Thử nghiệm ngọn lửa được sử dụng để xác định trực quan danh tính của một kim loại hoặc ion á kim chưa biết dựa trên màu sắc đặc trưng của muối biến ngọn lửa của đầu đốt Bunsen. Sức nóng của ngọn lửa kích thích các electron của các ion kim loại, khiến chúng phát ra ánh sáng khả kiến. Mỗi phần tử có một phổ phát xạ đặc trưng có thể được sử dụng để phân biệt giữa phần tử này với phần tử khác.
Chìa khóa takeaways: Thực hiện thử nghiệm ngọn lửa
- Thử nghiệm ngọn lửa là một thử nghiệm định tính trong hóa học phân tích được sử dụng để giúp xác định thành phần của mẫu.
- Tiền đề là nhiệt cung cấp năng lượng cho các nguyên tố và ion, khiến chúng phát ra ánh sáng có màu đặc trưng hoặc phổ phát xạ.
- Thử nghiệm ngọn lửa là một cách nhanh chóng để thu hẹp danh tính của mẫu, nhưng phải được kết hợp với các thử nghiệm khác để xác nhận thành phần.
Phương pháp vòng dây cổ điển
Trước tiên, bạn cần một vòng dây sạch. Các vòng bạch kim hoặc niken-crom là phổ biến nhất. Chúng có thể được làm sạch bằng cách nhúng vào axit clohydric hoặc axit nitric, sau đó rửa bằng nước cất hoặc nước khử ion. Kiểm tra độ sạch của vòng lặp bằng cách đưa nó vào ngọn lửa khí. Nếu một loạt màu được tạo ra, vòng lặp không đủ sạch. Vòng lặp phải được làm sạch giữa các lần kiểm tra.
Vòng lặp sạch được nhúng vào bột hoặc dung dịch muối ion (kim loại). Vòng lặp có mẫu được đặt ở phần trong suốt hoặc xanh lam của ngọn lửa và quan sát màu thu được.
Phương pháp nẹp gỗ hoặc tăm bông
Nẹp gỗ hoặc tăm bông là một giải pháp thay thế rẻ tiền cho các vòng dây. Để sử dụng nẹp gỗ, hãy ngâm chúng qua đêm trong nước cất. Đổ nước ra và rửa sạch các nẹp bằng nước sạch, cẩn thận để tránh làm nhiễm natri vào nước (do mồ hôi trên tay của bạn). Lấy một thanh nẹp ẩm hoặc tăm bông đã được làm ẩm trong nước, nhúng vào mẫu cần thử và hơ thanh nẹp hoặc tăm bông qua ngọn lửa. Không giữ mẫu trong ngọn lửa vì điều này có thể khiến thanh nẹp hoặc miếng gạc bắt lửa. Sử dụng nẹp hoặc tăm bông mới cho mỗi lần kiểm tra.
Mẫu được xác định bằng cách so sánh màu ngọn lửa quan sát được với các giá trị đã biết từ bảng hoặc biểu đồ.
Màu đỏ
Carmine to Magenta: Hợp chất liti. Mặt nạ bằng bari hoặc natri.
Scarlet hoặc Crimson: Hợp chất Stronti. Mặt nạ bằng bari.
Màu đỏ: Rubidi (ngọn lửa chưa được lọc)
Vàng-Đỏ: Hợp chất canxi. Mặt nạ bằng bari.
Màu vàng
Vàng: Sắt
Màu vàng đậm: Hợp chất natri, ngay cả với lượng nhỏ. Ngọn lửa màu vàng không phải là dấu hiệu của natri trừ khi nó tồn tại và không tăng cường khi thêm 1% NaCl vào hợp chất khô.
Trắng
Trắng sáng: Magie
Trắng-Xanh: Kẽm
Màu xanh lá
Ngọc lục bảo: Hợp chất đồng, trừ halogenua. tali.
Màu xanh lá cây tươi sáng: Boron
Xanh-Lục: Phốt phát, khi được làm ẩm bằng H 2 SO 4 hoặc B 2 O 3 .
Xanh nhạt: Antimon và hợp chất NH 4 .
Vàng-Xanh lục: Bari, mangan(II), molypden.
Màu xanh da trời
Azure: Chì, selen, bismuth, xêzi, đồng(I), CuCl 2 và các hợp chất đồng khác được làm ẩm bằng axit clohydric, indium, chì.
Xanh nhạt: Asen và một số hợp chất của nó.
Lục Lam: CuBr 2 , antimon
Màu tím
Màu tím: Các hợp chất kali không phải là borat, phốt phát và silicat. Mặt nạ bằng natri hoặc lithium.
Lilac to Purple-Red: Kali, rubidi, và/hoặc xêzi với sự có mặt của natri khi nhìn qua một tấm kính màu lam.
- Thử nghiệm không thể phát hiện nồng độ thấp của hầu hết các ion.
- Độ sáng của tín hiệu thay đổi từ mẫu này sang mẫu khác. Ví dụ, phát xạ màu vàng từ natri sáng hơn nhiều so với phát xạ màu đỏ từ cùng một lượng liti.
- Tạp chất hoặc chất gây ô nhiễm ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm. Đặc biệt, natri có mặt trong hầu hết các hợp chất và sẽ tạo màu cho ngọn lửa. Đôi khi một kính màu xanh được sử dụng để lọc màu vàng của natri.
- Bài kiểm tra không thể phân biệt giữa tất cả các yếu tố. Một số kim loại tạo ra màu ngọn lửa giống nhau. Một số hợp chất hoàn toàn không làm thay đổi màu của ngọn lửa.
Do hạn chế, thử nghiệm ngọn lửa có thể được sử dụng để loại trừ nhận dạng của một nguyên tố trong mẫu, thay vì xác định chính xác nguyên tố đó. Các thủ tục phân tích khác nên được tiến hành ngoài thử nghiệm này.
Bảng này liệt kê các màu dự kiến cho các thành phần trong thử nghiệm ngọn lửa. Rõ ràng, tên của các màu là chủ quan, vì vậy cách tốt nhất để học cách nhận ra các yếu tố có màu gần giống là thử nghiệm các giải pháp đã biết để bạn biết điều gì sẽ xảy ra.
| Biểu tượng | Yếu tố | Màu sắc |
| BẰNG | thạch tín | Màu xanh da trời |
| b | Bo | Màu xanh lá cây tươi sáng |
| Ba | bari | Xanh nhạt/vàng nhạt |
| Ca | canxi | Cam sang đỏ |
| Cs | xezi | Màu xanh da trời |
| cu(tôi | Đồng(I) | Màu xanh da trời |
| Cu(II) | Đồng(II) không halogenua | Màu xanh lá |
| Cu(II) | Đồng(II) halogenua | xanh lam |
| Fe | Sắt | Vàng |
| TRONG | indi | Màu xanh da trời |
| k | kali | Tử đinh hương sang đỏ |
| Lý | liti | Màu đỏ tươi để carmine |
| Mg | magie | trắng sáng |
| Mn(II) | Mangan(II) | xanh hơi vàng |
| mo | molypden | xanh hơi vàng |
| Na | natri | màu vàng đậm |
| P | phốt pho | Xanh hơi xanh nhạt |
| pb | Chỉ huy | Màu xanh da trời |
| rb | rubidi | Đỏ đến tím đỏ |
| Sb | antimon | Xanh nhạt |
| se | selen | xanh da trời |
| Sr | Stronti | đỏ thẫm |
| tế | Tellurium | Xanh nhạt |
| tl | tali | màu xanh lá cây tinh khiết |
| Zn | kẽm | Xanh hơi xanh đến xanh trắng |
- Lange’s Handbook of Chemistry , 8th Edition, Handbook Publishers Inc., 1952.