化學名詞解釋：

焰色反應是化學上用來測試某種金屬是否存在在化合物的方法。其原理是每種元素都有其個別的光譜。樣本通常是粉或小塊的形式。以一條清潔且對化學惰性的金屬線(例如鉑或鎳鉻合金)盛載樣本，再放到無光焰(藍色火焰)中。由于鈉很常見，其金黃色焰容易蓋過其他金屬的焰色，所以有時會經(jīng)鈷藍玻璃觀察其他金屬的焰色。

焰色反應是化學上用來測試某種金屬是否存在在化合物的方法。其原理是每種元素都有其個別的光譜。樣本通常是粉或小塊的形式。以一條清潔且對化學惰性的金屬線(例如鉑或鎳鉻合金)盛載樣本，再放到無光焰(藍色火焰)中。由于鈉很常見，其金黃色焰容易蓋過其他金屬的焰色，所以有時會經(jīng)鈷藍玻璃觀察其他金屬的焰色。

焰色反應 - 基本介紹

焰色反應是某些金屬或它們的揮發(fā)性化合物在無色火焰中灼燒時使火焰呈現(xiàn)特征的顏色的反應.有些金屬或它們的化合物在灼燒時能使火焰呈特殊顏色。這是因為這些金屬元素的原子在接受火焰提供的能量時，其外層電子將會被激發(fā)到能量較高的激發(fā)態(tài)。處于

鉀的焰色反應

激發(fā)態(tài)的外層電子不穩(wěn)定，又要躍遷到能量較低的基態(tài)。不同元素原子的外層電子具有著不同能量的基態(tài)和激發(fā)態(tài)。在這個過程中就會產(chǎn)生不同的波長的電磁波，如果這種電磁波的波長是在可見光波長范圍內(nèi)，就會在火焰中觀察到這種元素的特征顏色。利用元素的這一性質(zhì)就可以檢驗一些金屬或金屬化合物的存在。這就是物質(zhì)檢驗中的焰色反應。

進行焰色反應應使用鉑絲。把嵌在玻璃棒上的鉑絲在稀鹽酸里蘸洗后，放在酒精燈的火焰(最好是煤氣燈，因為它的火焰顏色淺、溫度高)里灼燒，直到跟原來的火焰的顏色一樣時，再用鉑絲蘸被檢驗溶液，然后放在火焰上，這時就可以看到被檢驗溶液里所含元素的特征焰色。例如，蘸取碳酸鈉溶液灼燒時，看到的火焰呈黃色。蘸取碳酸鉀溶液，放到燈焰上灼燒，隔著藍色鈷玻璃觀察，火焰呈淺紫色。實驗完畢，要用稀鹽酸洗凈鉑絲，在火焰上灼燒到?jīng)]有什么顏色后，才能再去蘸另一種溶液進行焰色反應。

焰色反應 - 實驗原理

焰色反應

當堿金屬及其鹽在火焰上灼燒時，原子中的電子吸收了能量，從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道，但處于能量較高軌道上的電子是不穩(wěn)定的，很快躍遷回能量較低的軌道，這時就將多余的能量以光的形式放出。而放出的光的波長在可見光范圍內(nèi)(波長為400nm～760nm)，因而能使火焰呈現(xiàn)顏色。但由于堿金屬的原子結構不同，電子躍遷時能量的變化就不相同，就發(fā)出不同波長的光，,從焰色反應的實驗里所看到的特殊焰色,就是光譜譜線的顏色.每種元素的光譜都有一些特征譜線,發(fā)出特征的顏色而使火焰著色,根據(jù)焰色可以判斷某種元素的存在.如焰色洋紅色含有鍶元素,焰色玉綠色含有銅元素,焰色黃色含有鈉元素等.

焰色反應 - 實驗分析

一.鈉離子：

焰色反應

鈉的焰色反應本應不難做，但實際做起來最麻煩。因為鈉的焰色為黃色，而酒精燈的火焰因燈頭燈芯不干凈、酒精不純而使火焰大多呈黃色。即使是近乎無色(淺淡藍色)的火焰，一根新的鐵絲(或鎳絲、鉑絲)放在外焰上灼燒，開始時火焰也是黃色的，很難說明焰色是鈉離子的還是原來酒精燈的焰色。要明顯看到鈉的黃色火焰，可用如下方法。

⑴方法一(鑷子-棉花-酒精法)：用鑷子取一小團棉花(脫脂棉，下同)吸少許酒精(95%乙醇，下同)，把棉花上的酒精擠干，用該棉花沾一些氯化鈉或無水碳酸鈉粉末(研細)，點燃。

⑵方法二(鐵絲法)：①取一條細鐵絲，一端用砂紙擦凈，再在酒精燈外焰上灼燒至無黃色火焰，②用該端鐵絲沾一下水，再沾一些氯化鈉或無水碳酸鈉粉末，③點燃一盞新的酒精燈(燈頭燈芯干凈、酒精純)，④把沾有鈉鹽粉末的鐵絲放在外焰尖上灼燒，這時外焰尖上有一個小的黃色火焰，那就是鈉焰。以上做法教師演示實驗較易做到，但學生實驗因大多數(shù)酒精燈都不干凈而很難看到焰尖，可改為以下做法：沾有鈉鹽的鐵絲放在外焰中任一有藍色火焰的部位灼燒，黃色火焰覆蓋藍色火焰，就可認為黃色火焰就是鈉焰。

二.鉀離子：

焰色反應

⑴方法一(燒杯-酒精法)：

取一小藥匙無水碳酸鉀粉末(充分研細)放在一倒置的小燒杯上，滴加5～6滴酒精，點燃，可看到明顯的淺紫色火焰，如果隔一鈷玻璃片觀察，則更明顯看到紫色火焰。

⑵方法二(蒸發(fā)皿-酒精法)：

取一藥匙無水碳酸鉀粉末放在一個小發(fā)皿內(nèi)，加入1毫升酒精，點燃，燃燒時用玻棒不斷攪動，可看到紫色火焰，透過鈷玻璃片觀察效果更好，到酒精快燒完時現(xiàn)象更明顯。

⑶方法三(鐵絲-棉花-水法)：

取少許碳酸鉀粉末放在一小蒸發(fā)皿內(nèi)，加一兩滴水調(diào)成糊狀;再取一條小鐵絲，一端擦凈，彎一個小圈，圈內(nèi)夾一小團棉花，棉花沾一點水，又把水擠干，把棉花沾滿上述糊狀碳酸鉀，放在酒精燈外焰上灼燒，透過鈷玻璃片可看到明顯的紫色火焰。

⑷方法四(鐵絲法)：

焰色反應

同鈉的方法二中的學生實驗方法。該法效果不如方法一、二、三，但接近課本的做法。觀察鉀的焰色時，室內(nèi)光線不要太強，否則淺紫色的鉀焰不明顯。

三.鋰離子：

⑴方法一(鑷子-棉花-酒精法)：

用鑷子取一團棉花，吸飽酒精，又把酒精擠干，把棉花沾滿Li2CO3粉末，點燃。

⑵方法二(鐵絲法)：跟鈉的方法二相同。

四.鈣離子：

⑴方法一(鑷子-棉花-酒精法)：

同鈉的方法一。

⑵方法二(燒杯-酒精法)：

取一藥匙研細的無水氯化鈣粉末(要吸少量水，如果的確一點水也沒有，則讓其在空氣吸一會兒潮)放在倒置的小燒杯上，滴加7～8滴酒精，點燃。⑶方法三(藥匙法)：用不銹鋼藥匙盛少許無水氯化鈣(同上)放在酒精燈外焰上灼燒。

五.鍶離子：

方法一、二：同碳酸鋰的方法一、二。

六.鋇離子：

焰色反應

⑴方法一(鐵絲-棉花-水法)：

取少量研細的氯化鋇粉末放在一小蒸發(fā)皿內(nèi)，加入一兩滴水調(diào)成糊狀，取一小鐵絲，一端用砂紙擦凈，彎一個小圈，圈內(nèi)夾一小團棉花，棉花吸飽水后又擠干，把這棉花沾滿上述糊狀氯化鋇，放在酒精燈火焰下部的外焰上灼燒，可看到明顯的黃綠色鋇焰。

⑵方法二(棉花-水-燒杯法)：

跟方法一類似，把一小團棉花沾水后擠干，沾滿糊狀氯化鋇，放在一倒置的燒杯上，滴加七八滴酒精，點燃?？膳c棉花+酒精燃燒比較。

七.銅離子：

⑴方法一(鐵絲-棉花-水法)：同鋇離子的方法一相同。

⑵方法二(鑷子-棉花-酒精法)：同鈉離子方法。

⑶方法三(燒杯-酒精法)：同鉀離子的方法一。

⑷方法四(藥匙法)：同鈣離子的方法三。

焰色反應現(xiàn)象要明顯，火焰焰色要象彗星尾巴才看得清楚，有的鹽的焰色反應之所以鹽要加少量水溶解，是為了灼燒時離子隨著水分的蒸發(fā)而揮發(fā)成彗星尾巴狀，現(xiàn)象明顯;而有的離子灼燒時較易揮發(fā)成彗星尾巴狀，就不用加水溶解了。

焰色反應 - 試驗步驟

(1)實驗用品：鉑絲(或鐵絲)、酒精燈(或煤氣燈)、濃鹽酸、藍色鈷玻璃(檢驗鉀時用)。

(3)操作過程：①將鉑絲蘸濃鹽酸在無色火焰上灼燒至無色;②蘸取試樣(固體也可以直接蘸取)在無色火焰上灼燒,觀察火焰顏色(若檢驗鉀要透過鈷玻璃觀察，因為大多數(shù)情況下酒精燈的火焰是黃色的，黃色與少量的紫色無法分別出來).③將鉑絲再蘸濃鹽酸灼燒至無色，就可以繼續(xù)做新的實驗了。

鈉的焰色測試

鈉的焰色

1、先準備一支鉑或鎳鉻線圈，鈷藍玻璃及鹽或其溶液。

2、把線圈浸在濃鹽酸(或其它強酸)中以清除先前余下的物質(zhì)，再把線圈通過無光焰(藍色火焰)中直至沒有顏色的變化。

3、用蒸餾水或去離子水或純水沖洗線圈。

4、用線圈蘸上鹽或溶液，通過無光焰(藍色火焰)中加熱。

5、當鈉離子存在于所測試的溶液中，用鈷藍玻璃過濾鈉離子的焰色。

6、最后將觀察焰色。鈉的焰色為明亮的金黃色火焰。

銅的焰色測試

銅的焰色

1、先準備一支鉑或鎳鉻線圈及硫酸銅或其溶液。

2、把線圈浸在濃鹽酸(或其它強酸)中以清除先前余下的物質(zhì)，再把線圈通過無光焰(藍色火焰)中直至沒有顏色的變化。

3、用蒸餾水或去離子水或純水沖洗線圈。

4、用線圈蘸上硫酸銅或其溶液，通過無光焰(藍色火焰)中加熱。

5、本測試不用使用鈷藍玻璃過濾離子焰色。

6、最后將觀察焰色。銅的焰色為藍綠色。

焰色反應 - 焰色干擾

一、改進裝置和用具

擋風夾可以防止焰色干擾

對于常用型號的酒精燈，取一塊14×7.5cm2大小的薄鐵片，按2.5cm折兩次，變成長和寬各為2.5cm，高為14cm的擋風夾。將其下端稍彎曲，用時夾在酒精燈上，如右圖。

再取幾根無銹鐵絲分別固定在玻璃棒上，貼上標記。每根鐵絲專用于蘸取一種樣品。以此代替鉑絲(由于條件限制，許多學校沒有那么多的鉑絲，分組實驗時更是如此)。

二、簡化操作程序

課堂演示實驗時，將酒精燈上擋風夾空缺的一面朝向?qū)W生。用專用鐵絲蘸取相應樣品?？梢圆?ldquo;先灼燒……每次用完后都要用稀鹽酸洗凈……”而直接置于外焰部位灼燒。演示鉀的焰色反應時，可先用鐵絲蘸取少量合成膠水，再“粘上”少量氯酸鉀固體直接灼燒，把鈷玻片置于擋風夾空缺部位進行觀察，待鐵絲稍冷后可重復進行實驗。對于其它易受外界條件干擾，焰色展示不明顯的也可采用此法。實驗結束后，取下?lián)躏L夾，熄滅酒精燈。

三、改進后的優(yōu)點

通過增設擋風夾既能避免實驗時酒精燈火焰受風干擾，能有效地提升火焰的長度，又不會擋住學生視線，還可以形成背景底色，有利于對比觀察;改用專用鐵絲蘸取樣品解決了缺少鉑絲之苦，還能簡化操作。而用合成膠水“粘”取固體樣品灼燒，不但不會影響觀察焰色，還能有效防止樣品飛濺，延長焰色時間，簡單實用。