Barwienie płomienia palnika

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Wykonywanie testu barwienia płomienia

Barwienie płomienia palnika - technika stosowana w chemicznej analizie jakościowej polegająca na umieszczaniu próbki w płomieniu palnika i obserwowaniu zmian zabarwienia płomienia.

W wysokiej temperaturze związki niektórych metali wyparowują, a ich pary pobudzone do świecenia zabarwiają płomień palnika w charakterystyczny dla siebie sposób. Zabarwienie to jest efektem wzbudzenia atomów metali w płomieniu, które wracając do stanu podstawowego emitują kwant światła o ściśle określonej długości fali. Należy podkreślić, że w przypadku większości pierwiastków obserwuje się emisję światła jedynie od elektrycznie obojętnych atomów, a nie jonów. Przykładowo gdy do płomienia wprowadzimy jon sodu to w pierwszej kolejności ulega on rekombinacji z wolnym elektronem, a dopiero potem w wyniku kolejnego zderzenia może dojść do wzbudzenia i relaksacji, której towarzyszy emisja pomarańczowego światła o długości fali równej 589 nm. Różnica energii między poziomami w przypadku tego przejścia jest niewielka i wynosi 2,1 eV, podczas gdy najniższe poziomy wzbudzone dla jonu sodu mają energię ponad 30 eV i są nieosiągalne w płomieniu. Świecenie jonów w płomieniu można zaobserwować jedynie w przypadku berylowców - choć i w tym przypadku intensywność emisji atomów jest wielokrotnie wyższa. W wielu przypadkach barwa ta jest na tyle charakterystyczna, że w połączeniu z innymi technikami analitycznymi umożliwia niemal stuprocentową pewność obecności danego metalu w próbce.

Warunki poprawności wykonania testu barwienia[edytuj | edytuj kod]

Idealny płomień do analizy widoczny w ciemnościach przez okulary ze szkła kobaltowego

Technika ta, jakkolwiek pozornie prosta, wymaga stosowania specjalnego sprzętu i procedury:

  • szczypce laboratoryjne lub specjalna łyżeczka do spalań sama nie może barwić płomienia; najczęściej są one wykonywane z platyny i przed ich użyciem należy je wyprażyć, aby pozbyć się z ich powierzchni jonów sodowych pochodzących z wody, które zabarwiają płomień na żółto;
  • płomień palnika musi być maksymalnie bezbarwny; w przypadku najczęściej stosowanych palników gazowych muszą one być tak skonstruowane, aby tworzyć spokojny, stojący płomień z białym środkiem i dużą, jasnoniebieską, ledwo widoczną obwódką;
  • obserwacja zmiany barwy palnika musi być dokonana na białym tle (np. na tle czystych kafelków w laboratorium), w pomieszczeniu z białym oświetleniem lub w ciemności;
  • czasami, aby odfiltrować żółtą barwę płomienia od jonów sodowych, stosuje się szkło kobaltowe, które absorbuje światło o tej barwie.

Kolory i metale[edytuj | edytuj kod]

Karminowe zabarwienie płomienia od jonów litu

Kationy metali I grupy głównej[edytuj | edytuj kod]

  • Li+ barwi płomień na karminowy, ciemnoczerwony i wiśniowoczerwony
  • Na+ barwi płomień na intensywnie żółty
  • K+ barwi płomień na różowy i różowofioletowy
  • Rb+ barwi płomień na purpurowy i jasnofioletowy
  • Cs+ barwi płomień na niebieski i niebieskofioletowy

Kationy metali II grupy głównej[edytuj | edytuj kod]

  • Ca2+ barwi płomień na ceglastoczerwony
  • Sr2+ barwi płomień na karminowoczerwony
  • Ba2+ barwi płomień na jasnozielony i żółtozielony
  • Ra2+ barwi płomień na karminowoczerwony

Kationy lantanowców[edytuj | edytuj kod]

  • Eu3+ barwi płomień na czerwony

Kationy metali XI grupy pobocznej[edytuj | edytuj kod]

  • Cu2+ (halogenki) barwi płomień na niebieskozielony
  • Cu2+ (inne sole) barwi płomień na zielony
  • Cu+ barwi płomień na niebieski

Kationy metali III grupy głównej[edytuj | edytuj kod]

  • Ga3+ barwi płomień na fioletowy i niebieskofioletowy
  • In3+ barwi płomień na indygowy
  • Tl+ barwi płomień na zielony

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]