυανή-πράσινη φλόγα.

Πίνακες του χρώματα δοκιμής φλόγας προσπαθήστε να περιγράψετε την απόχρωση κάθε φλόγας όσο το δυνατόν ακριβέστερα, έτσι θα δείτε τα ονόματα χρωμάτων που ανταγωνίζονται εκείνα του μεγάλου κουτιού κραγιόν Crayola. Πολλά μέταλλα παράγουν πράσινες φλόγες, και υπάρχουν επίσης διάφορες αποχρώσεις του κόκκινου και του μπλε. Ο καλύτερος τρόπος για τον εντοπισμό ενός μεταλλικού ιόντος είναι να το συγκρίνετε με ένα σύνολο προτύπων (γνωστή σύνθεση) προκειμένου να γνωρίζετε ποιο χρώμα να περιμένετε όταν χρησιμοποιείτε το καύσιμο στο εργαστήριό σας.

Επειδή υπάρχουν πολλές μεταβλητές, η δοκιμή φλόγας δεν είναι οριστική. Είναι απλά ένα εργαλείο διαθέσιμο για να βοηθήσει στην ταυτοποίηση των στοιχείων σε μια ένωση. Κατά τη διενέργεια δοκιμασίας φλόγας, να είστε προσεκτικοί σε οποιαδήποτε μόλυνση του καυσίμου ή του βρόχου με νάτριο, το οποίο είναι λαμπερό κίτρινο και καλύπτει άλλα χρώματα. Πολλά καύσιμα έχουν μόλυνση νατρίου. Ίσως θελήσετε να παρατηρήσετε το χρώμα της δοκιμής φλόγας μέσα από ένα μπλε φίλτρο για να αφαιρέσετε οποιοδήποτε κίτρινο.

ο ευγενή μέταλλα χρυσό, ασήμι, πλατίνα, παλλάδιο και κάποια άλλα στοιχεία δεν παράγουν ένα χαρακτηριστικό χρώμα δοκιμής φλόγας. Υπάρχουν αρκετές πιθανές εξηγήσεις γι 'αυτό, το ένα είναι ότι η θερμική ενέργεια δεν είναι αρκετή για να διεγείρει τα ηλεκτρόνια αυτών των στοιχείων αρκετά για να απελευθερώσει ενέργεια στην ορατή περιοχή.

Ένα μειονέκτημα της δοκιμής φλόγας είναι ότι το χρώμα του φωτός που παρατηρείται εξαρτάται πολύ από τη χημική σύνθεση της φλόγας (το καύσιμο που καίγεται). Αυτό καθιστά δύσκολο να ταιριάξετε τα χρώματα με ένα γράφημα με υψηλό επίπεδο εμπιστοσύνης.

Μια εναλλακτική λύση στη δοκιμή φλόγας είναι η δοκιμή σφαιριδίων ή δοκιμή με φυσαλίδες, στην οποία ένα στρώμα αλατιού επικαλύπτεται με το δείγμα και στη συνέχεια θερμαίνεται σε μια φλόγα Bunsen καυστήρα. Αυτή η δοκιμή είναι ελαφρώς πιο ακριβής, επειδή περισσότερο δείγμα κολλάει στο σφαιρίδιο παρά σε ένα απλό βρόχο καλωδίων και επειδή οι περισσότεροι καυστήρες Bunsen συνδέονται με φυσικό αέριο, το οποίο τείνει να καεί με καθαρό, μπλε χρώμα φλόγα. Υπάρχουν ακόμη και φίλτρα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να αφαιρέσετε τη μπλε φλόγα για να δείτε το αποτέλεσμα της δοκιμής φλόγας ή φυσαλίδων.