【AS化学必备】flame test——逢考必出的知识点


Flame test as化学中的一个重点,几乎逢考必出,而且思路其实并不复杂,各位学A-level(alevel)的同学一定要弄懂这个知识点啊

 

Flame test 的目的一般是检验化学盐类物质中有什么ion (离子),毕竟大部分盐类都是无色或者白色的粉末(powder

 

真题中经常会出现对实验步骤的考察,各位一定要做好笔记哦

Carrying out a flame test

Practical details

Clean a platinum or nichrome (a nickel-chromium alloy) wire by dipping it intoconcentratedhydrochloric acid and thenholding it in a hot Bunsen flame.Repeat this untilthe wire doesn't produce any colour in the flame.


这一步的目的是先获得一根上面没有杂质的金属丝。一般选用的材料是platinumnichrome,因为这两种材料都比较稳定并不容易发生化学反应(inert)。浓盐酸则是用来溶解各种可溶或者不可溶的盐类。盐酸本身不会带来颜色反应,没有引入新的杂质Cl-在火焰中也不会有颜色。而且盐酸的挥发性(volatility比较强,不会残留在金属丝上。多次进行这个步骤,确保没有杂质遗留在金属丝上,等到火焰不会再产生其他的颜色时,表明这根金属丝已经清洗完成了。

 

安全起见,稀盐酸(dilutedhydrochloric acid也是可以使用的,不过火焰颜色没有那么明显。

 

要注意的是,如果使用的是nichrome的话,火焰的颜色总是会有一点橙色的痕迹的。Platinum是一个更好的材料,然而它比较贵…..

 

When the wire is clean, moisten it again with some of the acid and then dip it into a small amount ofthe solid you are testing so that some sticks to the wire. Place the wire back in theflame again.


等到金属丝清洁干净之后,再把它用盐酸湿润,沾一点待测固体,然后再放到火焰中。


如果火焰的颜色比较微弱不明显的话,就把金属丝沾点盐酸放到火焰里再试一下一般这个时候会出现短暂而又强烈的颜色。

 

然后焰色反应大概长这样


 

A-level (alevel)考纲内重点记忆的几个颜色….

lithium-red

sodium-yellow

caesium/potassium-lilac

magnesium-colourless

calcium- (yellow-)red

strontium-red

barium-pale green

 

然后关于为什么会形成焰色反应也是一个重点…..

When heated, the electrons in the metal iongain energy andcan jump into higherenergy levels. Because this is energetically unstable, the electrons tend to fall back down to where they werebefore,releasing energy as they do so. This energy is released as light energy,and as these transitions vary from one metal ion to another, it leads to thecharacteristic colours given by each metal ion.


说到这就不得不补充一点物理方面的知识因为每个原子的能级(energy level)都长得不一样,而能极差的能量就等于发出的光子的能量,光子的能量=hf其中h是普朗克常数(plank constant),而f是光子的频率(frequency),频率决定了光在我们眼中的颜色


所以呢,magnesiumion并不是不在焰色反应中进行变化,只是它发出的光子的频率不在人眼的可视范围内所以显得没有颜色的样子。


需要注意的是焰色反应并不是化学变化,而是物理变化,因为反应中并没有涉及新的物质,只是电子的能级跃迁。虽然燃烧是化学反应,但是焰色反应的对象是指没有燃烧的地方。

以上~就是关于焰色反应你需要知道的

 

Ref:

http://chemguide.co.uk/inorganic/group1/flametests.html

https://chemistry.com.pk/infographics/metal-ion-flame-test-colours/

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