Kā tiek iegūtas liesmas testa krāsas
Metālu un metaloīdu identificēšana ar krāsainām liesmām
Krāsas liesmas testā rodas elektronu kustības rezultātā metāla jonos, kad tie iegūst siltumenerģiju. Filips Evans, Getty Images
Liesmas tests ir analītiskās ķīmijas metode, ko izmanto, lai palīdzētu identificēt metālu jonus. Kamēr tas ir noderīgikvalitatīvā analīzetests — un tas ir ļoti jautri — to nevar izmantot visu identificēšanai metāli jo ne visi metālu joni dod liesmas krāsas. Turklāt daži metāla joni parāda krāsas, kas ir līdzīgas viena otrai, tāpēc ir grūti tos atšķirt. Tomēr tests joprojām ir noderīgs daudzu metālu un metaloīdu identificēšanai.
Karstuma, elektronu un liesmas testa krāsas
Liesmas pārbaude ir saistīta ar siltumenerģiju, elektroni , un enerģija fotoni .
Lai veiktu liesmas pārbaudi:
- Tīrīt a platīns vai nihroma stieple ar skābi.
- Samitriniet vadu ar ūdeni.
- Iemērciet vadu pārbaudāmajā cietajā vielā, nodrošinot, ka paraugs pielīp pie stieples.
- Novietojiet vadu liesmā un novērojiet visas liesmas krāsas izmaiņas.
Liesmas testa laikā novērotās krāsas rodas paaugstinātas temperatūras izraisītā elektronu uzbudinājuma rezultātā. Elektroni 'lec' no sava pamata stāvokļa uz augstāku enerģijas līmeni. Atgriežoties sākotnējā stāvoklī, tie izstaro redzamo gaismu. Gaismas krāsa ir saistīta ar elektronu atrašanās vietu un ārējā apvalka elektronu afinitāti pret atoma kodolu.
Lielāku atomu izstarotajai krāsai ir mazāka enerģija nekā mazāku atomu izstarotajai gaismai. Tā, piemēram, stroncijs (atomu skaits 38) rada sarkanīgu krāsu, bet nātrijs (atomu skaits 11) rada dzeltenīgu krāsu. Nātrija jonam ir spēcīgāka afinitāte pret elektronu, tāpēc elektrona pārvietošanai ir nepieciešams vairāk enerģijas. Kad elektrons kustas, tas sasniedz augstāku uzbudinājuma stāvokli. Kad elektrons atgriežas sākotnējā stāvoklī, tam ir vairāk enerģijas, lai izkliedētu, kas nozīmē, ka krāsai ir augstāka frekvence / īsāks viļņa garums.
Liesmas testu var izmantot arī, lai atšķirtu viena elementa atomu oksidācijas pakāpes. Piemēram, varš (I) liesmas testa laikā izstaro zilu gaismu, bet varš (II) izstaro zaļu gaismu.
Metāla sāls sastāv no katjona (metāla) un anjona. Anjons var ietekmēt liesmas testa rezultātu. Piemēram, vara (II) savienojums ar nehalogenīdu rada zaļu liesmu, bet vara (II) halogenīds rada zili zaļu liesmu.
Liesmas testa krāsu tabula
Tabulas no liesmas testa krāsas mēģiniet pēc iespējas precīzāk aprakstīt katras liesmas nokrāsu, lai jūs redzētu krāsu nosaukumus, kas konkurētu ar lielās Crayola krītiņu kastes krāsu nosaukumiem. Daudzi metāli rada zaļas liesmas, ir arī dažādas sarkanās un zilās nokrāsas. Labākais veids, kā identificēt metāla jonu, ir salīdzināt to ar standartu kopumu (zināms sastāvs), lai zinātu, kāda krāsa ir sagaidāma, izmantojot degvielu savā laboratorijā.
Tā kā ir iesaistīti tik daudz mainīgo lielumu, liesmas tests nav galīgs. Tas ir tikai viens pieejams rīks, kas palīdz identificēt savienojuma elementus. Veicot liesmas testu, uzmanieties no jebkāda degvielas vai cilpas piesārņojuma ar nātriju, kas ir spilgti dzeltens un maskē citas krāsas. Daudzām degvielām ir nātrija piesārņojums. Varat novērot liesmas testa krāsu caur zilu filtru, lai noņemtu dzeltenumu.
| Liesmas krāsa | Metāla jonu |
| Zils-balts | Alva, svins |
| Balts | Magnijs, titāns, niķelis, hafnijs, hroms, kobalts, berilijs, alumīnijs |
| Karmīnsarkans (dziļi sarkans) | Stroncijs, itrijs, rādijs, kadmijs |
| sarkans | Rubidijs, cirkonijs, dzīvsudrabs |
| Rozā-sarkans vai fuksīns | Litijs |
| Ceriņi vai gaiši violets | Kālijs |
| debeszils zils | Selēns, indijs, bismuts |
| Zils | Arsēns, cēzijs, varš(I), indijs, svins, tantals, cērijs, sērs |
| Zils zaļš | Vara(II) halogenīds, cinks |
| Bāli zili zaļš | Fosfors |
| Zaļš | Vara(II) nehalogenīds, tallijs |
| Spilgti zaļš | Bors |
| Ābolu zaļš vai gaiši zaļš | Bārijs |
| Bāli zaļš | Telūrs, antimons |
| Dzelteni zaļš | Molibdēns, mangāns (II) |
| Spilgti dzeltena | Nātrijs |
| Zelta vai brūngani dzeltena | Dzelzs (II) |
| apelsīns | skandijs, dzelzs (III) |
| Oranžs līdz oranžsarkans | Kalcijs |
The cēlmetāli zelts, sudrabs, platīns, pallādijs un daži citi elementi nerada raksturīgu liesmas testa krāsu. Tam ir vairāki iespējamie skaidrojumi, no kuriem viens ir tāds, ka siltumenerģija nav pietiekama, lai pietiekami ierosinātu šo elementu elektronus, lai atbrīvotu enerģiju redzamajā diapazonā.
Liesmas testa alternatīva
Viens no liesmas testa trūkumiem ir tas, ka novērotā gaismas krāsa ir ļoti atkarīga no liesmas ķīmiskā sastāva (degvielas, kas tiek sadedzināta). Tas apgrūtina krāsu saskaņošanu ar diagrammu ar augstu ticamības līmeni.
Alternatīva liesmas pārbaudei ir lodīšu tests vai tulznu tests , kurā sāls lodītes ir pārklātas ar paraugu un pēc tam karsētas Bunsen degļa liesmā. Šis tests ir nedaudz precīzāks, jo vairāk parauga pielīp pie lodītes nekā pie vienkāršas stieples cilpas un jo lielākā daļa Bunsen degļu ir savienoti ar dabasgāzi, kas mēdz degt ar tīru, zilu liesmu. Ir pat filtri, kurus var izmantot, lai atņemtu zilo liesmu, lai skatītu liesmas vai blistera testa rezultātu.