Kako nastajajo barve za preizkušanje plamena

Test plamena je analitična kemija, ki se uporablja za prepoznavanje kovinskih ionov. Čeprav je koristno kvalitativna analiza testa - in ga lahko zelo zabavamo - ni ga mogoče uporabiti za identifikacijo vseh kovine ker ne dajejo vsi kovinski ioni plamenske barve. Tudi nekateri kovinski ioni prikazujejo barve, ki so podobne drug drugemu, zato jih težko ločimo. Kljub temu je test še vedno uporaben za prepoznavanje številnih kovin in metaloidov.

Test plamena se nanaša na toplotno energijo, elektronov, in energije fotoni.

Za izvedbo preskusa plamena:

1. Čist a platina ali nikromova žica s kislino.
2. Žico navlažite z vodo.
3. Žico potopite v trdno snov, ki jo preizkušate, s tem da tožite, da se vzorec drži na žici.
4. Žico položite v plamen in opazujte kakršno koli spremembo barve plamena.

Barve, opažene med testom plamena, so posledica vzbujanja elektronov, ki ga povzroča povišana temperatura. Elektroni "skačejo" iz svojega osnovnega stanja na višjo energijsko raven. Ko se vrnejo v osnovno stanje, oddajajo vidno svetlobo. Barva svetlobe je povezana z lokacijo elektronov in pripadnostjo elektronov zunanje lupine do atomskega jedra.

Barva, ki jo oddajajo večji atomi, je z energijo nižja od svetlobe, ki jo oddajajo manjši atomi. Tako na primer stroncij (atomska številka 38) proizvaja rdečkasto barvo, natrij (atomska številka 11) pa rumenkasto barvo. Natrijev ion ima močnejšo afiniteto do elektrona, zato je za premikanje elektrona potrebno več energije. Ko se elektron premika, doseže višje vznemirjeno stanje. Ko se elektron vrne v osnovno stanje, ima več energije za razprševanje, kar pomeni, da ima barva višjo frekvenco / krajšo valovno dolžino.

Preizkus plamena se lahko uporabi tudi za razlikovanje med oksidacijskimi atomi posameznega elementa. Na primer, baker (I) oddaja modro svetlobo med testom plamena, medtem ko baker (II) oddaja zeleno svetlobo.

Kovinska sol je sestavljena iz kationa (kovine) in aniona. Anion lahko vpliva na rezultat testa plamena. Na primer, bakrena (II) spojina z nehalidom povzroči zeleni plamen, medtem ko bakreni (II) halogenid povzroča modro-zeleni plamen.

Tabele iz barvne preskusne barve poskusite čim bolj natančno opisati odtenek vsakega plamena, da boste videli imena barv, ki tekmujejo z velikimi škatlami Crayola. Številne kovine proizvajajo zelene plamene, obstajajo pa tudi različni odtenki rdeče in modre barve. Najboljši način za identifikacijo kovinskega iona je primerjava z nizom standardov (znana sestava), da bi vedeli, kakšno barvo pričakovati pri uporabi goriva v laboratoriju.

Ker je vključenih toliko spremenljivk, preizkus plamena ni dokončen. Na voljo je le eno orodje, ki pomaga prepoznati elemente v sestavku. Pri preizkusu plamena bodite previdni pri onesnaženju goriva ali zanke z natrijem, ki je svetlo rumene barve in prikriva druge barve. Veliko goriv je onesnaženo z natrijem. Morda boste želeli opazovati barvo preizkusa plamena skozi modri filter, da odstranite rumeno barvo.

The žlahtne kovine zlato, srebro, platina, paladij in nekateri drugi elementi ne dajejo značilne preskusne barve plamena. Za to obstaja več razlag, ena od njih je, da toplotna energija ne zadostuje, da bi vzbudila elektrone teh elementov dovolj, da sprosti energijo v vidnem območju.

Ena pomanjkljivost preskusa plamena je, da je opažena barva svetlobe zelo odvisna od kemične sestave plamena (goriva, ki se kuri). Zaradi tega je težko uskladiti barve z grafikonom z visoko stopnjo zaupanja.

Alternativa preskusu plamena je test kroglice ali pretisni omot, pri katerem je kroglica soli prevlečena z vzorcem in nato segreta v plamenu Bunsenovega gorilnika. Ta test je nekoliko bolj natančen, ker več vzorcev drži na kroglico kot na preprosto žično zanko in ker je večina Bunsenovih gorilnikov priključenih na zemeljski plin, ki običajno gori s čisto modro barvo plamen. Obstajajo celo filtri, ki jih je mogoče uporabiti za odštevanje modrega plamena za ogled rezultata testa plamena ali pretisnega omota.