Ako sa vyrábajú plameňové testovacie farby

Plameňový test je analytická chemická metóda používaná na identifikáciu kovových iónov. Aj keď je to užitočné kvalitatívna analýza test - a veľa zábavy na vykonanie - nemožno ho použiť na identifikáciu všetkých kovy pretože nie všetky kovové ióny poskytujú plameňové farby. Niektoré kovové ióny tiež vykazujú podobné farby, takže je ťažké ich od seba oddeliť. Napriek tomu je test stále užitočný na identifikáciu mnohých kovov a metaloidov.

Plameňová skúška sa týka predovšetkým tepelnej energie, elektrónya energiu fotóny.

Vykonanie plameňovej skúšky:

1. Vyčistite a platina alebo nichrom drôt s kyselinou.
2. Navlhčite drôt vodou.
3. Drôt ponorte do tuhej látky, ktorú skúšate, a zažalovajte, aby sa vzorka prilepila na drôt.
4. Vložte drôt do plameňa a sledujte akúkoľvek zmenu farby plameňa.

Farby pozorované počas testu plameňa sú výsledkom excitácie elektrónov spôsobenej zvýšenou teplotou. Elektróny „skočia“ zo svojho základného stavu na vyššiu energetickú úroveň. Keď sa vracajú do svojho základného stavu, vyžarujú viditeľné svetlo. Farba svetla je spojená s polohou elektrónov a afinitou elektrónov s vonkajším plášťom k atómovému jadru.

Farba vyžarovaná väčšími atómami má nižšiu energiu ako svetlo vyžarované menšími atómami. Napríklad stroncium (atómové číslo 38) vytvára červenkastú farbu, zatiaľ čo sodík (atómové číslo 11) vytvára žltkastú farbu. Sodný ión má silnejšiu afinitu k elektrónu, takže na pohyb elektrónu je potrebné viac energie. Keď sa elektrón pohne, dosiahne vyššie stav vzrušenia. Keď sa elektrón vracia do svojho základného stavu, má viac energie na rozptýlenie, čo znamená, že farba má vyššiu frekvenciu / kratšiu vlnovú dĺžku.

Plameňovú skúšku je možné použiť aj na rozlíšenie oxidačných stavov atómov jedného prvku. Napríklad meď (I) emituje modré svetlo počas testu plameňa, zatiaľ čo meď (II) emituje zelené svetlo.

Kovová soľ pozostáva z komponentu katión (kov) a aniónu. Anión môže ovplyvniť výsledok plameňovej skúšky. Napríklad zlúčenina medi (II) s nehalogenidom vytvára zelený plameň, zatiaľ čo halogenid medi (II) poskytuje modro-zelený plameň.

Tabuľky plameňové testovacie farby pokúste sa čo najpresnejšie opísať odtieň každého plameňa, takže uvidíte farebné názvy, ktoré súperia s tými, ktoré sú vo veľkej škatuľke pasteliek Crayola. Mnoho kovov produkuje zelené plamene a existujú aj rôzne odtiene červenej a modrej. Najlepší spôsob, ako identifikovať kovový ión, je porovnať ho so súborom štandardov (známe zloženie), aby ste vedeli, akú farbu očakávať pri použití paliva vo vašom laboratóriu.

Pretože existuje toľko premenných, plameňový test nie je definitívny. Je to iba jeden nástroj, ktorý pomáha identifikovať prvky v zmesi. Pri skúške plameňom si dávajte pozor na kontamináciu paliva alebo slučky sodíkom, ktorý je jasne žltý a maskuje ďalšie farby. Mnoho palív je kontaminovaných sodíkom. Možno budete chcieť pozorovať testovaciu farbu plameňa cez modrý filter, aby ste odstránili všetku žltú.

vzácne kovy zlato, striebro, platina, paládium a niektoré ďalšie prvky nevytvárajú charakteristickú testovaciu farbu plameňa. Existuje niekoľko možných vysvetlení, jedným z nich je, že tepelná energia nestačí na excitáciu elektrónov týchto prvkov natoľko, aby uvoľnila energiu vo viditeľnom rozsahu.

Nevýhodou plameňovej skúšky je, že pozorovaná farba svetla veľmi silne závisí od chemického zloženia plameňa (palivo, ktoré sa spaľuje). To sťažuje porovnávanie farieb s grafom s vysokou úrovňou dôveryhodnosti.

Alternatívou k plameňovej skúške je skúška s guľôčkami alebo blistrovými skúškami, v ktorej je vzorkou potiahnutá guľôčka soli a potom zahrievaná v plameňovom horáku Bunsen. Tento test je o niečo presnejší, pretože viac vzorky sa drží na guľôčke ako na jednoduchej slučke a pretože väčšina horákov Bunsen je pripojená na zemný plyn, ktorý má tendenciu horieť čistou modrou farbou plameň. Existujú dokonca filtre, ktoré sa môžu použiť na odpočítanie modrého plameňa na zobrazenie výsledku testu plameňa alebo blistra.