Liepsnos bandymas yra analitinis chemijos metodas, kuris padeda nustatyti metalo jonus. Nors tai naudinga kokybinė analizė testas - ir smagu atlikti - jo negalima naudoti norint nustatyti visus metalai nes ne visi metalo jonai skleidžia liepsnos spalvas. Be to, kai kurie metalo jonai rodo panašias spalvas, todėl sunku juos atskirti. Nepaisant to, testas vis dar naudingas norint nustatyti daugybę metalų ir metaloidų.
Šilumos, elektronų ir liepsnos bandymo spalvos
Liepsnos bandymas susijęs su šilumine energija, elektronaiir energija fotonai.
Norėdami atlikti liepsnos bandymą:
- Išvalykite a platina arba nichromo viela su rūgštimi.
- Sudrėkinkite laidą vandeniu.
- Panardinkite laidą į kietą, kurį išbandote, pareikšdami ieškinį, kad mėginys prilimpa prie vielos.
- Įdėkite laidą į liepsną ir stebėkite, ar liepsnos spalva pasikeitė.
Spalvos, stebimos liepsnos bandymo metu, atsiranda dėl elektronų sužadinimo, kurį sukelia padidėjusi temperatūra. Elektronai „šokinėja“ iš savo žemės būsenos į aukštesnį energijos lygį. Grįžę į pradinę būseną, jie skleidžia matomą šviesą. Šviesos spalva yra susijusi su elektronų vieta, o išorinio apvalkalo elektronai turi afinitetą atominiam branduoliui.
Didesnių atomų skleidžiama spalva turi mažiau energijos nei mažesnių atomų skleidžiama spalva. Taigi, pavyzdžiui, stroncis (atominis skaičius 38) įgauna rausvą spalvą, o natris (atominis skaičius 11) suteikia gelsvą spalvą. Natrio jonas turi stipresnį afinitetą elektronui, todėl elektronui judėti reikia daugiau energijos. Kai elektronas juda, jis pasiekia aukštesnę jaudulio būseną. Kai elektronas grįžta į pradinę būseną, jis turi daugiau energijos išsisklaidyti, o tai reiškia, kad spalva turi aukštesnį dažnį / trumpesnį bangos ilgį.
Liepsnos bandymas taip pat gali būti naudojamas atskirti vieno elemento atomų oksidacijos būsenas. Pavyzdžiui, varis (I) skleidžia mėlyną šviesą liepsnos bandymo metu, o varis (II) skleidžia žalią šviesą.
Metalo druską sudaro komponentinis katijonas (metalas) ir anijonas. Anijonas gali paveikti liepsnos bandymo rezultatą. Pavyzdžiui, vario (II) junginys su nehalogenidu sukuria žalią liepsną, o vario (II) halogenidas sukelia melsvai žalią liepsną.
Liepsnos bandymo spalvų lentelė
Lentelės liepsnos bandymo spalvos pabandykite kuo tiksliau aprašyti kiekvienos liepsnos atspalvį, taigi pamatysite spalvų pavadinimus, konkuruojančius su didžiojo „Crayola“ pieštukų dėžutės spalvomis. Daugelis metalų sukelia žalią liepsną, taip pat yra įvairių raudonos ir mėlynos spalvos atspalvių. Geriausias būdas atpažinti metalo joną yra palyginti jį su standartų rinkiniu (žinoma kompozicija), kad žinotumėte, kokios spalvos reikia tikėtis naudojant degalus laboratorijoje.
Kadangi yra tiek daug kintamųjų, liepsnos testas nėra galutinis. Tai tik vienas turimas įrankis, padedantis nustatyti junginio elementus. Atlikdami liepsnos bandymą, saugokitės degalų ar kilpos užteršimo natriu, kuris yra ryškiai geltonas ir užmaskuoja kitas spalvas. Daugelis degalų yra užteršti natriu. Galite pašalinti liepsnos bandymo spalvą per mėlyną filtrą, kad pašalintumėte geltoną spalvą.
| Liepsnos spalva | Metalo jonai |
| Melsvai balta | Alavas, švinas |
| Balta | Magnis, titanas, nikelis, hafnis, chromas, kobaltas, berilis, aliuminis |
| Raudoni (tamsiai raudoni) | Stroncis, itris, radis, kadmis |
| Raudona | Rubidis, cirkonis, gyvsidabris |
| Rausvai raudona arba rausvai raudona | Ličio |
| Alyvinė arba šviesiai violetinė | Kalis |
| Azure mėlyna | Selenas, indis, bismutas |
| Mėlyna | Arsenas, cezis, varis (I), indis, švinas, tantalas, ceris, siera |
| Mėlyna Žalia | Vario (II) halogenidas, cinkas |
| Blyškiai melsvai žalia | Fosforas |
| Žalias | Vario (II) nehalogenidas, talis |
| Šviesiai žalia | Boras |
| Obuolių žalia arba šviesiai žalia | Baris |
| Blyškiai žalia | Telūras, stibis |
| Geltona žalia | Molibdenas, manganas (II) |
| Ryškiai geltonos spalvos | Natris |
| Aukso arba rusvai geltonos spalvos | Geležis (II) |
| Oranžinė | Skandis, geležis (III) |
| Oranžinė arba oranžinė-raudona | Kalcis |
taurieji metalai auksas, sidabras, platina, paladžio ir kai kurie kiti elementai neduoda būdingos liepsnos bandymo spalvos. Yra keletas galimų paaiškinimų, vienas iš jų yra tas, kad šiluminės energijos nepakanka sužadinti šių elementų elektronus, kad energija išlaisvėtų matomame diapazone.
Liepsnos bandymo alternatyva
Vienas liepsnos bandymo trūkumas yra tas, kad stebima šviesos spalva labai priklauso nuo liepsnos cheminės sudėties (deginamo kuro). Dėl to sunku suderinti spalvas su aukšto lygio pasitikėjimo diagrama.
Alternatyva liepsnos bandymui yra granulių arba lizdinių plokštelių testas, kuriame druskos rutulys yra padengtas mėginiu ir kaitinamas Bunseno degiklio liepsnoje. Šis testas yra šiek tiek tikslesnis, nes daugiau mėginių prilimpa prie granulės, o ne prie paprastos vielos kilpos ir todėl, kad dauguma Bunseno degiklių yra prijungti prie gamtinių dujų, kurios linkusios degti švaria, mėlyna spalva liepsna. Yra net filtrų, kurie gali būti naudojami atimant mėlyną liepsną, kad būtų galima pamatyti liepsnos ar pūslelės testo rezultatus.