Testul cu flacără este o metodă de chimie analitică folosită pentru a ajuta la identificarea ionilor de metal. În timp ce este util analiza calitativa test - și multă distracție de efectuat - nu poate fi folosit pentru a identifica toate metale pentru că nu toate ionii de metal produc culori de flacără. De asemenea, unii ioni metalici afișează culori similare între ele, ceea ce face dificil să le deosebim. Cu toate acestea, testul este încă util pentru identificarea a numeroase metale și metaloide.
Culorile de testare la căldură, electroni și flacără
Testul cu flacără se referă la energia termică, electroni, și energia din fotoni.
Pentru a efectua un test de flacără:
- Curățați a platină sau fir nichrom cu acid.
- Umezeste firul cu apa.
- Introduceți firul în solidul pe care îl testați, dându-i în judecată că un eșantion se lipește de fir.
- Puneți firul în flacără și observați orice schimbare a culorii flăcării.
Culorile observate în timpul încercării cu flacără rezultă din emoția electronilor provocați de temperatura crescută. Electronii „sar” de la starea lor la sol la un nivel de energie mai mare. Pe măsură ce se întorc la starea lor de sol, emite lumină vizibilă. Culoarea luminii este conectată la locația electronilor și afinitatea pe care o au electronii cu cochilie exterioară față de nucleul atomic.
Culoarea emisă de atomi mai mari este mai mică în energie decât lumina emisă de atomi mai mici. Deci, de exemplu, stronțiul (numărul atomic 38) produce o culoare roșiatică, în timp ce sodiul (numărul atomic 11) produce o culoare gălbuie. Ionul de sodiu are o afinitate mai puternică pentru electron, de aceea este necesară mai multă energie pentru a mișca electronul. Când electronul se mișcă, atinge o stare mai mare de excitare. Pe măsură ce electronul revine la starea sa de sol, are mai multă energie pentru a se dispersa, ceea ce înseamnă că culoarea are o frecvență mai mare / lungime de undă mai scurtă.
Testul de flacără poate fi utilizat pentru a distinge și stările de oxidare ale atomilor unui singur element. De exemplu, cupru (I) emite lumină albastră în timpul încercării cu flacără, în timp ce cuprul (II) emite lumină verde.
O sare de metal este formată dintr-un cation component (metalul) și un anion. Anionul poate afecta rezultatul testului cu flacără. De exemplu, un compus de cupru (II) cu o non-halogenă produce o flacără verde, în timp ce o halogenă de cupru (II) produce o flacără albastru-verde.
Tabelul culorilor testului cu flacără
Tabelele din culorile testului de flacără încercați să descrieți nuanța fiecărei flăcări cât se poate de exact, astfel că veți vedea nume de culori rivalizând cu cele ale cutiei mari de creioane Crayola. Multe metale produc flăcări verzi și există, de asemenea, diverse nuanțe de roșu și albastru. Cel mai bun mod de a identifica un ion metalic este să îl compari cu un set de standarde (compoziție cunoscută) pentru a ști ce culoare să te aștepți atunci când folosești combustibilul în laboratorul tău.
Deoarece există atât de multe variabile implicate, testul cu flacără nu este definitiv. Este doar un instrument disponibil pentru a ajuta la identificarea elementelor dintr-un compus. Când efectuați un test de flacără, aveți grijă de orice contaminare a combustibilului sau a buclei cu sodiu, care este galben strălucitor și maschează alte culori. Mulți combustibili au contaminare cu sodiu. Este posibil să doriți să observați culoarea testului de flacără printr-un filtru albastru pentru a îndepărta galbenul.
| Culoare flacără | Metal Ion |
| Albastru alb | Tin, plumb |
| alb | Magneziu, titan, nichel, hafniu, crom, cobalt, beriliu, aluminiu |
| Crimson (roșu profund) | Strontiu, iritru, radiu, cadmiu |
| roșu | Rubidiu, zirconiu, mercur |
| Roz-roșu sau magenta | litiu |
| Liliac sau violet pal | Potasiu |
| Albastru azur | Seleniu, indiu, bismut |
| Albastru | Arsenic, cesiu, cupru (I), indiu, plumb, tantal, ceriu, sulf |
| Albastru verde | Halură de cupru (II), zinc |
| Verde-albastru-pal | Fosfor |
| Verde | Cupru (II) nehalogen, taliu |
| Verde deschis | Bor |
| Apple verde sau verde pal | Bariu |
| Verde palid | Telluriu, antimoniu |
| Galben verde | Molibden, mangan (II) |
| Galben deschis | Sodiu |
| Auriu sau galben maroniu | Fier (II) |
| portocale | Scandiu, fier (III) |
| Portocaliu până la roșu-portocaliu | Calciu |
metale nobile aurul, argintul, platina, paladiul și alte câteva elemente nu produc o culoare caracteristică testului de flacără. Există mai multe explicații posibile pentru aceasta, una fiind că energia termică nu este suficientă pentru a excita electronii acestor elemente suficient pentru a elibera energie în domeniul vizibil.
Alternativă de testare a flăcării
Un dezavantaj al testului de flacără este acela că culoarea luminii care este observată depinde foarte mult de compoziția chimică a flăcării (combustibilul care este ars). Acest lucru face dificilă potrivirea culorilor cu un grafic cu un nivel ridicat de încredere.
O alternativă la testul cu flacără este test de mărgele sau test de blister, în care o perlă de sare este acoperită cu proba și apoi încălzită într-o flacără a arzătorului Bunsen. Acest test este puțin mai precis, deoarece mai multe probe se lipesc de perlă decât de o simplă buclă de sârmă și pentru că majoritatea arzătoarelor Bunsen sunt conectate la gazul natural, care tinde să ardă cu un albastru curat flacără. Există chiar și filtre care pot fi folosite pentru a scădea flacăra albastră pentru a vizualiza rezultatul testului flacără sau blister.